浅谈湿型砂的性能和配方特点

   2020-09-01 互联网黎美容84440
核心提示:  之前中国铸造网小编已经为大家介绍了湿型砂的混制工艺,本文重点介绍湿型砂的性能和配方特点  1.铸铁
 

  之前中国铸造网小编已经为大家介绍了湿型砂的混制工艺,本文重点介绍湿型砂的性能和配方特点

  1.铸铁件湿型砂手工造型和震压式机器造型用型砂的紧实率大多在50%左右。由于铸铁型砂中含有煤粉及失效煤粉,单一砂和面砂中又都有大量旧砂,型砂中泥分量(质量分数)常达12%~16%,能吸收多量水分。所以,型砂含水量(质量分数)通常高达4.5%~6%。

  铸铁湿型砂多用15Q细砂,并含有煤粉,透气性不是很高,通常都在100以下。在正常紧实率情况下,不致引起机械粘砂。大件面砂的透气性应比较低才可能制得表面光洁的铸件。一般铸铁件的湿型砂,用发气量测出的有效煤粉含量(按质量分数计,下同)为5%~8%。但对于薄壁小件,型砂中有效煤粉只需3%~4%即可。铸铁湿型砂中含有煤粉,铁液不易氧化,对型砂的抗化学粘砂能力无要求,所以对硅砂的siO:含量高低要求不严格。只需考虑如果si0:含量过低,而浇注温度高时是否会产生烧结壳混入旧砂中,影响回用旧砂的质量。较小铸铁件对于型砂的抗夹砂结疤能力要求不高,而且我国铸铁用硅砂大多含s姒在92%(质量分数)以下,不易造成铸件表面膨胀类缺陷。对于中大型铸件和对夹砂结疤较敏感的铸件,则应要求型砂的热湿拉强度大于2.5kPa,激热开裂时间大于30s。具体的性能指标可根据铸件的浇注结果而定。这就要求采用活化膨润土或天然钠基膨润土。但是考虑到活化膨润土和钠基膨润土型砂在混砂时易结团,流动性稍差,落砂时不易破碎,而且价格较高等问题,应尽量使用钙基膨润土。如果确有必要,可根据铸件情况采用不完全活化膨润土或掺和使用钙基和钠基膨润土。

  2.铸钢件湿型砂与铸铁相比,铸钢具有以下的特点:

  ①浇注温度高,一般碳钢比铸铁约高150℃,达1450~1550℃以上,对砂型热作用的时间长。

  ②一般是用漏包浇注和开放式浇注系统,对铸型冲刷力大。

  ③钢液易氧化而生成氧化物,易与型砂起化学反立.引起粘砂:3气体在钢液中溶解度大,铸件易产生针孔或皮下气孔:

  因此,铸钢型砂的特点是:

  (1)为了防止铸件增碳,型砂中不含煤粉和煤粉熔炼损耗的残留物,因而铸钢型砂的含泥量较铸铁型砂低,需水量少。在同样紧实率下,铸钢型砂的水分低,有利于防止产生针孔或皮下气孔。水分最好控制在4%~5%(质量分数)或更低些。

  由于型砂中不含煤粉和含泥量低,单一砂和面砂的透气性容易偏高。单一砂的透气性最好不超过120,面砂的透气性还应更低才能生产出表面光洁、无机械粘砂的铸件。为此,可选用粒度15Q(或21Q)的硅砂,不宜使用粒度为30()的粗硅砂。

  (2)为了防止铸件表面产生化学粘砂,铸钢用原砂的sio,,大多在96%(质量分数)以上,厚壁和浇注温度高的铸件要求硅砂siO,含量更高些。由于硅砂含si0:高,型砂中又缺少煤粉等缓冲材料,因此铸钢件产生夹砂结疤类缺陷的倾向更大些。可采用活化膨润土或天然钠基膨润土来提高型砂的热湿拉强度和抗夹砂结疤能力。

  (3)为了提高型砂的韧性和表面风干强度,防止冲砂和砂孔,型砂中可加入适量的渣油液和淀粉类材料(例如冻胶化淀粉、糊精等)。必要时,需在砂型表面喷涂糖浆、纸浆废液、水玻璃等的稀释水溶液,或酚醛树脂酒精溶液,以提高其表面强度。喷涂后应经停放几小时或用喷灯表面喷烧后才能合型。

  3.铸造非铁合金用湿型砂 生产中应用最多的铸造非铁合金是铜合金、铝合金和镁合金。主要要求型砂能防止金属液渗入铸型和制得的铸件表面光洁、清晰、美观。原砂粒度大多较细,为lO()的硅砂或天然粘土砂。天然粘土砂中加入适量水后具有良好的塑性和一定的湿强度。铝合金液较轻,使用天然粘土砂时要注意控制含水量,以免由于型砂透气性长丽造成呛火和气孔缺陷。铝合金的浇注温度低,热容量小,对砂粒和粘结剂的妖环少,型砂可反复应用。

  镁合金和铝合金在浇注时与空气接触易燃烧。与砂型中水分相遇时,还会氧之而燃烧,放出大量的热,为镁与砂型中的siO,发生氧化还原反应提供了条件,芒此反应发出的热量更进一步加快了上述各反应的速度,最后可能导致铸件烧薹:为了防止燃烧,型砂中含水量应尽可能低。过去在型砂中还要加入硼酸,硫碛和氟化物作保护剂,以形成保护性气体和保护膜防止镁被氧化和燃烧,但在浇兰唇产生大量有毒气体。现在国内工厂已改用含有硼酸、菱镁矿和烷基磺酸钠等对加物的“无毒型砂”,其毒性小,烟气少,对镁合金有良好的保护效果。

  4.高密度造型型砂高密度造型(hi曲density molding)是指提高造型紧实力制得较高紧实程度(degree of compaction)或较高密度砂型的造型方法而言。过去高密度造型只指各种高压造型。近十多年来,高速的冲击造型包括动力(机械)冲击和气流冲击造型得到了越来越广泛的开发和应用,也属高密度造型。

  与用通常方法造型相比较,高密度造型的型砂性能具有以下特点:

  (1)湿强度。为提高砂型的硬度,避免浇注时型壁移动,型砂应当具有高的翌强度,因为高湿强度是保证砂型高硬度的必要条件。此外,用多触头高压造型方法生产较大铸件所用砂箱都无箱带,高强度型砂可避免塌型和胀型。在用垂直分型无箱挤压造型,特别是无同步驱动装置情况下,砂型被顶出时要推动整串铸型前移,承受很大压力,浇注时又承受金属液的压力作用,高强度型砂可防止砂型破损。

  (2)紧实率和含水量。型砂比通常造型型砂稍干一些。因为在高密度造型条件下,型砂较湿易引起铸件产生气孔缺陷或水爆炸现象。而且由于紧实率过高而降低型砂的松散流动性,对于挤压造型方法而言,可能射不满砂箱;对于多触头高压造型方法而言,要求的压实行程也许会超过限度。含水量过多,还将导致砂型的残留强度高,不利于落砂。但是型砂也不应太干,因为紧实率太低时型砂不易混匀,型砂的韧性低,起模性差,易掉砂,浇注时易冲砂。

  (3)透气性。高密度造型的砂粒排列比较密实,所以要求透气性稍微高些。但透气性不宜太高,以防铸件表面粗糙或出现机械粘砂。

  (4)抗夹砂结疤能力。高密度造型的紧实程度高,所以希望型砂具有较好的抗夹砂结疤能力,工厂根据铸件的特点不同,对型砂的热湿拉强度有不同的要求。

  (5)抗机械粘砂能力。由于高密度造型的砂型比较紧实,生产铸铁件时可以降低型砂中的有效煤粉含量。这对于防止呛火和火爆炸粘砂也有好处。

  (6)流动性。气流冲击造型的紧实过程是在一瞬间使砂粒高速运动。

 
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