PEP SET— 一种高效环保的树脂自硬砂工艺

相对于新砂以及机械再生的回用砂，热法再生的回用砂的起模时间要长很多，甚至达到3倍以上。为达到与机械再生回用砂相同的起模时间，需要增加大约30%左右的固化剂加入量。酸固化剂的增多会造成SO2排放增多并使铸件质量恶化。其实热法再生并不是公司最早考虑的方案，但经过进一步的分析，认为热法再生有以下优势：再生砂质量较好——能够提高混合料中回用砂的使用比例，从而减少15%左右的废砂排放。

图1 热法再生的回用砂与新砂以及机械再生的回用砂的起模时间对比

由于其许多突出的优点，聚氨酯树脂自硬砂工艺，又称PEP-SET工艺，是格伦瓦尔德公司目前潜在的替代工艺之一。PEP-SET粘结剂是建立在酚醛树脂（含聚醚）和异氰酸酯组分之间的聚合反应形成聚氨酯树脂从而使砂型固化的原理基础上的树脂砂系统。PEP-SET系统包括粘结剂（组分I）、硬化剂（组分II）和液体催化剂组成的三组分体系。硬化反应时不会（象呋喃树脂自硬砂一样）释放水或甲醛(见图2)。

在双方紧密合作下，一套新型的派普自硬砂工艺系统建立起来，该工艺可以直接使用塑料模具并在不使用涂料的条件下成功生产铝合金铸件。试验及日后生产中时，使用的树脂组分I型号为PEPSET10，组分II型号为PEPSET20，催化剂型号为3595/20。热法再生的回用砂业已成功使用于整个系列产品的造型制芯。.生产的铸件表面质量十分优异，表面尤其是凹槽部位的清理返工显著减少（图7）。

图7 铸件表面质量对比

呋喃自硬砂造型（原）与PEP SET自硬砂造型（现）

得益于派普自硬砂系统树脂砂可使用时间与起模时间比例的有效提升，加上其很高的终强度，使得提高造型周期生产效率成为可能。派普树脂自硬砂流动性极好，造型后即使最细小的形状也轮廓清晰、尺寸精确（图8）。因此，对特殊以及高质量要求的模具和工具制造工艺的要求也相应甚至大大提高。

该工艺热法再生回用砂的树脂砂强度也很高，除了个别形状特别复杂的铸件外，可以在较低的树脂和催化剂加入量的调解下成功生产。同时，热法再生工艺也运行平稳，质量稳定（见表1），促进了资源有效利用和成本节约。