⑴ 覆膜砂砂芯工藝是怎樣的
近年來,覆膜砂的應用越來越廣,幾乎用於所有的鑄造方法中,其工藝方法不盡相同,但無論是制芯還是造型,其基本工藝要求是(濕態手工類除外):加熱溫度200~300℃;固化時間30~150s;射砂壓力0.15~0.6MPa。具體參數應根據設備型號、型、芯質量及復雜程度、覆膜砂的種類等進行調整,原則是:形狀簡單的砂芯、流動性好(或粒度較粗)的覆膜砂可選擇較低的射砂壓力,細薄砂芯選擇較低的加熱溫度,加熱溫度低時可適當延長固化時間等;反之亦然。以下分述幾種不同的應用實例。
製作實體芯從理論上講,覆膜砂幾乎可以生產所有類型,尤其是高精度鑄件的實體芯。採用濕態覆膜砂時,可直接利用熱芯盒設備和工裝制芯,而無需對原有設備和工裝做任何改變。採用干態覆膜砂時,由於其流動性好,需對芯盒的排氣方式、射嘴及芯盒密封進行特殊處理。可利用安息角原理(覆膜砂的安息角約30o ) ,解決射砂後排氣時覆膜砂進入射腔和不射砂時覆膜砂自動下落等問題。目前,採用干態覆膜砂熱芯盒制芯工藝的廠家較多。製作殼型用覆膜砂製作殼型,常見於澆注凸輪軸等軸類零件或剎車片等盤類零件及一些表面要求高的閥類零件等。其相關參數如下:砂鐵比1:(1.5)~4;拔模斜度0.5°~1°等,殼型壁厚8~12mm。均勻的殼型壁厚可以減少覆膜砂用量,獲得均勻的鑄件組織。用覆膜砂製作殼型,可採用固定式射芯機或翻轉式射芯機,前者可用干態覆膜砂或濕態覆膜砂,後者只能選用干態覆膜砂。
⑵ 鑄造廠一噸鑄件需要用多少呋喃樹脂
樹脂占沙子的0.8%左右固化劑占樹脂的30%-60%。根據環境,砂溫變化調整樹脂加入量。一噸鑄件需要用多少呋喃樹脂要看你鑄件的砂鐵比了。
⑶ 濕型砂的組成
濕型砂主要是由石英砂、膨潤土、煤粉、水等原料組成,也叫潮模砂。是指在鑄造生產中砂混合料用膨潤土做黏結劑再加水及其他添加劑混勻,即可用於造型制芯,砂型(芯)不用烘乾,可直接澆注的砂。
粘土砂型可分為濕型、干砂型和表面烘乾砂型。三者之間的主要差別在於:濕型是造好的砂型不經烘乾,直接澆入高溫金屬液體;干砂型是在合箱和澆注前將整個砂型送入窯中烘乾;表面烘乾砂型只在澆注前對型腔表層用適當方法烘乾一定深度。粘土濕型砂又稱潮模砂,是歷史最悠久的鑄造工藝方法,也是應用范圍最廣的。在各種化學粘結砂蓬勃發展,粘土濕型砂仍是最重要的造型材料,其適用范圍之廣,耗用量之大,是任何其他造型材料都不能與之比擬的。濕型砂大約占所有砂型使用量的60%-70%。
濕型砂用原材料
濕型砂是由原砂、膨潤土、附加物及水按一定配比組成的。常用的加料順序是先將回用砂和新砂、膨潤土、煤粉等乾料混勻,再加水混至要求的指標。型砂的配比應根據澆注合金種類、鑄件特徵和要求、造型方法和工藝、清理方法等因素確定型砂應具有的性能范圍,然後再根據各種造型原材料的品種和規格、砂處理方法和設備性能、砂鐵比等因素擬定。
⑷ 水玻璃砂精鑄造與冷硬樹脂砂鑄造相比有什麼優缺點
【水玻璃砂精鑄造與冷硬樹脂砂鑄造相比的優缺點】主要區別:主要是因使用的粘結劑、固化劑不同,故其生產工藝不同。
水玻璃砂精鑄造中,水玻璃無色、無臭、無毒,沾於皮膚和衣服後用水沖洗即無大礙,但必須避免濺人眼中。水玻璃在混砂、造型、硬化和澆注過程中都沒有刺激性或有害氣體釋出,沒有黑色和酸性污染。但若工藝失當,水玻璃加人過多,水玻璃砂的潰散性便不好.清砂時粉塵飛揚,也會造成污染。同時,舊砂再生困難,廢砂的排放造成對環境的鹼性污染。如果能克服這兩個難題,水玻璃砂便可成為基本沒有廢砂排放的環保型型砂。 解決這兩個問題的根本措施:將水玻璃的加入量降低到2%以下,基本上可以震動落砂。當水玻璃加人量減少,舊砂中殘留Na2O也減少,使用比較簡易的干法再生,有可能將循環砂中殘留Na2O量維持在0.25%以下。此再生砂可滿足中小型鑄鋼件單一型砂的應用要求。此時,水玻璃舊砂即使不採用費用高昂、步驟繁復的濕法再生.而用比較簡易便宜的干法再生,也可以做到全額再生利用,基本不再有廢砂排放,砂鐵比可降到1:1以下。
樹脂砂雖然具有鑄件尺寸精度高,表面光潔,造型效率高,可以製造形狀復雜和內部質量要求嚴格的鑄件,舊砂回收再生容易等優點;但是,樹脂砂的生產成本高,環境污染嚴重,在人們對於自身生存條件和環境的要求日趨嚴格的條件下,由於車間勞動保護和生產環境衛生方面的投資很大,樹脂砂的應用受到一定限制。而水玻璃無色、無臭、無毒,在混砂造型、硬化和澆鑄過程中都沒有刺激性或有毒氣體溢出。故近年來許多國家對水玻璃砂重新重視起來。
【水玻璃砂精鑄造】用水玻璃做粘結劑與石英砂按一定的比例混製成造型砂,造好型後吹二氧化碳固化,然後起模、合箱、澆注成鑄件。
【冷硬樹脂砂鑄造】用樹脂做粘結劑(需加固化劑)與石英砂按一定的比例混製成造型砂,造好型後常溫自然固化,然後起模、合箱、澆注成鑄件。
⑸ 鑄造呋喃樹脂初終強度的關系
呋喃自硬樹脂砂工藝自20世紀80年代在我國開始應用,由於其良好的潰散性自硬特性和生產的鑄件、尺寸精度高等優點,大幅度減輕了工人的勞動強度明顯改善了鑄造車間的工作環境,並且顯著提高了我國鑄造企業的生產工藝水平和鑄件質量,因而獲得了大規模的推廣,逐步淘汰了傳統的濕型烘模砂,成為中大型鑄鐵件的唯一的造型工藝和中大型鑄鋼件鑄、鋁件的重要的造型工藝經過近20年的發展,無論是樹脂砂生產設備還是樹脂砂原輔材料,國內的相關產品都達到了國外同類產品的水平近。
最近幾年,我國鑄造業的發展速度比以往的任何時候都快。特別是樹脂粘結劑技術的應用,使鑄件生產在保證產品尺寸精度,提高產品的表面質量,減少廢品,節省工時,提高勞動生產率,減輕工人的勞動強度以及型砂的再生回用等方面有了很大的進步。我公司技術人員通過十多年的鑄造行業走訪與觀察,從以下幾個方面來分析樹脂砂造型強度。
1、砂形及顆粒大小
樹脂造型的原砂一般選用天然石英砂。對於部分高合金鋼鑄件或特殊要求的鑄件,也可選用鉻鐵礦砂或鋯砂等特種砂。這里主要討論樹脂砂對硅砂的要求。
(1)礦物成分與化學成分:硅砂的主要礦物成分是石英、長石和雲母,還有一些鐵的氧化物和碳化物。石英密度2.55g/cm3,莫氏硬度7級,熔點1737℃,具有耐高溫、耐磨損等優點。若原砂中的石英含量高,則原砂的耐火度和復用性好。由於長石和雲母是硅酸鹽,其熔點和硬度低,會降低樹脂砂的復用性和耐火度。所以在選擇硅砂時,SiO2含量要盡量高一些,雜質要少,當然還與金屬熔點和澆注溫度、鑄件厚壁等因素有關。一般來說,鑄件用硅砂SiO2含量應大於96%,鑄鐵應大於90%,有色金屬要少一些。
(2)粒形:一般用粒形系數表示沙粒圓整度。人造石英砂雖然SiO2含量高,但粒形位多角形甚至尖角形,粒度系數太大,一般不採用。為了改善粒形,對原砂最好進行擦磨處理,因為在砂粒質量相等的條件下,圓形砂的比表面積最小,砂粒形狀偏離圓形的程度越高,其比表面積越大,樹脂黏結膜越薄,強度也越小。比表面積增大的順序是:圓形砂——多角形砂——尖角形砂。
由於圓形砂粒的比表面積最小,在相同的樹脂和固化劑加入量下,其抗拉強度要比其他兩種砂形高出很多。因此,從提高樹脂砂抗拉強度、減少樹脂加入量的角度看,圓形砂粒食最好的選擇。因樹脂的黏度很低,砂粒表面上塗覆的樹脂膜有很薄,粒形對型砂流動性的影響就比較明顯。圓形砂的尖角和棱邊都已磨鈍,砂粒之間較易於滑動,故很容易舂緊,多角形有尖角和棱邊,有鑲嵌作用,砂粒的滑動受阻,故難舂緊。
(3)粒度:對樹脂砂這種黏結劑量很小的型砂來講,原砂的粒度對黏結的強度的影響是不可忽視的。這種影響有兩個不同的方面:原砂愈粗,則單位質量的砂粒的表面積愈小,樹脂加入量一定時,砂粒表面塗覆的樹脂膜較厚,砂粒之間的黏結橋的截面積也較大,這將導致樹脂砂強度提高;另一方面,原砂愈粗,則單位質量的原砂的顆粒數量愈少,因而一定重量的型砂中砂粒的接觸點(黏結橋)愈少,這將導致樹脂砂的強度下降。就本廠所用原砂為40~70目,粒度在這個范圍時,黏結橋和表面積兩方面的影響作用相當,對於砂粒尺寸的改變,樹脂砂的強度沒有明顯的變化。
(4)原砂的粒度分布:型砂的強度主要決定於砂粒表面黏結膜的厚度和砂粒之間的黏結的數量。在黏結劑加入量一定的條件下,如原砂中配有一定量的細砂,細砂又能填入緊密排列的粗砂空隙,則黏結橋的數量將大為增加。雖然細砂的比表面積較大,會使型砂的黏結膜的厚度減小,但綜合效果還是會導致型砂的強度提高。
對於樹脂砂來講,黏結劑的量很少,增加黏結橋數量的作用就非常突出。由於樹脂成本較高,希望用最少量的樹脂是型砂具有一定的強度,因此,應該用一定粒度大小的原砂(四篩砂或五篩砂),粒度分布為40~70目,使其能夠較好的排列,不會有較大的縫隙,從而使型砂具有較高的強度。
2、原砂含泥量、含水量、需酸量
(1)含泥量是指原砂中顆粒尺寸比砂粒小得多,並賦予砂粒表面或摻雜於砂粒之間的各種微量顆粒(≤20um)。含泥量直接影響再生砂的成本和鑄件質量,在鑄造生產中,泥含量過高不但影響工作環境、污染空氣,更重要的是影響再生砂的微粉含量,其結果是導致混砂時樹脂加人量增加和因透氣性差造成鑄件廢品率增多。可見在樹脂、固化劑加入一定的情況下,含泥量愈高,其強度值就愈小。
(2)原砂中的含水量嚴重影響樹脂的固化強度和固透性,很明顯含水量高的話,會稀釋樹脂和固化劑,使其濃度下降,從而延長固化時間及降低型砂強度。為了減少含水量,在用原砂時,應對其進行乾燥處理,
(3)採用酸硬化的樹脂砂時,樹脂是在酸的催化作用下脫水縮合而固化的。如原砂中含有鹼性物質時,需消耗額外的酸固化劑,將顯著影響樹脂砂的硬度,甚至會使其不能硬化。原砂中含有酸性物質時,則其影響與前面的相反,對工藝控制也是不利的。因此對於樹脂砂所用的原砂,檢測並控制其需酸量是必要的。需酸量是原砂含有的可與酸反應的鹼性物質的數量表徵,它也表明用酸性硬化劑時原砂本身所需酸的多少,與原砂的PH值不是同一概念。原砂中含有不溶於水的鹼性氧化物或能酸作用的碳酸鹽時,它們不影響原砂的PH值,但卻能與樹脂砂中的酸性硬化劑反應,從而影響樹脂砂的硬化過程和性能。很顯然當較多的酸性硬化劑與鹼性物質作用後,樹脂砂的強度會明顯下降。所以檢測原砂的需酸量是必須的,從而通過計算應加入多少酸性固化劑。
3、樹脂、固化劑
國內生產樹脂、固化劑的廠家很多, 但具有自主研發能力、具備完善的檢測設備和嚴密可靠的質量保證體系的廠家屈指可數。我廠用的樹脂固化劑基本上是蘇州興宜和山西興安。
對於樹脂和固化劑的加入量的控制,樹脂加入量一般為原砂的0.9%~1%。固化劑的加入量與固化劑的總酸含量、環境溫度和型砂溫度有直接關系, 其加入量一般為樹脂加入量的30%~65%。在外界溫度以及本身放砂砂溫都較高的情況下,應把固化劑加入量調到最小量。
當固化劑加入量為0.25%左右時,由於砂中的酸度值過低,硬化過程進行極為緩慢,嚴重影響砂型脫模強度的形成,終強度也較低;當固化劑加入量為0.75%左右時,酸度過強,硬化反應速度過快,樹脂交聯結構不完整,樹脂膜和粘結劑橋變脆,終強度大幅降低;當硬化劑加入量為0.48%時,酸性比較適中,硬化反應按客觀存在的規律進行,在不增加樹脂量的條件下,得到了較理想的硬化效果。
4、再生砂
(1)灼減量:灼燒減量過高會增加型砂的發氣量,同時影響樹脂砂的強度及性能,一般應將再生砂的灼燒減量控制在3%以下。可通過補加新砂、向鑄型中填充廢砂塊、降低砂鐵比等手段降低灼燒減量。在正常情況下, 再生砂的灼燒減量每兩周檢測一次,為保證檢測的准確性, 要求在砂溫調節器上的篩網上、在不同的時間段分三次取樣, 以平均值作為判斷依據。
(2)微粉量:微粉含量是指再生砂中140目以下物資的含量。微粉含量越高, 型砂的透氣性越差, 強度越低。要控制微粉含量, 必須保證除塵器處於良好的工作狀態, 並每天定期反吹布袋, 清理灰塵。再生砂的微粉含量每兩周檢測2~3次, 微粉含量應≤0.8%。
3)砂溫:理想的砂溫應控制在15~30 ℃, 如砂溫超過35 ℃,將使型砂的固化速度急劇加快, 影響造型操作, 導致型砂強度偏低, 無法滿足生產要求。在夏季, 環境溫度最高會達到40 ℃, 在此情況下將砂溫降到30 ℃以下是十分困難的, 因此必須採用水冷系統對再生砂進行降溫。如果循環水的入水溫度≤25 ℃, 就能將砂溫降到32 ℃以下, 但當循環水的入水溫度≥22 ℃時, 降溫效率將急劇下降, 如配備冷凍機組, 在炎熱的夏季, 就可將循環水的入水溫度控制在7~12 ℃, 砂溫控制在25~30 ℃。在冬季的正常生產情況下, 砂溫不會低於5 ℃,不會出現因砂溫偏低而影響生產的情況。
通過以上分析,樹脂砂強度受多方面因素的影響。要得到合理的砂型強度,就必須嚴格控制各項影響因素。本廠砂型強度的影響,主要是在樹脂和固化劑加入量方面,特別是固化劑的加入量,就某台混砂機,它的波動范圍相當大,總是與設定值相差很多,致使其加入量過多或過少,很難控制在較小的范圍內。
⑹ 關於砂型鑄造的問題
砂型鑄件的表面缺陷
1.1 機械粘砂和化學粘砂
砂型鑄件表面的機械粘砂是金屬液直接鑽入砂型砂粒間孔隙,靠金屬的包圍和鉤連作用與砂粒連結在一起,沒有發生化學反應。產生化學粘砂的原因是高溫金屬液可能被氧化而生成金屬氧化物,主要產物是氧化亞鐵FeO,其熔點為1370℃。FeO與型砂的SiO2起化學反應生成硅酸亞鐵(即鐵橄欖石FeO•SiO2),化學反應如下:
SiO2 + 2FeO 2FeO•SiO2
硅酸亞鐵的熔點極低,僅有1220℃,因此流動性很好,即使鑄件表面已有凝固殼,新生成的硅酸亞鐵仍呈液態,易於滲透入砂型孔隙中。凝結後的硅酸亞鐵對鑄件和型砂都有極強的粘結性,能夠將型砂牢固粘附在鑄件表面上而成個化學粘砂。
用濕型砂生產鑄鐵件一般只形成機械粘砂,而不會形成化學粘砂。這是因為鐵液中含有多量碳,不會產生大量氧化鐵等金屬氧化物。砂型中又含有相當多的煤粉,澆注時產生的還原性氣氛能防止金屬氧化物。原砂的SiO2含量較低也不是濕型鑄鐵件形成化學粘砂的必然條件。研究結果表明,使用SiO2含量只有82%左右的黃河風積砂,用濕型生產鑄鐵件並未發現有化學粘砂。
憑肉眼區別兩種粘砂是比較困難的,通常可用以下方法區分:
⑴顯微觀查:從粘砂層上敲取一小塊,用液體樹脂固定並磨製成試樣,用金相顯微鏡觀察。如果是機械粘砂,可以清楚看到單個砂粒夾在金屬之中。滲入的金屬與砂粒間有明顯的分界線,不存在任何化學反應產物。滲入的金屬金相組識與鑄件本體的金相組織一致(見圖2)。如果是化學粘砂,則可以看見在粘砂層中有新生相將鑄件和砂粒粘連(見圖3)。
⑵電測:機械粘砂中連結物是金屬,具有良好的導電能力。將萬用電表的旋鈕開到電阻測定檔,用一個電極接觸鑄件,另一電極接觸粘砂部位。如果電阻接近為零,表明粘砂是金屬包裹砂粒形成的機械粘砂。如果顯示有巨大電阻,表明粘砂部位已經形成不導電的硅酸亞鐵,屬於化學粘砂。
⑶化學鑒別:用扁鏟鑿下一小塊粘砂塊,浸入盛有濃鹽酸的試管中。如果緩慢發生氣泡,一夜之後液體顏色由無色透明變為棕紅色。反應終了時粘砂塊消失,試管底部留下少數單個砂粒,說明是機械粘砂,鐵質部分已被鹽酸溶解成為氯化鐵。化學反應式為:
2Fe + 6HCl 2FeCl3 +3H2↑
如果是化學粘砂,則氣泡產生很少,酸液也沒有明顯的變化。最後的殘留物是多孔性團絮狀物質。
1.1.1 各種因素對機械粘砂的影響
實際生產經驗表明,濕型鑄件的重量一般不超過一、二百千克,壁厚大多不超過50mm,型砂中水分引起激冷效應使鑄件外殼較快冷卻和凝固,對型砂的加熱作用並不過分嚴重。雖然鑄鐵用原砂中除了含有石英(熔點1715℃)以外,還含有相當數量熔點較低的長石(熔點1170~1550℃)、雲母(熔點1150~1400℃)及其它礦物質,但同時鑄鐵濕型砂中含有的煤粉抑制了氧化鐵的生成,因而不致引起化學反應。生產經驗表明,濕型鑄鋼件一般也都是機械粘砂,而不是化學粘砂。這是因為濕型鑄鋼件都不是厚大鑄件,而且所用硅砂含SiO2較高,鑄件對型砂的熱作用並不嚴重,不產生明顯多的鐵橄欖石。
以下將分別討論鑄件產生機械粘砂的各種影響因素:
1.1.1.1 砂型緊實程度
手工造型和震壓造型的緊實程度如果較低,則砂型表面的砂粒比較疏鬆,砂型型腔的坑凹處和拐角處局部也都更容易出現疏鬆。如金屬液鑽入砂粒之間孔隙不深,將使鑄件表面顯得粗糙;鑽入較深和包裹砂粒則形成機械粘砂。造型工人可以採取手指塞緊、用沖錘的尖頭沖緊砂型局部。高生產率的高密度造型是否有局部疏鬆,則取決於型砂流動性如何,因而很多工廠盡量降低型砂緊實率來提高型砂的流動性。在填砂和壓實過程中採用微震提高砂型緊實程度是十分有效的。此外,也取決於緊實裝置設定液壓或氣壓的高低。圖4為一灰鐵汽車鑄件出現機械粘砂,使用進口靜壓造型機,一箱兩件。但液壓系統的壓力調節不適當,砂箱的壓實比壓較低;而且兩件之間和與砂箱的吃砂量僅有25mm左右。砂型平面硬度只有50~60,邊緣側面硬度不足40。
1.1.1.2 型砂的粒度和透氣性
濕型的砂粒粗細一方面要保證澆注後排氣通暢,另一方面濕型砂的透氣能力又不可太高,以免金屬液容易滲透入砂粒之間孔隙中。手工造型生產小件的砂型上扎有較多排氣孔,而且往往採用面砂,砂粒可以細些,面砂透氣率40~60大約已然合適。機器造型濕型單一砂的型砂粒度大致在70/140目,透氣率大多在60~90的范圍內。高密度砂型比較密實,則要求型砂有較高透氣能力。粒度大多在50/140或140/50目,透氣率較多集中在100~140。很多工廠的砂芯用原砂粒度比型砂粒度粗,例如汽車發動機缸體砂芯用原砂粒度為50/100目,長期生產會有大量芯砂混入型砂而使型砂粒度變粗。以致有些工廠的型砂透氣率高達160以上,甚至達到200左右。除非在砂型表面噴塗料,否則鑄件表面變得粗糙,甚至可能有局部機械粘砂。美國有一工廠在混制濕型砂時加入100、140目兩篩細粒新砂5%來糾正型砂變粗現象,使型砂粒度維持在50/140的四篩分布。
1.1.1.3 金屬液壓力
金屬液壓力越高,機械粘砂就越嚴重。因此,高大鑄件的底部比較容易形成機械粘砂。
1.1.1.4 澆注溫度和鑄件壁厚
金屬液溫度高,流動性好,就容易滲入砂粒之間孔隙而產生機械粘砂。但從避免鑄件產生氣孔、冷隔等缺陷考慮,澆注溫度不可任意降低。生產復雜薄壁鑄件時尤需較高澆注溫度。
1.1.1.5 砂型塗料
生產重量較大的濕型鑄件,可以向砂型的型腔噴刷醇基塗料,點燃後即可下芯與合型。一般上型可以不噴塗料,因為所受金屬液壓頭比下型小。噴塗料的另一優點是提高了砂型表面耐沖刷能力。但是濕型用塗料的配方不同於砂芯用塗料,其強度不可太高,必須與砂型強度匹配,否則可能使塗層開裂翹皮,並使鑄件產生夾砂缺陷。對內腔要求不高的一般鑄鐵的濕砂型中如果有樹脂芯或油砂芯,為了防止金屬液鑽入砂芯,可以在硬化後的砂芯表面局部容易滲透金屬液處,塗抹用機油或其他粘結劑加石墨粉、石英粉或其它耐火粉料調制的塗料膏,涼干後即可下芯。當生產內腔清潔度和光潔度要求很高的鑄鐵件(如內燃機缸蓋、機體、液壓系統閥件等)時,必須對砂芯採取整體浸或澆塗料而後表面烘乾。手工生產鑄鐵件時,常用軟毛刷將土石墨粉細心塗刷在濕砂型和砂芯表面上。也有的噴土石墨與水混合液,晾乾後即可澆注。石墨粉可以填塞孔隙,又不被鐵液潤濕,鐵液難以鑽入砂粒之間。美國Caterpillar鑄造工廠用高壓造型大量生產工程機械大型發動機汽缸體,其克服機械粘砂的措施是靠對上、下砂型全面自動噴水基塗料。然後用大火焰噴槍自動噴烤,使塗層和砂型表層乾燥。這種表面烘乾的型砂所用膨潤土、煤粉等材料的品種和加入量,以及型砂性能控制均不同於普通濕型砂。
1.1.1.6 型砂的煤粉量
濕型鑄鐵件防止粘砂和改善表面光潔程度最主要的型砂加入物是煤粉。但是市售煤粉良莠不齊。一般生產中等大小鑄鐵件型砂中有效煤粉量可能在3.5~7.0%,主要取決於煤粉品質和對鑄態表面的要求不同。為了排除煤粉品質的影響,可以只用1g型砂在900℃的發氣量代表有效煤粉含量。例如普通機器造型的型砂發氣量可以在20~26mL/g之間,高宻度造型的型砂發氣可以是16~22mL/g范圍內。國外常用測定灼減量方法估計型砂中煤粉含量是否足夠多。例如有些工廠要求型砂灼減量在3.0~5.0%。在實際生產中可以觀看鑄件的外表形貌就可以查覺出型砂所含有效煤粉量是否合適。如果鑄件表面毛糙,而型砂的透氣率和砂型緊實程度都無不妥之處,可能有效煤粉不足或者煤粉品質不良。如果鑄件表面有明顯的藍色,但較為粗糙,可能有效煤粉量已夠,而型砂透氣性偏高,或砂型緊實程度不夠。
目前我國有多種煤粉代用品商品供應。其中澱粉材料的抗粘砂效果與優質煤粉基本相當。但只適合用來生產灰鐵鑄件,如用於生產球鐵件有可能產生皮下氣孔缺陷,因為不能產生足夠還原性氣氛。還有些「煤粉代用品」商品,其真實的具體配方不詳,使用效果也有很大差異。用戶應當靠澆注試驗來判斷其實際抗粘砂效果。可用同樣的原砂(不可用舊砂,以免干擾試驗結果)和膨潤土、水,再分別加入不同抗粘砂材料混制型砂。應設法保持型砂透氣率相同或接近,造型硬度相同,澆注溫度相同。比較鑄件表面光潔程度,然後即可做出選用決定。
國外生產抗粘砂商品主要有兩類:①增效煤粉(高效煤粉):在煤粉中加入20~40%高軟化點石油瀝青,使其光亮碳含量提高到12~20%,抗粘砂能力大為提高。現在我國也有幾家公司供應增效煤粉。②混合附加物:是優質膨潤土與優質煤粉的混合物,也可再根據需要加入澱粉、木粉等材料。大型鑄造工廠一條生產線中的產品特徵接近,膨潤土與煤粉的比例不需經常改變。採用混合附加物易於控制管理,設備簡化。配方由供需雙方的工程師根據鑄件生產條件共同制定。用散裝罐車運送到車間,氣力輸送進材料罐。用戶混砂時只加一種附加物即可。
單一砂混砂時煤粉的補加量首先取決於煤粉本身的品質優劣如何,同時也受砂/鐵比、鑄件厚度、澆注溫度、冷卻時間、清理方法、對鑄件表面光潔度具體要求等等因素的影響。德國有些工廠表示煤粉補加量的單位為每100kg鐵水和每1%光亮碳形成物(即有效煤粉)的煤粉補加量kg。例如Mettmann鑄造工廠統計生產中光亮碳形成物(煤粉)補加量在0.14~0.27kg / 1%光亮碳形成物 / 100kg鐵。德國南方化學公司的實例中砂/鐵比為10:1,澆注每噸鐵的ECOSIL煤粉消耗量18kg / t Fe。即澆注每噸鐵水用10噸型砂,型砂中補加18kg ECOSIL煤粉,摺合混砂時煤粉補加量為0.18%,如果按照我國大多數工廠砂/鐵比6:1左右,則ECOSIL煤粉混砂加入量應為0.30%。根據鑄造手冊「造型材料」(第2版103~104頁)介紹,我國東風汽車公司、一汽鑄造有限公司、中國一拖集團公司、上海汽車發動機公司和南京泰克西鑄鐵有限公司的高密度造型線濕型單一砂配方14種。混砂時煤粉加入量最高者3~4%,最低者0.3~0.5%。另外一汽、泰克西、上海發動機廠的震擊造型單一砂4種。混砂煤粉加入量最高者3~5%,最低者1~1.25%。上述我國工廠中大多數的煤粉補加量絕大多數的煤粉補加量高的原因在於這些工廠所用煤粉品質低。筆者由近幾年我國個別工廠使用優質煤粉和增效煤粉的經驗表明,一般濕型鑄鐵件單一砂的混砂煤粉補加量在0.15~0.3%之間,個別厚大件為0.5%。撫順某廠的氣沖線砂鐵比平均為11:1,同一車間內的擠壓線砂鐵比平均為7.5:1,兩條線共用砂處理系統混砂的增效煤粉加入量僅為0.08~0.12%。由此可見,即使優質和增效煤粉價格稍高(不到普通煤粉的兩倍),但消耗量僅為普通煤粉的幾分之一。使用後不僅生產成本大幅度下降,還節省了貯存和運輸費用。而且型砂中含泥量、含水量、大幅度下降,韌性、透氣率、起模性得到提高。不但鑄件表面光潔,而且氣孔、砂孔等缺陷必然明顯減少。
1.2 爆炸粘砂
在機械化鑄造工廠的澆注流水線上,經常看到澆注後,幾乎每一個砂箱與小車檯面之間都會發生爆炸,這並不會發生鑄件缺陷。但是有時偶爾還可以看到另一種在型腔內部發生能夠引起鑄件表面粘砂的爆炸,稱為爆炸粘砂。高密度造型的鑄件可能會出現這種爆炸粘砂缺陷,與通常機械粘砂出現在澆注位置的下表面和熱節處不同,爆炸粘砂大多發生在鑄件澆注位置的上表面。爆炸產生原因是開始澆注時砂型的水分蒸發凝聚在溫度較低的型腔上表面,當金屬液面上升與型腔上表面接觸時水分驟然蒸發而發生爆炸,產生的巨大氣體壓力迫使金屬液鑽入砂型表面而成粘砂。有時爆炸相當猛烈,金屬液甚至從冒口噴出直沖房頂。型砂含水量和緊實率高、含煤粉量高、砂型硬度高、通氣條件不良和澆注速度過快時較易發生爆炸粘砂。
1.3 熱粘砂
熱粘砂是比較少見的粘砂。有以下幾種現象:
⑴鑄鐵件濕型砂用原砂的SiO2含量較低,例如是黃河風積砂和一些當地河砂或山砂的SiO2含量只有80%左右,原砂本身的燒結溫度較低。澆注厚大件時,鑄件表面被一厚層砂包裹。如果型砂中含有充分的煤粉,燒結砂層容易脫落被清理掉,不出現機械粘砂。
⑵河北省有一家用擠壓造型機生產灰鑄鐵汽車件工廠,平日鑄件落砂後大部分表面都能顯露出來,經過短時間拋丸清理後鑄件表面相當清潔。但是有一次突然發現鑄件落砂後表面被一層砂子包裹。鑄件拋丸清理後能夠較容易地露出表面,表明鐵液並未鑽入砂型中,不屬於機械粘砂。所出現的異常現象屬於「熱粘砂」缺陷。產生原因不會是原砂二氧化硅降低,因為該廠一直使用品質穩定的內蒙砂。鐵液澆注溫度也未過高。懷疑是膨潤土公司處理活化膨潤土時加入碳酸鈉配料量過高引起的。碳酸鈉本身是冶金用熔劑,能夠降低硅砂和膨潤土的燒結點和熔點而引起熱粘砂。
⑺ 變速箱 製造過程
是鑄造的工藝,有模具的,做好了沙箱把鐵水到進去,等成型了拿出來在打磨。很麻煩的。
⑻ 型砂按用途一般可分為哪兩種砂
這個是一般分為大量元素和微量元素兩類,植物生長需要18種必須的礦質元素,這些元素中,有的是大量需要,有的是微量需要,大量元素有n
p
k
等,微量元素有
mo
fe等等,一般有這個來劃分肥料。
⑼ 型砂按用途一般可分為哪兩種砂
型砂,可分面砂、填充砂和單一砂等。面砂是緊貼鑄件的一層型砂,質量要求高。填充砂在面砂層之後,不和金屬液接觸,質量要求不嚴格。單一砂是不分面砂與背砂的型砂, 主要用於機器造型。另外大型鑄件的砂型常需烘乾後再澆注,它所用的型砂中含有較多的黏土,這種型砂叫干模砂;中小型鑄件常用潮型澆注,它所用的型砂中合黏土量較少,這種型砂稱為潮模砂。
型砂一般由鑄造用原砂、型砂粘結劑和輔加物等造型材料按一定的比例混合而成。型砂按所用粘結劑不同,可分為粘土砂、水玻璃砂、水泥砂、樹脂砂等。以粘土砂、水玻璃砂及樹脂砂用的最多。
型砂在鑄造生產中的作用極為重要,因型砂的質量不好而造成的鑄件廢品約占鑄件總廢品的30~50%。
通常對型砂的要求是:
①具有較高的強度和熱穩定性,以承受各種外力和高溫的作用。
②良好的流動性,即型砂在外力或本身重力作用下砂粒間相互移動的能力。
③一定的可塑性,即型砂在外力作用下變形,當外力去除後能保持所給予的形狀的能力。
④較好的透氣性,即型砂孔隙透過氣體的能力。
⑤高的潰散性,又稱出砂性,即在鑄件凝固後型砂是否容易破壞,是否容易從鑄件上清除的性能。
種類
粘土砂
由天然硅砂、粘土、輔加物和水混合而成。製造濕砂型的粘土砂所用粘土為膨潤土,濕抗壓強度一般為0.05~0.1MPa。含水量為3.5~5%,透氣性為80以上,常用於機器造型,也可用於手工造型。
製成的砂型不經烘乾可直接澆注金屬液,具有生產效率高、成本低和生產周期短等優點。濕型用粘土砂在鑄造生產所用的型砂中約佔60%。由於濕砂中水分較高,強度和透氣性較低,鑄件易於產生氣孔、夾砂、粘砂、脹砂等缺陷,手工造型,尺寸精度較低,一般只用於生產中小型鑄鐵件及鑄造有色合金鑄件;機械造型,尺寸精度高,適用於大批量鑄件的生產。
製造干砂型的粘土砂所用粘土為高嶺土,其濕態水分較高。製成的砂型要在250~400℃左右溫度下烘乾後再合型澆注,一般用於鑄鋼件。干砂型由於能源消耗大,生產周期長,尺寸精度差,已逐漸被淘汰。
水玻璃砂
由硅砂、水玻璃和輔加物混合配製而成。製成的砂型可吹以
實現硬化,也可採用加熱硬化或在有機酯的作用下自行硬化等方法。
這種型砂可用於製造鑄鋼件和鑄鐵件的砂型。過去水玻璃砂有落砂困難和舊砂不易再生等缺點,應用受到一定的限制。
1999年,新型水玻璃酯硬化自硬砂問世,水玻璃加入量1.8-3.0%,可使用時間可調節,可實現機械化造型、制芯,舊砂可再生,80-90%可回用,現已在鐵路機械、冶金機械、重型機械、礦山機械、通用機械廠幾十家企業推廣使用,成功澆注從幾公斤到幾百噸重鑄件,經濟效益、社會效益顯著。新型水玻璃酯硬化自硬砂是公認的環境友好型造型材料。
樹脂自硬砂
由硅砂、樹脂和硬化劑等混合配製而成。
常用的樹脂有呋喃樹脂、甲階酚醛樹脂、鹼性酚醛樹脂及尿烷樹脂。用這種型砂製成的砂型強度高、尺寸偏差小、潰散性好、能源消耗少,可用於鑄鋼、鑄鐵及鑄造有色合金鑄件的生產,鑄件的表面質量和尺寸精度高。樹脂自硬砂是一種很有發展前途的造型砂。
型砂性能
型砂性能主要有兩方面因素決定,一是構成型砂的材料組成;二是型砂的混碾狀況 。
型砂的材料構成主要是由舊砂、原砂、膨潤土和添加劑(FS粉)等組成。由於型砂95%以上是舊砂,而舊砂由於澆注鑄件的砂鐵比不同、芯砂混入量不同等因素的影響,導致材料構成的波動非常大。
因而要控制型砂的構成,就必須對型砂中的有效膨潤土含量、有效添加劑含量及含泥量進行檢驗,以便確定混砂時膨潤土、添加劑(FS粉)和原砂的補加量。
型砂緊實率的控制范圍、型砂的混碾效率反映了型砂的混碾狀況。型砂緊實率的控制范圍是指緊實率的波動范圍,波動范圍越小,型砂緊實率的控制水平越高。型砂的混碾效率是指混制出的型砂性能與經過充分混碾後的型砂性能的百分比,混碾效率越高越好。
⑽ 分型砂的作用
分型砂的作用是造型時上下箱容易分離,造型容易,方便取模。
型砂是在鑄造中用來造型的材料。型砂一般由鑄造用原砂、型砂粘結劑和輔加物等造型材料按一定的比例混合而成。型砂按所用粘結劑不同,可分為粘土砂、水玻璃砂、水泥砂、樹脂砂等。以粘土砂、水玻璃砂及樹脂砂用的最多。由於有粘結劑存在,因此要用到分型砂。因為在鑄造生產中大部分造型都需要分上下箱,對於復雜的鑄件有時要分箱3個以上。因此在箱與箱之間需要撒些分型砂使造型時箱子之間容易分離,方便取模。以粘土砂、水玻璃砂及樹脂砂用的最多。由於有粘結劑存在,因此要用到分型砂。因為在鑄造生產中大部分造型都需要分上下箱,對於復雜的鑄件有時要分箱3個以上。因此在箱與箱之間需要撒些分型砂使造型時箱子之間容易分離,方便取模。型砂性能
型砂性能主要有兩方面因素決定,一是構成型砂的材料組成;二是型砂的混碾狀況 。型砂的材料構成主要是由舊砂、原砂、膨潤土和添加劑(FS粉)等組成。由於型砂95%以上是舊砂,而舊砂由於澆注鑄件的砂鐵比不同、芯砂混入量不同等因素的影響,導致材料構成的波動非常大。
以粘土砂、水玻璃砂及樹脂砂用的最多。由於有粘結劑存在,因此要用到分型砂。因為在鑄造生產中大部分造型都需要分上下箱,對於復雜的鑄件有時要分箱3個以上。因此在箱與箱之間需要撒些分型砂使造型時箱子之間容易分離,方便取模。