Furan är ett kallhärdande bindemedelssystem, där en slags harts och en syra blandas i ren nysand eller renad återvunnen sand.

Sanden ska vara fri från kalk och vatten och sandtemperaturen bör hållas mellan 15 och 25 grader. För återvunnen sand gäller dessutom att slamhalt och glödgningsförlust hålls på miniminivå samt att pH-värdet inte får understiga 3.

Idag används främst fenolfuranharts med furfurylalkohol (FA), furan/karbamidharts samt furan/resolharts. Denna typ av harts ger hög varmhållfasthet och används även till grovt järngjutgods.

Om fosforsyra används som härdare tillsätts en del kväve i hartserna.

Normalt används 0,8 - 1,2 procent harts räknat på sandvikten. Mängden syra (härdare) är oftast 20 - 50 procent räknat på hartsvikten. Då ett FA-innehåll under 25 procent gör att hartsen inte klassas som giftig sker en utveckling mot hartser med lägre innehåll av ämnet.

 Bortsett från begränsningar med hänsyn till kvävehalten kan inte någon allmän rekommendation ges om användning av viss hartstyp för visst ändamål. Hartser med höga halter FA har i allmänhet bäst egenskaper men är också dyrast. Om ett sådant harts eller ett billigare med lägre hållfasthet är lämpligast att använda är ofta en erfarenhetsfråga.

Lagringsföreskrifter för hartserna är  sex till tolv månader vid tio till trettio grader. Om produkten utsätts för högre temperatur än den angivna så förkortas hållbarheten. Hartserna ska lagras i tättslutande kärl och väl ventilerade utrymmen och skyddas från frost. Vissa av dem är också brandfarliga (vätska klass 3).
För dessa hartser gäller att de ej får komma ut till avlopp, vatten, och mark och därför bör hållas invallade vid lagring.

 

Härdning vid furanmetoden

Fenolfuranhartser härdas med syra. Denna utgörs av paratoluensulfonsyra (PTS-syra) (65-procentig) och/eller fosforsyra (75-procentig). Den pH-sänkning, som erhålls vid tillsats av syran, medför att hartset kondenserar, avger vatten och bildar en plast. Syran fungerar endast som katalysator och deltar inte i reaktionsprocessen. Syramängden före och efter härdning är därför lika.

Vill man ha kortare härdningstider kan detta åstadkommas på följande sätt:

  • Ökning av syrans styrka. Detta kan åstadkommas genom att exempelvis använda vattenfri fosforpentoxid i stället för fosforsyra eller genom tillsättning av koncentrerad svavelsyra till PTS-syran.

  • Ökning av mängden tillsatt syra.

  • Höjning av sandtemperaturen genom förvärmning av nysanden.

Förvärmning av nysanden kan vara nödvändig under den kalla årstiden, om förvaringsfickorna utsätts för kyla. I annat fall kan härdningstiderna bli onormalt långa. Vid låg sandtemperatur härdar furanhartset långsamt och under ogynnsamma förhållanden kan härdningen helt utebli.

En tumregel är att en sänkning av sandtemperaturen med sju till tio grader ökar härdningstiden till det dubbla.

 En ökad syratillsats kan i nödfall kompensera för en lägre sandtemperatur. Bäst är att hålla så jämn sandtemperatur som möjligt.

Vid härdning av furanhartser bildas vatten, som sätter ned hållfastheten. Full styrka på hållfasthet blir det först om vattnet avdunstat helt. Det är alltså viktigt att formväggarna får stå under tillräckligt lång tid så att vattenavdunstningen kan ske. Detta är speciellt lämpligt vid användning av furanhartsbindemedel med FA.

Härdarna kan som längst lagras i ett år. De bör förvaras i en rumstemperatur om tio till trettio grader. Av säkerhetsskäl ska de förvaras i tättslutande kärl och där det finns syraresistenta golv. Härdarna bör också lagras invallades då de inte får komma ut till avlopp, vatten eller mark.

 

För- och nackdelar

Fördelar

  • Metoden ger starka formar och kärnor.

  • Hög återvinningsgrad av den pågjutna sanden är möjlig.

  • Formar och kärnor till grovt järn och stålgjutgods kan tillverkas.

  • Bänktiden kan styras att bli både lång och kort med hjälp av syratillsatsen, detta är bra då man kan tillverka såväl små stora formar eller kärnor.

  • Vid metoden krävs. inga isocyanater eller epoxi.

 

Nackdelar

  • Ett problem är de lukter som uppstår vid kärntillverkning, avgjutning samt urslagning.

  • Gaser som uppstår vid pågjutning av en furan form är negativa ur arbetsmiljösynpunkt (exempel är koloxid och svaveldioxid. Samtidigt sker ett utvecklingsarbete för att minska emissionerna.

  • Rensningsproblem vid stålgjutning beroende på att varmsprickor kan uppstå.

  • Priset på furfurylalkohol är väldigt ostabilt.

  • Bör undvikas att blandas in i råsandssystem.

 

3424