中文名 | 型砂 | 外文名 | molding sand |
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類????型 | 造型材料 | 應????用 | 砂型鑄造 |
質量要素 | 型砂組分、型砂水分和溫度等 | 組????成 | 由二氧化硅和黏土混合 |
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。由于型砂95%以上是舊砂,而舊砂由于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(jīng)過充分混碾后的型砂性能的百分比,混碾效率越高越好。
當前,鑄造業(yè)仍以普通濕砂型鑄造為主,型砂質量對鑄件有著直接和重要影響。實際生產(chǎn)統(tǒng)計表明,鑄件廢品中有60%以上源于型砂及鑄型質量問題。為了降低鑄件廢品率,提高經(jīng)濟效益,幾十年來,鑄造工作者研制出多種型砂自動檢測裝置及型砂質量控制系統(tǒng) 。
但是到目前為止,還有很多的型砂性能和組分仍然局限于間接和近似的檢測與控制,尚待鑄造工作者進一步開發(fā)。因此,型砂質量的自動檢測與控制一直是鑄造領域的重要前沿研究課題之一。
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(chǎn)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(wěn)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,當外力去除后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,即在鑄件凝固后型砂是否容易破壞,是否容易從鑄件上清除的性能。
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由天然硅砂、粘土、輔加物和水混合而成。制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,常用于機器造型,也可用于手工造型。
制成的砂型不經(jīng)烘干可直接澆注金屬液,具有生產(chǎn)效率高、成本低和生產(chǎn)周期短等優(yōu)點。濕型用粘土砂在鑄造生產(chǎn)所用的型砂中約占60%。由于濕砂中水分較高,強度和透氣性較低,鑄件易于產(chǎn)生氣孔、夾砂、粘砂、脹砂等缺陷,手工造型,尺寸精度較低,一般只用于生產(chǎn)中小型鑄鐵件及鑄造有色合金鑄件;機械造型,尺寸精度高,適用于大批量鑄件的生產(chǎn)。
制造干砂型的粘土砂所用粘土為高嶺土,其濕態(tài)水分較高。制成的砂型要在250~400℃左右溫度下烘干后再合型澆注,一般用于鑄鋼件。干砂型由于能源消耗大,生產(chǎn)周期長,尺寸精度差,已逐漸被淘汰。
由硅砂、水玻璃和輔加物混合配制而成。制成的砂型可吹以
這種型砂可用于制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(jié),可實現(xiàn)機械化造型、制芯,舊砂可再生,80-90%可回用,現(xiàn)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(yè)推廣使用,成功澆注從幾公斤到幾百噸重鑄件,經(jīng)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(huán)境友好型造型材料。
由硅砂、樹脂和硬化劑等混合配制而成。
常用的樹脂有呋喃樹脂、甲階酚醛樹脂、堿性酚醛樹脂及尿烷樹脂。用這種型砂制成的砂型強度高、尺寸偏差小、潰散性好、能源消耗少,可用于鑄鋼、鑄鐵及鑄造有色合金鑄件的生產(chǎn),鑄件的表面質量和尺寸精度高。樹脂自硬砂是一種很有發(fā)展前途的造型砂。
砂型鑄造生產(chǎn)的鑄件質量與粘土砂的質量關系重大。粘土砂質量不好,將會造成大量鑄造廢品,統(tǒng)計顯示,造型及制芯成本占鑄件成本的一半,鑄件廢品中有60%是由造型及制芯因索引起的,鑄件焊補缺陷70%與造型、制芯材料有關,清鏟工作80%的工作量涉及造型材料。以缸體、缸蓋為代表,砂眼、氣孔、起皮、漏水等缺陷分別占廢品率的55%和60% ,影響生產(chǎn)的型廢率約占6% ~10% ,每噸鑄件的耗砂量需1.2~1.5t,這些數(shù)據(jù)遠遠高于工業(yè)發(fā)達國家的一般鑄造水平。
綜上所述,造型材料的改善,對提高鑄件質量和產(chǎn)量、降低成本、改善車問工作環(huán)境等有著極為重要的意義 。
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評分: 4.8
雙快水泥自硬砂,是在鑄造型砂中摻入雙快水泥的一種自硬砂。雙快水泥與普通水泥不同,它含有較多數(shù)量的快硬礦物組成(氟鋁酸鈣和硬石膏等),能快凝快硬。在100分型砂中摻入8分水泥、6分水配和攪拌,能很快形成含結晶水很高的水化物;制成鑄型,硬固快,能縮短烘烤時間;在澆注時,由于鐵水溫度,又使結晶水很快喪失,鑄后砂型強度大大
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評分: 4.4
運用黃壤土型砂的燒結產(chǎn)生可剝離燒結層,可以有效防止鑄鋼件表面的粘砂類缺陷,提高鑄鋼件表面質量。調整黃壤土型砂的石英砂質量分數(shù)及粒徑,進行不同溫度下的燒結試驗,研究適合不同溫度下燒結的型砂配比。通過模擬燒結層試樣的高溫與室溫力學性能測試,研究燒結層力學性能。依據(jù)型砂燒結試驗和燒結層力學性能試驗結果,將黃壤土和粒徑為0.15~0.30 mm(50/100目)石英砂以3∶7配制的黃壤土型砂運用在鑄鋼件澆注試驗,發(fā)現(xiàn)砂型與鑄件界面產(chǎn)生一層致密的燒結層,并且在室溫下可以輕易地從鑄件表面剝離,獲得表面光潔的鑄鋼件。研究表明,調整黃壤土型砂的成分可以調節(jié)型砂耐火度,使其滿足在不同澆注溫度下,在鑄型—鑄件界面處生成適度燒結的燒結層。該燒結層在高溫下呈現(xiàn)良好塑性,粘附在鑄鋼件表面,抵擋金屬液的沖刷和滲透;當鑄鋼件冷卻至室溫時,燒結層呈現(xiàn)出明顯的脆性,可以很容易地剝離鑄鋼件表面,從而極有可能防止鑄鋼件的粘砂類缺陷,獲得表面質量高的鑄鋼件。
高密度造型方法對濕型砂性能的要求較普通的機器造型更高。作者在文章中分別說明了高密度型砂的緊實率、含水量、透氣率、濕態(tài)強度、含泥量、粒度、有效膨潤土量、有效煤粉量、韌性、起模性、流動性、可緊實性等性能對鑄件品質的影響和控制范圍。為此,作者還用附表中的工廠實際情況作為例證。在本文的最后還提出獲得品質優(yōu)良型砂的條件。
中文名稱:型砂儀器
英文名稱: instrument for mould sand testing
定義:用于測定鑄造用型砂以及相關造型材料各項性能的儀器,如強度、透氣性、緊實率、水分以及粒度、含泥量等。
應用學科:機械工程;實驗室儀器和裝置;鑄造儀器名稱-造型材料測試儀器
《一種鑄造用型砂》的目的在于提供一種鑄造用型砂。
為了實現(xiàn)上述目的《一種鑄造用型砂》采用如下技術方案:
《一種鑄造用型砂其特征在于其組成原料的重量份為:回型砂30-40 份、樹脂60-85 份、凹凸棒土10-15 份、滑石粉4-8 份、膨潤土2-5 份和石膏粉3-6 份、水適量;以上材料通過均勻攪拌后即可得鑄造用型砂。
《一種鑄造用型砂》制備方法簡單,配方合理、成本低廉、可以廣泛的運用于鑄造領域。