一、碱性酚醛树脂的硬化机制

在树脂的硬化反应中，首先是树脂中的碱与酯反应，形成碱金属的碳酸盐，释放醇。树脂中的碱形成碳酸盐后，即处于反应状态，可在常温下发生交联反应，将砂粒粘结，使型砂具有必要的强度。

由于作为硬化剂有机酯是参与树脂硬化反应的组分，不同于硬化剂只起催化作用、不参与反应的其他树脂自硬砂，不能通过改变硬化剂的加入量来调整自硬砂的硬化速率和起模时间。有机酯的加入量一般为树脂的20～25％，因树脂和硬化剂的品种而略不同。有机酯加入量不足，则铸型难以硬化；有机酯加入量太高，则会感到混成砂和砂型腻滑，而且可能导致铸型－金属界面处发生反应，影响铸件表面质量。自硬砂的硬化速率和起模时间，应由改变硬化剂的牌号予以调整。

有机酯硬化的酚醛树脂砂，在有机酯的作用下，树脂在常温下只发生部分交联反应，起模时型砂仍然保持一定的塑性，浇注初期还有一短暂的、因受热而再次发生交联反应的过程，也就是通常所说的二次硬化。。

二、碱性酚醛树脂自硬砂工艺的优点

碱性酚醛树脂自硬砂工艺主要有以下优点。

1、混砂、造型、浇注时散发的烟气少于以酸为硬化剂的呋喃树脂砂、以酸为硬化剂的甲阶酚醛树脂砂和以胺为硬化剂的尿烷树脂砂。

2、由于起模时型砂仍然保持一定的塑性，故起模性能好，型砂不易粘附在模具上，砂型表面比较光洁，模样上的起模斜度也可较小。

3、二次硬化后，砂型的热稳定性较好，厚壁铸件表面上也很少出现脉状纹缺陷。

4、浇注后，在高温的作用下，碱性酚醛树脂自硬砂较易溃散，有利于防止形状复杂的铸钢件产生裂纹，同时也可使浇注后铸型的落砂性能改善。

三、酯硬化碱性酚醛树脂自硬砂的热分解

铸型浇注后，碱性酚醛树脂的热分解大致可分为三个阶段。

1、300℃以下

在300℃以下，树脂本身基本上不发生分解，这一阶段产生的气体主要是水分，还有少量树脂硬化时束缚于树脂中未能释放的甲醛。

2、300℃～600℃之间

300℃以上，砂粒表面的树脂膜开始热分解，而且分解的速率很高，产生的气体有水蒸汽、CO、CO2、甲烷、乙烷、苯酚、烷基酚、烷基苯等。在300℃～600℃之间，树脂粘结桥仍然保持其骨架，内部因热分解而呈多孔状，透气性好。

3、600℃以上

热分解产生的气体的成分与300℃～600℃之间大致相同，但在此阶段树脂粘结膜发生剧烈的体积收缩，致密度提高，因而砂型的透气性大幅度降低。这就导致酯硬化的碱性酚醛树脂砂在高温下保温性能好，是铸件冷却速率减缓、热节处易于产生收缩缺陷的主要原因。