铸造手册 第4卷 造型材料（第4版）

　　《铸造手册》第4版共分铸铁、铸钢、铸造非铁合金、造型材料、铸造工艺和特种铸造6卷出版。本书为造型材料卷。第4版在第3版的基础上进行了全面的修订，体现了我国造型材料的产品与技术结构、环保新要求，以及新标准不断涌现的巨大变化。本书包括绪论、原砂、湿型黏土砂、水玻璃砂、树脂黏结剂型（芯）砂、其他有机和无机黏结剂砂、铸造涂料、过滤网、冒口套及覆盖剂、其他辅助材料和造型材料测试方法共11章，主要介绍了砂型铸造生产中广泛使用的各种造型材料及其性能、相关造型材料的检测方法和现行标准、选择和应用造型材料时应掌握的知识等内容。本书由中国机械工程学会铸造分会组织编写，内容系统全面，具有性、科学性、实用性、可靠性和先进性。

　　中国机械工程学会铸造分会由理事会及其下设的14个专业技术委员会和8个工作委员会组成。其下属的会员单位分别来自于国内外铸造企业、大学及科研院所。中国机械工程学会铸造分会主办的刊物有《铸造》、《特种铸造及有色合金》、《中国铸造装备与技术》、《现代铸铁》、《铸造世界报》和《压铸世界》等多种期刊。参与编辑出版《CHINA FOUNDRY》，并编辑出版有《铸造手册》、《中国铸造史》、《铸造词典》等多种铸造专业书籍。中国机械工程学会铸造分会始终致力于中国铸造行业的发展，不断加强与世界各国铸造组织的交流与合作，在国内外广泛开展铸造行业技术交流与贸易合作活动，始终如一的为中国及全球铸造业的发展服务。

第4版前言
第3版前言
第2版前言
第1版前言
第1章绪论1
1.1造型材料的分类及特点1
1.1.1造型材料的分类1
1.1.2造型材料的特点1
1.2造型材料的发展历程1
1.2.1原砂 2
1.2.2黏土湿型砂用膨润土和煤粉3
1.2.3水玻璃（硅酸盐黏结剂）砂3
1.2.4树脂砂4
1.2.5其他有机黏结剂砂8
1.2.6铸造涂料8
1.2.7过滤网和冒口套8
1.3造型材料的发展趋势与展望9
1.3.1原砂9
1.3.2高密度湿型砂10
1.3.3水玻璃砂10
1.3.4自硬树脂砂10
1.3.5覆膜砂壳型（芯）10
1.3.6三乙胺冷芯盒工艺11
1.3.7铸造涂料11
1.3.8铸造金属液过滤网和冒口套11
参考文献11
第2章原砂12
2.1概述12
2.2硅砂12
2.2.1性状和用途12
2.2.2来源和分类12
2.2.3石英的结构转变特性13
2.2.4矿物组成和杂质成分的影响14
2.2.5硅砂粒度控制和表示方法15
2.2.6硅砂的表面状态和颗粒形状16
2.2.7硅砂的开采与加工17
2.2.8铸造用硅砂的技术指标21
2.2.9鉴定铸造黏结剂用标准砂的技术指标22
2.3特种砂22
2.3.1锆砂、粉22
2.3.2镁砂23
2.3.3橄榄石砂23
2.3.4铬铁矿砂24
2.3.5熔融陶瓷砂（宝珠砂）25
2.3.6烧结陶瓷砂26
2.3.7刚玉砂27
2.3.8碳质砂（石墨和焦炭）28
2.3.9石灰石砂31
2.4原砂技术指标汇总31
参考文献32
第3章湿型黏土砂34
3.1概述34
3.2膨润土34
3.2.1组成和结构34
3.2.2分类、分级及牌号35
3.2.3膨润土质量的评定36
3.2.4膨润土的人工钠化37
3.2.5膨润土的选用37
3.3煤粉及其他辅助材料38
3.3.1煤粉及其复合添加剂38
3.3.2重油和渣油41
3.3.3淀粉类材料41
3.4湿型黏土砂的特点42
3.5湿型黏土砂各种材料的选用42
3.6湿型黏土砂的配比和性能43
3.6.1配比43
3.6.2型砂性能及其对铸件质量的影响48
3.7型砂性能检测频率和检测结果整理分析56
3.7.1型砂性能检测频率56
3.7.2检测结果的整理56
3.8各种湿型砂对性能的基本要求57
3.9砂处理系统59
3.10混砂机及混砂工艺61
3.10.1混砂机61
3.10.2混砂工艺65
3.11型砂性能的在线检测与控制72
3.12湿型砂循环使用中的问题75
3.12.1热砂问题76
3.12.2粉尘的积累问题78
3.12.3废砂的排放问题80
3.13黏土旧砂的再生81
3.13.1旧砂再生后用于湿型砂81
3.13.2旧砂再生后用于制芯81
3.13.3焙烧-机械再生法82
3.13.4烘干-机械再生法85
3.13.5分别落砂-机械再生法86
3.13.6湿法再生86
3.13.7再生硅砂的质量标准87
3.13.8废砂和粉尘的再利用88
参考文献88
第4章水玻璃砂91
4.1概述91
4.2水玻璃91
4.2.1水玻璃的特点91
4.2.2水玻璃的硬化92
4.2.3水玻璃的黏结强度92
4.2.4水玻璃的制法和规格92
4.2.5水玻璃模数和浓度的调整94
4.2.6水玻璃的老化和物理改性95
4.2.7助黏剂97
4.2.8水玻璃的化学改性剂98
4.2.9水玻璃的复合改性98
4.2.10水玻璃砂溃散剂99
4.2.11水玻璃硬化剂——有机酯99
4.3水玻璃改性技术的发展100
4.3.1水玻璃砂抗湿性的系统研究100
4.3.2适合水玻璃砂干法再生的改性水玻璃研究101
4.3.3酯硬化水玻璃砂厚大砂型（芯）的硬透性及抗蠕变研究101
4.3.4高效实用的纳米材料改性水玻璃101
4.4以水玻璃为黏结剂的型砂和芯砂101
4.4.1CO2吹气硬化水玻璃砂102
4.4.2水玻璃自硬砂112
4.4.3有机酯水玻璃砂冷芯盒工艺118
4.4.4烘干硬化水玻璃砂118
4.5水玻璃旧砂再生121
4.5.1砂块破碎121
4.5.2旧砂表面水玻璃膜的去除121
4.5.3水玻璃旧砂干法再生121
4.5.4水玻璃旧砂热法再生123
4.5.5水玻璃旧砂湿法再生124
4.5.6水玻璃旧砂热湿法干法联合再生128
4.5.7水玻璃旧砂的化学再生129
4.5.8水玻璃旧砂再生方法的选择129
4.5.9水玻璃旧砂再生新方法和新进展130
参考文献133
第5章树脂黏结剂型(芯)砂135
5.1概述135
5.1.1树脂黏结剂砂的特点135
5.1.2自硬冷芯盒法135
5.1.3热（温）芯盒法136
5.1.4壳法136
5.1.5冷芯盒法137
5.2自硬树脂砂137
5.2.1自硬树脂砂的特点137
5.2.2自硬呋喃树脂砂137
5.2.3自硬酚醛树脂砂154
5.2.4自硬碱性酚醛树脂砂156
5.2.5自硬酚脲烷树脂砂167
5.2.6自硬树脂砂的混制175
5.2.7自硬树脂砂的再生178
5.3覆膜砂186
5.3.1覆膜砂的发展历程及特点186
5.3.2覆膜砂用原材料187
5.3.3覆膜砂的生产191
5.3.4覆膜砂的标准与分类196
5.3.5覆膜砂型（芯)的制造197
5.3.6覆膜砂型（芯)及铸件缺陷198
5.3.7覆膜砂热法再生与质量控制201
5.4热(温)芯盒砂202
5.4.1热（温)芯盒砂的特点202
5.4.2热（温)芯盒用黏结剂202
5.4.3热芯盒工艺204
5.4.4热芯盒法存在的主要问题及解决途径205
5.4.5温芯盒法制芯206
5.5气硬冷芯盒砂206
5.5.1气硬冷芯盒砂的分类及特点206
5.5.2胺法冷芯盒砂207
5.5.3SO2硬化冷芯盒砂212
5.5.4低毒、无毒气硬冷芯盒砂214
5.6铸造砂型3D打印增材制造技术215
5.6.1覆膜砂选区激光烧结工艺216
5.6.2基于微滴喷射成型的呋喃树脂砂型无模铸型制造技术219
5.7减少树脂砂铸造车间有机挥发性废气排放的途径222
5.7.1木质素改性呋喃树脂222
5.7.2邦尼树脂223
5.7.3铸造生产中废气净化应用进展224
参考文献226
第6章其他有机和无机黏结剂砂228
6.1油砂228
6.1.1植物油砂228
6.1.2塔油砂233
6.1.3合脂砂236
6.1.4渣油砂239
6.1.5乳化沥青砂242
6.2水溶性高分子黏结剂砂243
6.2.1聚乙烯醇砂243
6.2.2JD复交砂244
6.3磷酸盐黏结剂型（芯）砂246
6.3.1磷酸盐黏结剂246
6.3.2磷酸盐黏结剂用固化剂及固化机理246
6.3.3磷酸盐黏结剂型（芯）砂配方247
6.3.4磷酸盐黏结剂型（芯）砂的特点及问题247
6.3.5磷酸盐黏结剂砂的研究应用状况248
6.4水泥型（芯）砂249
6.4.1水泥型（芯）砂的优缺点249
6.4.2水泥型（芯）砂配方249
6.4.3影响水泥砂性能的因素250
6.4.4水泥砂造型工艺特点252
6.4.5双快水泥砂252
6.5石灰石型（芯）砂253
6.5.1石灰石型（芯）砂原材料的选用及型（芯）砂配比253
6.5.2石灰石型（芯）砂易产生的铸件缺陷及防止措施253
6.6新型硅酸盐系黏结剂的应用254
6.6.1新型硅酸盐系黏结剂在国外的应用255
6.6.2新型硅酸盐系黏结剂在我国的应用255
参考文献257
第7章铸造涂料259
7.1概述259
7.1.1铸造涂料的分类和性能259
7.1.2铸造涂料的功能和作用260
7.1.3铸造涂料的发展方向260
7.2铸造涂料的主要组分及选用261
7.2.1耐火粉料261
7.2.2载体263
7.2.3悬浮剂264
7.2.4黏结剂266
7.3铸造涂料的配制、施涂和干燥267
7.3.1涂料的配制267
7.3.2涂料的施涂268
7.3.3涂料的干燥268
7.4几种典型的砂型（芯）涂料269
7.4.1树脂砂型（芯）涂料269
7.4.2湿砂型涂料274
7.4.3水玻璃砂型（芯）涂料275
7.5铸造涂料常见缺陷及其防止措施275
7.5.1涂料在制备与储存过程中出现的缺陷及其防止措施276
7.5.2涂料工艺性能缺陷及其防止措施276
7.5.3流涂工艺常见缺陷及其防止措施277
7.5.4涂料工作性能缺陷及其防止措施278
7.5.5因涂覆不当造成的铸件缺陷及其防止措施279
参考文献280
第8章过滤网281
8.1概述281
8.1.1过滤网的发展历史281
8.1.2过滤机理及其功效281
8.1.3过滤网的种类及综合性能对比283
8.2纤维过滤网284
8.2.1纤维过滤网的品种284
8.2.2纤维过滤网的主要规格及性能285
8.2.3适用范围及应注意的问题285
8.3直孔陶瓷过滤网285
8.3.1品种规格及主要性能参数285
8.3.2适用范围及应注意的问题288
8.4泡沫陶瓷过滤网288
8.4.1品种规格及适用范围289
8.4.2主要性能及参数291
8.5过滤网的应用及设计292
8.5.1过滤网的选择293
8.5.2过滤网安放位置的选择293
8.5.3过滤网的尺寸及片数确定293
8.5.4过滤节的设计294
8.5.5过滤网的组合使用294
8.5.6高通过率泡沫陶瓷过滤网295
8.5.7嵌入式复合过滤网296
8.5.8高精度泡沫陶瓷过滤网296
8.5.9模拟软件在过滤网使用中的应用297
8.5.10应用实例297
8.6浇注管300
8.6.1浇注管材质301
8.6.2常用浇注管的规格301
8.6.3纸质浇注管302
参考文献302
第9章冒口套及覆盖剂303
9.1概述303
9.1.1冒口套的发展历史303
9.1.2冒口套的种类303
9.1.3冒口套的组成及主要性能304
9.1.4冒口套的效能305
9.2冒口套用原材料305
9.2.1保温材料305
9.2.2发热材料308
9.2.3耐火骨料308
9.2.4黏结剂310
9.3保温冒口套311
9.3.1保温冒口套的组成311
9.3.2保温冒口套的性能指标311
9.3.3保温冒口套的规格尺寸312
9.3.4保温冒口套的应用范围313
9.4发热保温冒口套313
9.4.1发热保温冒口套的组成313
9.4.2发热保温冒口套的主要性能313
9.4.3发热保温冒口套的应用范围314
9.4.4发热保温冒口套的规格尺寸314
9.5发热冒口套322
9.5.1发热冒口套的组成及主要性能322
9.5.2发热冒口套的特点及应用范围322
9.5.3发热冒口套的规格尺寸323
9.6发热保温覆盖剂325
9.6.1发热保温覆盖剂的作用325
9.6.2发热保温覆盖剂的材料组成326
9.6.3发热保温覆盖剂的使用326
9.6.4发热保温覆盖剂的性能指标326
9.7易割片327
9.7.1易割片的作用327
9.7.2易割片所用材料327
9.7.3易割片的规格尺寸327
9.7.4易割片的使用方法328
9.8冒口套的设计及应用328
9.8.1冒口套的选用328
9.8.2冒口套的设计方法328
9.8.3发热-保温冒口套应用实例332
参考文献334
·ⅩⅦ·第10章其他辅助材料335
10.1脱模剂335
10.1.1自硬树脂砂用脱模剂335
10.1.2冷芯盒用脱模剂336
10.1.3热芯盒、覆膜砂造型制芯用脱模剂337
10.1.4黏土砂专用脱模剂338
10.1.5水玻璃砂专用脱模剂338
10.2砂芯胶合剂339
10.2.1烘干型胶合剂340
10.2.2常温自硬快干型胶合剂340
10.2.3常温自干型胶合剂342
10.2.4热熔胶342
10.2.5壳芯用快干胶粉344
10.2.6黏结剂自动打胶设备344
10.3封箱泥条(膏)及密封圈345
10.3.1封箱泥条345
10.3.2封箱泥膏346
10.3.3密封圈(垫)347
10.4铸造用透气绳348
10.5防脉纹添加剂348
10.5.1脉纹缺陷预防的常用措施348
10.5.2防脉纹添加剂的使用指南349
10.5.3防脉纹添加剂的检测指标349
10.6修补膏349
10.7水玻璃砂专用溃散剂350
10.8清洗剂350
参考文献351
第11章造型材料测试方法352
11.1原材料的测试方法352
11.1.1取样规则352
11.1.2原砂的性能测定353
11.1.3原砂的化学成分分析361
11.1.4黏土和膨润土的性能测定375
11.1.5黏土和膨润土的化学成分分析384
11.1.6桐油和植物油的性能测定392
11.1.7合脂和渣油的性能测定398
11.1.8纸浆废液、亚硫酸盐木浆废液和糖浆的性能测定399
11.1.9淀粉和糊精的性能测定400
11.1.10松香的性能测定401
11.1.11覆膜砂用热塑性酚醛树脂的性能测定403
11.1.12热芯盒用树脂的性能测定405
11.1.13三乙胺冷芯盒用树脂的性能测定409
11.1.14SO2冷芯盒用树脂的性能测定410
11.1.15CO2/甲酸甲酯-酚醛树脂的性能测定410
11.1.16CO2-聚丙烯酸树脂和CO2-聚乙烯醇树脂的性能测定410
11.1.17自硬砂用呋喃树脂的性能测定410
11.1.18磺酸类固化剂的性能测定411
11.1.19水玻璃黏结剂的性能测定413
11.1.20煤粉及其代用材料的性能测定416
11.2型(芯)砂的测试方法423
11.2.1黏土砂的性能测定423
11.2.2水玻璃砂的性能测定438
11.2.3覆膜砂的性能测定441
11.2.4热芯盒砂的性能测定446
11.2.5冷芯盒砂的性能测定448
11.2.6自硬树脂砂的性能测定449
11.3涂料的测试方法452
11.3.1取样和制备452
11.3.2涂料的性能测定452
11.4过滤网的测试方法456
11.4.1过滤网的外观测定456
11.4.2过滤网的性能测定457
11.5冒口套的测试方法458
11.5.1密度的测定458
11.5.2常温耐压强度的测定459
11.5.3常温抗折强度的测定460
11.5.4热导率的测定461
11.5.5耐火度的测定465
11.5.6含水量的测定465
参考文献465