(一)酸催化树脂自硬砂用的树脂
常用粘结剂为呋喃树脂和热固性酚醛树脂。所用呋喃树脂除常用脲呋喃、脲一酚呋哺、酚醛呋喃这类树脂外，也有采用酮醛树脂与糠醇的混合物(AR/FA)、糠醇.甲醛聚合体(FA/F)、糠醇与其它活性化合物的混和物(’FA/c)。糠醇含量越高，氮和水的含量会愈低，粘结剂的质量也愈好，但价格也高。近年来，主要发展方向是在保持合适性能的基础上，尽量少加糠醇;另一发展方向是尽量降低或尽量使呋喃树脂不含游离甲醛和酚，并提高其反应活性，这是因为游离甲醛和游离酚污染环境;反应活性高使树脂的固化有可能用低硫甚至不含硫不含磷的酸
催化剂：自硬砂用树脂是在室温硬化，为加快硬化速度，设计这类树脂结构时多侧重反直能力。 ’
在铸造生产中，用于铸钢件的树脂，多要求氮胸质量分数小于3%，甚至用无氮树脂，主要是因为质量分数大于3%时，铸件易发生气孔，耐火度也会降低，但价格较便宜：我国有些铸钢厂也使用氮质量分数达7.5%的呋喃树脂，因为他们采用了具有屏蔽性的合适涂料。对铝、镁合金来说，则宜用含氮高的树脂，既可使高温强度降低，也有利于出砂。
(二)酸催化树脂自硬砂用的催化剂
在酸催化剂自硬法中，催化剂对硬化过程的控制起着决定性作用。一种好的树脂必须有合适的催化剂与之配合，才能充分发挥其粘结效率，获得比较理想的工艺性能。通常自硬法用催化剂应符合以下要求：
①保证该工艺过程所规定的硬化速度和强度。
②具有低的粘度的液体，不产生沉淀;长期贮存时，以及温度在0～36℃范围内，性能不变。
③如冬季运输引起冷凝，随后加热熔化时性能可回复。
④价格合理、经济。
从呋喃系、酚醛系树脂自硬砂用酸性催化剂看，与热芯盒法造芯用的催化剂的主要差别是不采用潜
伏型催化剂，而是采用活性催化剂，其本身就是强酸或中强酸，一般采用芳基磺酸、无机酸、以及它们的复合物。常用的无机酸为磷酸、硫酸单酯、硫酸乙酯;芳基磺
酸为对甲苯磺酸(吣A)、苯磺酸(BSA)、二甲苯磺酸、苯酚磺酸、萘磺酸、对氯苯磺酸等。其中二甲苯磺酸在我国应用较多。从催化效果来看，强酸使树脂砂硬化速度快，
脱模时问的关系
树脂中氮的质量分数7.O%，制树脂砂样的环境温度24℃，相对湿度700k，
但终强度较低;弱酸硬化速度慢，但终强度较高。几种不同的酸，其酸性强弱次从出，在相同浓度、相同用量及相同条件下，使用不同的催化剂，树脂砂的硬化特性不同，硬化速度的次序是硫酸单酯>硫酸乙酯≥苯磺酸>对甲苯磺酸>磷酸。其树脂砂终强度则相反：硫酸单酯<硫酸乙酯<对甲苯磺酸<苯磺酸<磷酸。不过在该条件下，磷酸的起模时问长达180rain，工艺上一般是不希望的;而硫酸乙酯与苯磺酸的起模时间相近，但终强度苯磺酸却要比硫酸乙酯高很多。
磷酸是生产上常用的催化剂，但多用于高氮呋喃树脂，而很少用于低氮呋喃村脂。这是因为低氮高糠醇树脂采用磷酸作催化剂时，硬化速度过慢，脱模时间过长。而高氮低糠醇树脂使用磷酸作催化剂仍可获得必要的硬化速度。而且，高氮低糠醇树脂采用磷酸作催化剂可获得很好的终强度，而低氮高糠醇用磷酸作催比剂时终强度较低。
造成上述结果的原因主要是由于磷酸与糠醇互溶性差，而与水的亲和力大，
使得树脂和催化剂中所含水分以及树脂在缩聚反应中生成的水不易扩散排出，正以磷酸为核心成长为水滴，残存于树脂膜中，破坏了树脂膜的致密性，故强度低。而高氮树脂与水的互溶性好，各种水分不易以磷酸为核心集中为水滴，树脂膜结构好，故强度高。
磷酸作催化剂，砂芯(型)有好的表安性，热强度高，铸钢件也不易热裂：存在的问题是砂芯浇注后形成的磷酸盐残存于旧砂中，随着旧砂回用次数的增加而逐渐增多，将引起硬化速度加快，铸型强度降低，并使铸件容易产生气孔。
硫酸酯是生产中常用的酸性最强的无机酸催化剂，只有当用磷酸作催化剂硬化速度达不到工艺要求时才考虑使用，可以单独用作催化剂，最好按各种不同的比例与磷酸混合后使用。硫酸酯的比例越高，树脂砂的硬化速度越快，可使用时间愈短。硫酸酯能加速硬化速度，缩短脱模时间，同时对防止砂芯长期存放过程中的软化有利。但残存于树脂膜中的硫酸酯对树脂膜有腐蚀作用，而且硬化和脱水速度快，树脂膜易产生应力和裂纹，使终强度降低，表安性也差一些;浇注过
程中，将产生SO，气体，不仅污染环境，而且易引起钢液增流，导致脆性和球墨铸铁球化不良：
采用芳基磺酸作催化剂可得到与相立的无机酸同样的硬化速度，且终强度较高，酸的残存率比无机酸低.对再生砂有利;但在浇注过程中，易被铸件的高温所破坏：从芳基磺酸催化村g旨硬化产生的强度看，苯磺酸的强度最高。在苯磺酸的结构中，如果在苯环的自由r活性、位置引入取代基，例如一cH(甲苯磺酸)、一OH(苯酚磺酸1、一c】_寸氯苯磺酸)等，由于电子密度重新分布和
s0，旷基中氢键加强，使酸的强鏖减低，也就是随取代基增多，会使树脂硬化速度减慢。通常酚醛树脂用苯磺酸作催化剂非常有效，酚.呋喃共聚物、低氮或高
酚醛含量树脂也用芳基磺酸(例如苯磺酸、对甲苯磺酸)作催化剂，同样非常有效。这是因为这些树脂与这类催化剂有好的互溶性。另外，用芳基磺酸作催化剂，混砂时常散发出难闻味;在浇注过程中用甲苯磺酸作催化剂时会产生少量s0，和}{，s，也会使球墨铸铁、蠕墨铸铁铸件出现异常表层组织和钢件增流。溶解或稀释酸催化剂的溶剂常为水或甲醇、乙醇等，这类溶剂也影响硬化速度。
(三)可使用时间和脱模时间
这是自硬树脂砂和所有化学粘结剂砂的很重要的性能指标。
可使用时间(bench life，working time)是指自硬树脂砂(其它化学粘结剂也相同)混砂后能够制出合格砂芯的那一段时问。脱模时间(st却ping time)是指从混砂结束开始，在芯盒内制的砂芯(或未脱模的砂型)硬化到能满意地将砂芯从芯盒中取出(或脱模)，而不致发生砂芯(或砂型)变形所需的时间间隔。
影响可使用时间、脱模时间的因素很多。实验表明，所采用的原砂、树脂、催化剂的类型、质量和加入量，混砂工艺，环境温度和湿度，均对可使用时间和揽模时问有明显的影响，影响最大的为环境温度和催化剂加入量。当催化剂加入量相同，室温不同时，温度低时可使用时间长;温度高时可使用时间短。
在自硬树脂砂试验中，常将硬化24h的抗拉强度称为终强度，实际上这仅是一个检定的标志，并非真正的最终强度值，也不一定是最大强度值。
(四)偶联剂——硅烷
在冷硬呋哺树脂砂中加入少量的硅烷作偶联剂，可以明显地提高树脂砂强度、热稳定性和抗吸湿性。国内用于冷硬呋喃树脂(也可以用于热芯盒法等的树脂)的硅烷种类很多，例如采用KH一550，即7.氨基丙基三乙氧基甲硅烷}LN一(cH)、一&一(OQ乩)，;KH一560，即了.缩水甘油丙醚三甲氧基硅烷cH：——cH—cHO(cI{1)。一si(0c心)，;南大一42，即苯胺甲基三乙氧基甲硅烷等。KH一550和KH一560的下脚料也可作偶联剂使用。这些硅烷能溶于大部分的有机溶液中，微溶于水。硅烷应封存于深色瓶中，用后盖严，以防止在空气中逐渐水解缩合和防止见光颜色逐渐变深，导致偶联效果减弱。
硅烷能提高树脂的强度，主要是靠硅烷在树脂与砂粒这两种性质差异很大的材料的表面之问架一个“中间桥梁”，以获得良好的结合，因此常称硅烷为偶联剂。要达到树脂与偶联剂之问以及偶联剂与砂粒之问结合，其可能的途径有：
1)通过简单的溶解(分子间力粘合强度为2.1～4.2kJ/t001)。
2)通过强度为21～42kJ/tool的硅烷醇的氢键。
3)通过强度为210～420kJ/mol的共价键桥。
三者中最好的是成共价键结合。这就要求偶联剂分子的化学结构含有两部分性质不同的基团，一端基团能与砂子表面发生很好的结合(化学的或物理的)，另一端的基团能与树脂的有关基团有良好的结合(化学的或物理的)。上述硅烷偶联剂的结构通式为R。six，。，式中R为能与树脂粘结剂起作用的有机基团，例如氨基(一NHl)、乙烯基(一CH：cH2)、环氧基等;x为乙氧基(一0C：}{5)等易于水解的基团，水解后能与砂子表面结合，从而使树脂与砂粒两种性质差异很大的材料能够“偶联”起来，大大提高树脂膜在硅砂表面的附着力。
(五)酸自硬树脂砂铸件常见缺陷及其预防措施
采用树脂砂可以提高铸件质量，但是也容易产生某些铸造缺陷，主要是毛刺、皮下气孔、机械粘砂及热裂。这里只对机械粘砂、热裂予以说明。
1.机械粘砂由于树脂在500℃左右热解，使砂粒问粘结桥破坏，高温强度降低，在金属液静压力作用下，该处砂粒有可能自由移动，孔隙增大，因此金属很容易渗入，形成机械粘砂。
预防措施：(1)涂敷耐火涂料及降低浇注温度。
(2)提高树脂本身的耐热性，例如加硅烷，增加糠醇含量等。
(3)在树脂砂申入质量分数为0.5%～2%的氧化铁粉或加入一定的石英粉，以提高热强度。(I采用在高温下能固体烧结的原砂，如采用铬铁矿砂。
另外使用超过可使用时间的树脂砂;或紧实不够、或使用的原砂过粗、过集中(最好使用分布在3～4个筛号的砂)，也会引起机械粘砂，这时可采取相的措施予以解决。
2.热裂当浇注薄铸件时，冷硬树脂砂芯(型)不能被烧透而形成一层
固的碳化层，阻碍铸件收缩，引起热裂。
预防措施：
①降低树脂加入量，不目追求过高的砂芯(型)强度。
②加入适量过氧化物，以破坏碳化层的形成。
