砂型铸造原材料
砂型铸造原料及工艺
砂型铸造原料及工艺作者:管理员发表时间:2010-1-29 13:47:29 阅读:次砂型制造砂型的基本原材料是铸造砂和型砂粘结剂。
最常用的铸造砂是硅质砂。
硅砂的高温性能不能满足使用要求时则使用锆英砂、铬铁矿砂、刚玉砂等特种砂。
为使制成的砂型和型芯具有一定的强度,在搬运、合型及浇注液态金属时不致变形或损坏,一般要在铸造中加入型砂粘结剂,将松散的砂粒粘结起来成为型砂。
应用最广的型砂粘结剂是粘土,也可采用各种干性油或半干性油、水溶性硅酸盐或磷酸盐和各种合成树脂作型砂粘结剂。
砂型铸造中所用的外砂型按型砂所用的粘结剂及其建立强度的方式不同分为粘土湿砂型、粘土干砂型和化学硬化砂型3种。
粘土湿砂型以粘土和适量的水为型砂的主要粘结剂,制成砂型后直接在湿态下合型和浇注。
湿型铸造历史悠久,应用较广。
湿型砂的强度取决于粘土和水按一定比例混合而成的粘土浆。
型砂一经混好即具有一定的强度,经舂实制成砂型后,即可满足合型和浇注的要求。
因此型砂中的粘土量和水分是十分重要的工艺因素。
粘土湿砂型铸造的优点是:①粘土的资源丰富、价格便宜。
②使用过的粘土湿砂经适当的砂处理后,绝大部分均可回收再用。
③制造铸型的周期短、工效高。
④混好的型砂可使用的时间长。
⑤砂型舂实以后仍可容受少量变形而不致破坏,对拔模和下芯都非常有利。
缺点是:①混砂时要将粘稠的粘土浆涂布在砂粒表面上,需要使用有搓揉作用的高功率混砂设备,否则不可能得到质量良好的型砂。
②由于型砂混好后即具有相当高的强度,造型时型砂不易流动,难以舂实,手工造型时既费力又需一定的技巧,用机器造型时则设备复杂而庞大。
③铸型的刚度不高,铸件的尺寸精度较差。
④铸件易于产生冲砂、夹砂、气孔等缺陷。
20世纪初铸造业开始采用辗轮式混砂机混砂,使粘土湿型砂的质量大为改善。
新型大功率混砂机可使混砂工作达到高效率、高质量。
以震实为主的震击压实式造型机的出现,又显著提高了铸型的紧实度和均匀性。
随着对铸件尺寸精度和表面质量要求的提高,又出现了以压实为主的高压造型机。
铸造用砂
一般情况下,侵入气孔发生在芯子部位还是外 型部位?下图所示型芯,哪个产生侵入气孔的 可能性大?
铸造用砂——原砂
一、铸造用砂的基本要求
1、热物理性能 蓄热系数、 热膨胀性、 热导率、 密度等
2、铸造用砂的耐火度及最低共熔点
耐火度和熔点这两个概念都与耐火材料由固态转变为液 态有关,它们表征了耐火材料抵抗高温的能力,但两者 的概念和意义并不相同。
四、非石英质铸造用砂
在铸造生产中,石英砂是应用最广、用量最大的铸造 用砂。它的粒度等级广泛,能与各种铸造粘结剂结合, 资源丰富,价格低廉,在一般的情况下基本上满足铸 造用砂的要求。石英砂存在的主要问题是:热膨胀系 数较大,尤其在573℃相变时所引起的突然膨胀,将 使铸件产生夹砂、尺寸不符等缺陷;石英砂的蓄热系 数较小,铸型的冷却能力较弱;石英砂容易与铁的氧 化物发生化学反应,使铸件产生粘砂缺陷;石英砂在 加工使用过程中,si02粉尘飞扬,工人容易用硅肺病。 因此,在采用砂型铸造生产大型钢铸件和合金钢铸件 以及采用熔模铸造生产尺寸精度要求较高的黑色合金 铸件时,经常采用非石英质铸造用砂。
1)石英:纯的石英为白色透明体,俗称水晶,含有杂质时 将染成各种颜色。石英的基本结构单位是硅氧四面体,四 个氧原子位于四面体的顶端,硅原子位于四面体的中心。
2)长石:长石为铝硅酸盐,常见的有钾长石、钠长石和钙 长石三种。它们的晶体也用于骨架状结构,只是硅氧四面 体中有一部分Si被Al所替换。熔点低、硬度低、复用性差。 3)云母:云母是一种含水铝硅酸盐,常见的有白云母和黑 云母两种。 石英砂的化学成分 化学分析只能确定各种化合物的总含量,而不能确定其 存在的形式,因为SiO2的含量不等于石英的含量,长石及 云母中也含有SiO2 。分析石英砂的矿物组成需要有特殊设 备和较复杂的技术,故一般不进行。
铸造工必备手册:各类砂型的造型造芯工艺及各类砂料的特点介绍
铸造工必备手册:各类砂型的造型造芯工艺及各类砂料的特点介绍(一)概述1.砂型铸造的特征及工艺流程配制型砂—造型—合型—浇注—冷却—落砂—清理—检查—热处理—检验—获得铸件特征:使用型砂构成铸型并进行浇注的方法,通常指在重力作用下的砂型铸造过程。
造型(芯)方法按机械化程度可分为手工造型(芯)和机器造型(芯)两大类。
选择合适的造型(芯)方法和正确的造型(芯)工艺操作,对提高铸件质量、降低成本、提高生产率有极重要的意义。
(1)手工造型(芯)手工造型(芯)是最基本的方法,这种方法适应范围广,不需要复杂设备,而且造型质量一般能够满足工艺要求,所以,到目前为止,在单件、小批生产的铸造车间中,手工造型(芯)仍占很大比重。
在航空、航天、航海领域应用广泛。
手工造型(芯)劳动强度大,生产率低,铸件质量不易稳定,在很大程度上取决于工人的技术水平和熟练程度。
手工造型方法很多,如模样造型、刮板造型、地坑造型,各种造型方法有不同的特点和应用范围。
(2)机器造型(芯)用机器完成全部或部分造型工序,称为机器造型,与手工造型相比,机器造型生产效率高,质量稳定,劳动强度低,对工人的技术要求不像手工造型那样高,生产准备时间长,一般适用于一个分型面的两箱造型。
机器造型(芯)主要适用于黑色金属铸件的大批量生产。
2.砂型/芯制造方法分类在制造各砂型、芯的过程中,根据其本身建立强度时其粘结机理的不同,通常可分为三大类:(1)机械粘结剂型芯----以粘土为粘结剂的粘土型芯砂所产生的粘结;(2)化学粘结剂型芯----型芯砂在造型、芯过程中,依靠其粘结剂本身发生物理、化学反应达到硬化,从而建立强度,使砂粒牢固地粘结为一个整体。
有机、无机粘结剂,其中无机粘结剂包括钠水玻璃及硅溶胶,而有机粘结剂则包括热硬、自硬和气硬树脂砂型(芯);(3)物理固结----指用物理学原理产生的力将不含粘结剂的原砂固结在一起,磁型铸造法、负压造型法或真实密封造型法或薄膜负压造型法,以及消失模造型法。
工业砂型铸造工艺研究报告
工业砂型铸造工艺研究报告工业砂型铸造工艺研究报告一、引言工业砂型铸造作为一种重要的金属成形加工方法,具有成本低、制造周期短、生产效率高、加工适应性强等特点,广泛应用于各个行业。
本研究旨在探讨砂型铸造工艺的改进和优化,提高铸件质量和生产效率。
二、砂型制备与成形1. 砂型材料选择砂型铸造中,常用的砂型材料包括石英砂、湿砂和干砂。
石英砂具有燃烧性小、粘结能力强的特点,适用于铸件尺寸精度要求高的情况。
湿砂在成型过程中易于退化,但相对便宜。
干砂成本较高,但热稳定性好。
2. 砂型制备砂型的制备主要包括模具制作和砂芯制作两个步骤。
模具的制作需要按照铸件的形状、尺寸和结构要求设计并制作模具。
砂芯的制作则是通过在模具中放入铸型砂,再根据需要在模型周围压制砂芯。
三、熔炼与浇注1. 熔炼工艺熔炼是铸造中的关键环节,其质量直接影响到最终的铸件质量。
熔炼工艺中需控制炉温、配料比例和熔炼时间等参数,以保证金属液体的纯度和均匀性。
2. 浇注技术浇注技术的控制能够直接影响到铸件的质量。
在浇注过程中,需要控制浇注速度、浇注温度和浇注方式等参数,以避免砂芯破裂、气孔等缺陷的产生。
四、冷却与退砂1. 冷却时间铸件冷却时间的控制对于铸件质量和成型效率至关重要。
过短的冷却时间容易导致铸件内部质量缺陷,而过长的冷却时间则会增加生产周期。
2. 退砂工艺退砂是在铸件冷却后,将其从砂型中取出的过程。
退砂应根据铸件形状和尺寸选择合适的方法,如手工敲击、冲击退砂、气枪退砂等。
五、铸件质量检验与表面处理1. 质量检验对铸件进行质量检验是确保铸件质量的重要环节。
常用的铸件质量检验方法包括尺寸测量、材质分析、无损检测等。
通过对铸件的质量进行检验,可以判断铸件是否符合设计要求。
2. 表面处理铸件在铸造过程中通常会形成一些毛刺、砂眼等表面缺陷,需要进行表面处理,以提高铸件的外观质量。
表面处理方法包括修磨、抛光、喷砂、热处理等。
六、结论本次研究对工业砂型铸造工艺进行了全面的分析和探讨。
铸造中砂型制造
铸造中砂型制造
铸造是一种制造工艺,它的过程中需要用到砂型。
砂型是铸造中最常
用的模具,它由砂子和粘结剂组成,通过压实、模型取出、浇注等步
骤形成铸件。
下面我们来详细了解一下铸造中砂型制造的过程。
一、选择合适的砂子
首先需要选择合适的砂子。
常用的砂子有硅石砂、黏土砂、水玻璃等。
不同种类的砂子有着不同的性质和用途,需要根据具体情况进行选择。
二、加入粘结剂
将选好的砂子加入粘结剂中,混合均匀。
粘结剂有多种类型,如天然
树脂、化学合成物等。
粘结剂数量应该逐渐增加,直到达到所需强度。
三、模型制作
在制作模型时需要考虑到铸件尺寸和形态等因素,并根据这些因素进
行模型制作。
通常采用木材或金属材料制作模型,并在表面涂上一层
蜡油以便于取出时不会损坏。
四、压实
将混合好的砂子放入模型中,进行压实。
常用的方法有手压、机械压等。
在压实过程中需要注意砂子的均匀性和密度,确保砂型质量。
五、取出模型
将压实好的砂型倒扣过来,取出模型。
此时可以在模型表面涂上一层蜡油以便于铸件顺利取出。
六、浇注
将铸造材料(如铁水、铝水等)倒入砂型中,待其凝固后就可以取出铸件了。
以上就是铸造中砂型制造的主要流程。
在操作过程中需要注意安全,并严格按照工艺要求进行操作,以确保生产效率和产品质量。
铸造砂成分
铸造砂成分铸造砂是一种用于铸造的重要材料,它不仅可以提供模具形状,还可以帮助铸造过程中的流动性和凝固性。
因此,了解铸造砂的成分对于保证铸件质量至关重要。
本文将详细介绍铸造砂的成分及其作用。
一、基础成分1. 硅砂硅砂是最常用的基础成分之一,它占据了大部分铸造砂的比例。
硅砂主要由二氧化硅(SiO2)组成,其优点在于具有良好的耐高温性和抗压强度,并且价格相对便宜。
但是硅砂也有其缺点,例如容易吸水、难以控制粒度等。
2. 石英粉石英粉是一种细粉末,通常用于增加铸造砂的密实度和提高表面质量。
它由高纯度二氧化硅制成,并且具有均匀的颗粒大小和形态。
但是由于其价格较高,通常只在需要较高表面质量或更细腻纹理的情况下使用。
3. 粘土粘土是一种黏性物质,通常用于增加铸造砂的粘合力和塑性。
粘土的主要成分是高岭土、蒙脱石和伊利石等,其选择取决于所需的铸造砂性能。
粘土的缺点在于其稳定性较差,容易受到湿度和温度等环境因素的影响。
二、辅助成分1. 沥青沥青是一种用于改善铸造砂流动性和凝固性的添加剂。
它可以使铸造砂更易于流动,并且可以减少气泡和缩孔等缺陷。
但是沥青也会增加铸件中氧化物的含量,并且难以从铸件中去除。
2. 煤粉煤粉通常用于增加铸造砂的弹性模量和耐火性。
它可以提高铸件表面硬度,并且可以防止表面氧化。
但是煤粉也会增加铸件中碳含量,并且可能导致内部缩孔。
3. 硬化剂硬化剂通常用于促进铸造砂在模具中凝固。
最常见的硬化剂是酚醛树脂和尿素树脂。
这些树脂可以在高温下固化,并且可以提高铸造砂的强度和耐磨性。
但是硬化剂也会增加铸件中挥发性有机物的含量,并且可能导致铸件表面粗糙。
4. 水水是一种常见的添加剂,用于调节铸造砂的流动性和湿度。
它可以使铸造砂更易于加工和塑形,并且可以减少气泡和缩孔等缺陷。
但是水也会降低铸造砂的密实度,并且可能导致表面裂纹。
三、总结综上所述,铸造砂的成分包括基础成分和辅助成分两部分。
基础成分主要包括硅砂、石英粉和粘土等,而辅助成分则包括沥青、煤粉、硬化剂和水等。
砂型铸造
金属加工工艺砂型铸造——在砂型中生产铸件的铸造方法。
钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。
由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得,铸型制造简便,对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应,长期以来,一直是铸造生产中的基本工艺。
制造砂型的基本原材料是铸造砂和型砂粘结剂。
最常用的铸造砂是硅质砂。
硅砂的高温性能不能满足使用要求时则使用锆英砂、铬铁矿砂、刚玉砂等特种砂。
为使制成的砂型和型芯具有一定的强度,在搬运、合型及浇注液态金属时不致变形或损坏,一般要在铸造中加入型砂粘结剂,将松散的砂粒粘结起来成为型砂。
应用最广的型砂粘结剂是粘土,也可采用各种干性油或半干性油、水溶性硅酸盐或磷酸盐和各种合成树脂作型砂粘结剂。
砂型铸造中所用的外砂型按型砂所用的粘结剂及其建立强度的方式不同分为粘土湿砂型、粘土干砂型和化学硬化砂型3种。
以型砂和芯砂为造型材料制成铸型,液态金属在重力下充填铸型来生产铸件的铸造方法。
钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得粘土湿砂型铸造的优点是:①粘土的资源丰富、价格便宜。
②使用过的粘土湿砂经适当的砂处理后,绝大部分均可回收再用。
③制造铸型的周期短、工效高。
④混好的型砂可使用的时间长。
⑤砂型舂实以后仍可容受少量变形而不致破坏,对拔模和下芯都非常有利。
缺点是:①混砂时要将粘稠的粘土浆涂布在砂粒表面上,需要使用有搓揉作用的高功率混砂设备,否则不可能得到质量良好的型砂。
②由于型砂混好后即具有相当高的强度,造型时型砂不易流动,难以舂实,手工造型时既费力又需一定的技巧,用机器造型时则设备复杂而庞大。
③铸型的刚度不高,铸件的尺寸精度较差。
④铸件易于产生冲砂、夹砂、气孔等缺陷。
粘土湿砂型、粘土干砂型、化学硬化砂型消失模铸造(又称实型铸造)是将与铸件尺寸形状相似的石蜡或泡沫模型粘结组合成模型簇,刷涂耐火涂料并烘干后,埋在干石英砂中振动造型,在负压下浇注,使模型气化,液体金属占据模型位置,凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。
砂型铸造流程
砂型铸造流程
砂型铸造是一种常见的金属铸造工艺,适用于生产各种形状和
尺寸的铸件。
下面将介绍砂型铸造的详细流程。
首先,准备模具。
选择合适的砂型材料,通常使用的是石英砂、石膏砂或陶瓷砂。
然后,根据铸件的形状和尺寸制作模具。
模具可
以是单件模、分型模或多件模,根据实际需要选择合适的模具形式。
接下来,准备砂芯。
对于需要中空结构的铸件,需要在模具中
设置砂芯。
砂芯通常使用砂芯砂制作,可以通过手工或机械方式制
作成所需形状。
然后,准备熔炼金属。
选择合适的金属材料,根据铸件的要求
进行熔炼。
在熔炼过程中需要控制好熔炼温度和熔炼时间,确保金
属液的质量符合要求。
接着,浇注铸造。
将熔化的金属液倒入模具中,填充整个模腔,同时保持一定的浇注速度和角度,以避免产生气泡或夹杂物。
然后,待铸件冷却定型。
等待一定时间,让金属液在模具中冷
却凝固,形成所需的铸件形状。
最后,清理和处理。
取出冷却凝固后的铸件,清理模具和砂芯
残留物,进行表面处理和修整,最终得到成品铸件。
总结,砂型铸造流程包括准备模具、准备砂芯、准备熔炼金属、浇注铸造、冷却定型和清理处理。
通过以上流程,可以生产出各种
形状和尺寸的铸件,广泛应用于机械制造、汽车制造、航空航天等
领域。
砂型铸造具有工艺简单、成本低廉、适用范围广泛等优点,但
也存在一些缺点,如表面粗糙、尺寸精度低等。
因此,在实际应用
中需要根据具体情况选择合适的铸造工艺,以满足产品质量和生产
效率的要求。
砂型铸造的分类
砂型铸造的分类砂型铸造是指将熔化后的金属倒入砂型中进行铸造的一种工艺。
按照不同的分类标准,砂型铸造可以分为多种类型,下面就对其进行详细介绍。
一、按照砂型材料分类1. 硅砂铸造硅砂是一种常见的砂型材料,其耐高温、抗压强度高、易于加工等特点,使其成为铸造行业最常用的砂型材料之一。
硅砂铸造适用于各种材料的铸造,如铁、钢、铜、铝等。
2. 石膏砂铸造石膏砂铸造主要用于铸造锌合金、铝合金等低熔点金属。
石膏砂铸造具有成本低、制作简单、铸件表面光滑等优点。
3. 粘土砂铸造粘土砂铸造是一种传统的砂型铸造工艺,在冶金、航空、机械等领域得到广泛应用。
粘土砂铸造可用于铸造各种材料,如铁、钢、铜、铝等。
二、按照铸件形状分类1. 平板砂铸造平板砂铸造用于制造平面或近似平面的铸件,如平板、板状零件等。
平板砂铸造的特点是铸件精度高、表面光滑、尺寸稳定。
2. 壳型砂铸造壳型砂铸造是一种高精度、高质量的铸造工艺,适用于制造形状复杂、尺寸精度高的铸件,如涡轮叶片、航空发动机叶轮等。
3. 砂芯砂铸造砂芯砂铸造是一种通过在砂型中插入砂芯,使铸件中产生内腔或复杂空间结构的铸造工艺。
砂芯砂铸造适用于制造具有内腔或复杂结构的铸件,如汽车发动机缸体、水泵叶轮等。
三、按照铸造方法分类1. 真空砂铸造真空砂铸造是一种在真空环境下进行的铸造工艺。
真空砂铸造可消除气孔、夹杂等缺陷,提高铸件质量和性能。
2. 低压砂铸造低压砂铸造是一种通过在熔融金属上施加一定的压力,使其在砂型中充填的铸造工艺。
低压砂铸造适用于制造高精度、高质量的铸件。
3. 高压砂铸造高压砂铸造是一种将熔融金属通过高压喷射入砂型中进行铸造的工艺。
高压砂铸造具有生产效率高、成本低等优点,适用于大批量铸造。
砂型铸造是一种应用广泛的铸造工艺,其分类也十分多样化。
在实际应用中,铸造厂家可以根据铸件的形状、材料、生产需求等因素选择不同的砂型铸造工艺,以达到最佳的铸造效果。
砂型铸造原材料
砂型铸造原材料一、湿型砂材料选用1 原砂在混砂批料中加入原砂的目的是弥补铸造生产过程中砂粒损失,稳定型砂的含泥量不变,冲淡新形成的灰分,稳定型砂的粒度和透气性。
对原砂的品质要求主要存在的问题有以下三个:1.1 铸铁用原砂的SiO2含量底线是多少?上世纪80年代初美国通用公司来华谈合作时,对我国第一汽车厂铸铁件使用SiO2含量只有90%左右的内蒙原砂表示惊讶。
认为应当像美国中西部汽车工业集中地区用密歇根湖的湖砂,SiO2含量为95~96%。
德国的铸铁工厂也曾表示生产铸铁件用原砂最好像Luitpold 工厂那样使用含SiO2 99.6%以上的H33硅砂。
不久前有一位日本工程师认为辽宁某厂的铸铁件表面不够光洁的原因是用了内蒙砂,需要更换SiO2含量更高的原砂。
因为他们用从澳大利亚进口的Flattery 砂,SiO2含量在99%以上。
英国人认为铸铁件用SiO2含量至少应当用类似Chelford砂和Bedford砂SiO2含量96~97%的硅砂。
他们都以自己本国的使用硅砂的SiO2含量来评论中国铸造工厂的铸铁用原砂。
然而我国铸造工厂大多认为比较理想的铸铁用原砂是内蒙等地蕴藏极其丰富的风积砂,SiO2含量约为88~92%。
内蒙砂颗粒形状圆滑,而且SiO2含量适中,不易产生夹砂缺陷。
由于新砂的消耗量大,为了避免长途运输,铸铁工厂都尽量选用就近的砂源。
例如华中一带多用江西砂,SiO2含量大约在87~93%。
华东用江西砂或用SiO2含量大约在95~98%福建砂,河南及邻近地区广泛使用黄河沉积砂(SiO2含量大约只有80~82%)生产汽车、拖拉机、柴油机等铸件并未出现明显缺陷。
为了了解低SiO2含量的原砂对型砂性能和铸铁件品质的影响,清华大学曾进行了试验研究工作[1]。
将黄河沉积砂用药物浮选方法分为石英精砂(SiO2含量96.1%)和长石砂(SiO2含量71.5%),然后按不同比例配制成五种粒度分布和颗粒形状相同,而SiO2含量不同的原砂来进行研究。
铸型的材料
1、所有用于制造铸型的材料,如型砂,涂料等都是造型材料。
实际上,现代铸造生产中,用砂型制造的铸件仍占铸件总产量的90%左右。
对于铸造行业的工程技术人员,其关心的重点是型砂(含砂芯)的配方,混砂的方式,工艺性能及对铸件质量的影响。
配制砂型的主要原料:原砂包括:硅砂、非硅质砂原砂的颗粒形状对型砂的性能的影响:1、采用圆形砂配制的树脂砂,其它条件相同的情况下,砂型的抗拉强度比用多角形砂者可能提高一倍或更多一些。
但是,两者的抗压强度切大致相同,用三角形砂者可能更高一些。
2、采用圆形砂配制的树脂砂,流动性比多角形砂者好很多。
在相同的紧实情况下,前者制成的试样或铸型,比后者制成的尺寸相同的试样或铸型重15%~17%.也就是说,铸型的密度将提高15%~17%.3、造成上述抗拉强度差别的主要原因是用圆形砂者试样的密度高、粘结桥数量多,而不是砂粒表面积的改变。
4、圆形砂作原砂时,砂型的脱模性能比用多角形砂者好得多,对于有深砂台、脱模困难的铸型应采用圆形砂。
2、常用的粘接材料。
粘土、水玻璃、树脂粘结剂、油类粘结剂。
树脂粘结剂主要有三大类,即酚醛树脂、呋喃树脂和尿烷树脂。
3D打印的优势优势1:制造复杂产品不增加生产成本。
对一般的制造而言,物体形状的复杂程度与其制造成本成正比。
对3D打印机而言,打印一个形状复杂的产品与打印一个简单的产品相比只要它们打印中所需移动的距离一致并不消耗更多的时间、技能或成本。
优势2:产品多样化不增加生产设备。
一台3D打印机可以打印许多形状,而一般的制造设备功能较少,做出的形状种类有限。
优势3:能整体成型,减少对产品零件的拆分。
优势4:设计空间无限制。
优势6:低技能制造。
批量生产和计算机控制的制造机器降低了对员工技能的要求,然而一般的制造机器仍然需要熟练的专业人员进行机器调整和校准。
3D打印机从设计文件里获得各种指示,其操作人员所需操作技能较少。
优势7:减少加工余量对材料的浪费及模具。
传统金属加工中为了得到所需零件,经常产生许多废弃的副产品。
砂型铸造工艺流程及所需材料
2. 铸造工艺准备工作
2.3 铸造原材料的准备 铸造合金的种类:铸铁(灰口铸铁、白口铸铁)、铸钢(碳钢、低
合金钢、高合金钢)、铸造铝合金(铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金、 铝锌合金、铝锂合金等)、铸造铜合金(铸造黄铜、铸造青铜等)、镁 合金、轴承合金、钛合金、高温合金等。
为了获得化学成分合格的铸造合金,减少有害元素的含量,所采用 的金属原材料必须满足一定技术需求。
铸造用型砂的种类可分为石英砂、镁砂、橄榄石砂、锆英石砂、石 灰石砂、黏土砂、水玻璃砂、树脂砂、油砂等。
为获得优质的铸件和良好的技术经济效果,型砂按一定比例混合后, 应具有以下性能:
a、良好的成型性;
b、足够的强度;
c、一定的透气性;
d、较小的吸湿性;
e、较低的发气量;
f、较高的耐火度;
g、较好的退让性、溃散性和耐用性。
3.6 落砂 人工落砂:主要用于单件小批生产,对于有色合金铸件,基本上都
采用手工落砂。 机械落砂:效率高,但机器易损坏,维修调整困难,且噪声大。 清除砂芯的方法主要有水力清砂除芯法、水爆清砂除芯法等。
3.7 清理 铸件浇注后必须除去浇注系统和冒口,并进行表面清理去除铸件内
外的黏砂、分型面和芯头处的披缝、毛刺、冒口切除痕迹。 3.8 表面处理
铸件在进行上述处理以后,还需进行表面处理,防止铸件在使用过 程中发生腐蚀。
4.铸件质量检验与缺陷修补
4.1 铸件质量检验方法 铸件质量包括铸件的内在质量、外表质量、使用质量等。为了保证
铸件质量,铸造生产的各个环节,特别是清理后,都要进行质量检验。 具体的检验方法有:
a、外观缺陷检验; b、表面缺陷检验; c、内部缺陷检验; 此外,还需要进行铸件质量进行射线检验。 4.2 铸件常见缺陷 铸造工艺过程复杂,影响铸件质量的因素很多,往往由于原料控制 不严,工艺方案不合理,生产操作不当,管理制度不完善等原因,会使 铸件产生各种铸造缺陷。
铸造用砂常识
铸造用砂常识潮模砂、粘土砂、水玻璃、覆膜砂、树脂砂都属于铸造中的砂铸,不过是不同的粘结剂的区别。
潮模砂、粘土砂、湿型砂是一样的,粘结剂都是普通粘土或膨润土,由于在混砂过程中要加入水,所以就叫潮模砂。
水玻璃砂的粘结剂是钠水玻璃,一般通过吹二氧化碳硬化或加硬化剂自硬化。
覆膜砂的粘结剂一般是酚醛树脂,有微毒,一般用来说砂芯用。
树脂砂的粘结剂为呋喃树脂,树脂砂造型在浇注后发气量比较大。
目前用树脂砂造型的铸件质量在砂铸中是最好的。
水玻璃砂是用来做型壳的一种材料,也可做粘结剂,并非一种独立的铸造方法主要有两种使用方法:1,石英砂+水玻璃(做粘结剂用)做好砂型,通入二氧化碳快速固化2,失蜡铸造制壳工序时,加入水玻璃做粘结剂水玻璃的蜡很软的,硅溶胶的蜡很硬。
硅溶胶的产品表面比水玻璃的好。
两者只是在制造型客质量上有差别,硅溶胶制造出来的型客更适合精密铸造,制造出来的产品表面光滑度好,变形小,缩水比率小,且尺寸精密不需要二次加工。
但是硅溶胶做的基本都是小产品,水玻璃消失模做的产品相对较大。
两者只是在制造型客质量上有差别,硅溶胶制造出来的型客更适合精密铸造,制造出来的产品表面光滑度好,变形小,缩水比率小,且尺寸精密不需要二次加工。
水玻璃的蜡很软的,硅溶胶的蜡很硬。
硅溶胶的产品表面比水玻璃的好。
原理都是一样的两者用的蜡、面砂、粘接剂都不一样产品的质量有明显区别的。
国外基本都是硅溶胶工艺,水玻璃工艺应该国内更多一些。
还有水玻璃清砂比较麻烦,因为水玻璃会烧结在铸件表面硅酸钠的水溶液俗名水玻璃好像也叫泡花碱,水玻璃砂具有价格低、强度高、无毒等优点,在铸造生产中获得广泛应用,但是由于其溃散性差,因此不能完全取代其它粘结剂。
改善水玻璃砂溃散性的措施有多种,但均不能达到令人满意的效果。
二氧化碳水玻璃砂由于造型效率高,铸型不用烘烤即能浇注等特点,因而在铸钢件及部分铸铁件生产上得到较广泛的应用。
但长期以来,这种型砂存在溃散性差和旧砂再生麻烦二大难题,从而大大限制了其更广泛的应用。
铸造用型砂
铸造用型砂铸造用型砂是一种用于铸造过程中制作铸件模具的材料,也是铸造工业中的重要原材料之一。
铸造工业在现代制造业中占有非常重要的地位,铸造过程中的型砂的质量也会直接影响到铸件的成形质量和生产效率,因此,铸造用型砂的研发和生产得到了广泛的关注和研究。
一、型砂的原材料铸造用型砂的原材料主要包括硅砂、粘土、石英粉、石膏等。
硅砂是铸造用型砂中最重要的原材料,硅砂的品质对型砂的质量以及铸件的成形质量非常重要。
粘土是型砂中的一种黏结剂,主要起到黏结各种原材料的作用。
石英粉和石膏主要用于调整型砂的粘土质量和黏度,以便于铸件模具的制作和取出。
二、型砂的生产工艺铸造用型砂的生产工艺主要包括三大步骤,分别是原材料的准备、型砂的制备和型砂的烘干。
在原材料的准备过程中,首先需要将硅砂进行筛分和洗涤,确保硅砂中不含有杂质和过细的颗粒,这有助于提高型砂的粘度和成形性能。
接着,将硅砂、粘土、石英粉、石膏等原材料按照一定比例混合搅拌,制备成型砂糊。
在型砂制备的过程中,制备好的型砂糊首先需要放置一段时间,待型砂糊的黏度适中后,可以进行铸件模具的制作。
铸件模具制作完成后,在烘干的过程中,型砂中的水分被蒸发,型砂逐渐变硬,成为可以存放和使用的铸造型砂。
三、型砂的应用铸造用型砂主要应用于各类铸件的制作,如汽车发动机、机床、船舶、建筑等领域。
在使用型砂制作铸件的过程中,型砂需要具备较高的耐高温性能,能够承受高温下的热量和冷却过程中的热应力,防止型砂热裂或变形。
此外,型砂还需要具备良好的成形性能、抗压强度和耐磨损性能,以确保铸件模具的制作和取出的顺利性和高效性。
总之,铸造用型砂作为铸造工业中的重要原材料,其品质和生产工艺对铸件质量和生产效率都有着重要的影响。
铸造用型砂的生产和应用也正在不断发展和进步,以适应不断变化的生产需求,为制造业的高质量发展贡献力量。
砂型铸造的介绍
砂型铸造的介绍砂型铸造是一种常见且重要的金属成型工艺,广泛应用于各个领域。
它是一种以砂为模型材料,通过铸造工艺制造金属零件的方法。
砂型铸造具有成本低、适用范围广、生产效率高等优点,成为了制造业中不可或缺的一环。
砂型铸造的制作过程相对简单,成本较低。
制作砂型所需的原材料主要是砂和粘结剂。
砂是一种常见的自然材料,易得且价格低廉。
粘结剂的种类也较多,可以根据不同的金属材料选择合适的粘结剂。
通过将砂和粘结剂混合,制作成砂型,然后将金属熔化倒入砂型中,待金属冷却凝固后,取出砂型,即可得到所需的金属零件。
相比其他成型工艺,砂型铸造的原材料成本较低,适用于大规模生产。
砂型铸造的适用范围广。
无论是铁、钢、铝、铜等常见金属,还是镍、锌、锡等稀有金属,砂型铸造都可以胜任。
不同金属材料的熔点、流动性等特性各异,通过调整砂型的制作工艺和粘结剂的类型和比例,可以适应不同金属的铸造要求。
此外,砂型铸造还可以制作出形状复杂、结构繁琐的零件,满足工业生产对于零件形状、尺寸和表面质量的要求。
砂型铸造具有生产效率高的特点。
相比其他铸造工艺,砂型铸造的生产周期相对较短。
一方面,砂型的制作过程简单,不需要复杂的设备和工艺。
另一方面,砂型的制作可以与金属熔炼和浇注同时进行,提高生产效率。
此外,砂型铸造还可以批量生产相同或类似的零件,进一步提高生产效率和降低成本。
砂型铸造虽然有很多优点,但也存在一些局限性。
首先,由于砂型的材料和制作工艺限制,砂型铸造不能制作太大体积的零件。
其次,砂型铸造的表面质量相对较差,需要进一步的加工和处理。
此外,砂型铸造还有一定的缺陷率,需要进行严格的质量控制和检测。
砂型铸造是一种重要的金属成型工艺,具有成本低、适用范围广、生产效率高等优点。
它在各个领域都有广泛的应用,为工业生产提供了可靠的零件制造解决方案。
随着科学技术的不断进步,砂型铸造工艺也在不断发展和创新,为未来的制造业发展提供更多可能性。
砂型铸造知识点总结
砂型铸造知识点总结1. 砂型铸造的原理砂型铸造是通过在石膏、粘土或硅树脂等材料制成的模具中,倒入熔化的金属,并在金属凝固后将模具破碎,得到所需的铸件。
它的原理是利用砂型的柔软和易于成型的特点,将其用于金属铸造,通过对砂型内部空腔和外部形状进行加工,以得到所需的铸件。
2. 砂型铸造的工艺流程砂型铸造的工艺流程主要包括模具制备、浇注、凝固冷却、脱模等几个步骤。
首先是对模具进行制备,通常使用湿砂型和干砂型两种方式。
然后是浇注,将熔化的金属倒入模具中,填满模具腔室。
接着是凝固冷却,待金属完全凝固后,可以进行脱模,将铸件从模具中取出,再进行后续的处理。
3. 不同类型的砂型铸造根据模具的不同,砂型铸造可以分为湿砂型和干砂型两种类型。
湿砂型是指在模具制备过程中,使用湿润的黏土或粘合剂拌合成模砂,然后将模砂填充到模具中,经过成型、干燥等步骤,最终形成砂型。
干砂型则是指使用无机粘结剂或有机粘结剂与干净的石英砂混合,制成模砂,经过振实、成型等步骤,形成模具。
4. 砂型铸造中的砂型材料砂型铸造中使用的砂型材料主要是石英砂、河砂等天然砂,以及黏土、石膏和硅树脂等粘合剂。
石英砂具有颗粒间的细腻、坚硬、高温抗性好等特点,是最常用的砂型材料。
而粘合剂的选择则取决于铸件的要求和生产的具体条件。
5. 砂型铸造中的缺陷和质量控制在砂型铸造中,常见的缺陷主要有气孔、砂眼、夹杂、收缩孔等。
这些缺陷的产生,通常与砂型的制备、浇注过程、金属凝固等相关。
因此,对于砂型铸造的质量控制至关重要,需要从原材料质量、工艺参数、操作技术、设备状态等方面进行全面管理和控制。
6. 砂型铸造的应用领域砂型铸造广泛应用于各种机械零部件、汽车零部件、船舶零部件、航空航天零部件等领域。
由于其工艺简单、成本低、适用范围广泛,因此在制造业中仍具有重要的地位。
7. 砂型铸造中的技术要点在砂型铸造的过程中,需要注意一些技术要点,以确保铸件的质量。
比如,在模具制备过程中,要注意砂型的成型和干燥,以免产生砂眼和气孔;在浇注过程中,要控制合金的温度和浇注速度,以免产生夹杂和收缩孔;在凝固冷却过程中,要控制冷却速度,以保证金属的组织结构和性能。
铸件原材料及其性能分析
!"#$%&’()*+,-.第一节原砂一、硅砂硅砂是构成砂型的基本成分,广泛应用于铸钢、铸铁和铸造非铁合金,是铸造生产中用量最大的原材料。
!"#$%&’(硅砂主要的化学成分是硅的氧化物,自然界中,硅的氧化物多为结晶形,也有的以无定形体存在,其中石英是最重要的晶体形硅的氧化物。
铸造生产所用的硅砂主要是由粒径为!"!#$%$"$#&&的小石英颗粒所组成。
纯净的硅砂多为白色,被铁的氧化物污染时常成淡黄或浅红色。
石英的密度为’"(#)*+&$,莫氏硬度,级,是一种透明、浅色或无色的晶体,其结构为硅氧四面体,其化学成分为二氧化硅,可用-./’表示。
由于硅砂主要是由石英矿物所组成,因此地质探矿方面常称其为石英砂,并根据其成分和用途分为玻璃砂、铸造砂以及过滤砂。
经过精选加工的高品位天然硅砂还可用于电工、化纤等方面。
!)#*+&,-我国铸造生产中所用硅砂根据其来源和加工方式不同可以分为天然硅砂和人工硅砂两大类。
天然硅砂是由火成岩经过风化或变质作用,逐渐剥裂、细化,坚硬的石英颗粒与其他部分分离,然后再经水流或风力搬运沉积形成砂矿。
这些砂矿按其成矿条件和特点,可以分为河砂、湖砂、海砂、风积砂等几种。
海砂和湖砂又还可以再细分为海(湖)滩砂、沉积砂、堆积砂等等。
我国内蒙古通辽的西辽河上游一带的风积砂,黄河故道以及其他河流的河砂,鄱阳、洞庭等湖泊周围的湖砂其二氧化硅的质量分数都在0#1%2$1之间,是我国主要的铸铁用砂产地。
福建闽江口以南和海南文昌、东部沿海以及广东珠江三角洲新会等地有大量3’,."/0123456$7,8二氧化硅的质量分数在!"#以上的天然硅砂,可用于铸钢件的生产,具有良好的开发前景。
为了提高硅砂质量,一些砂厂已开始对原砂进行水洗、擦洗加工以降低原砂含泥量。
通辽、兰州、都昌、平潭等地已建立硅砂选矿厂,对原砂进行精选,以提高原砂的二氧化硅含量。
铸造型砂配料知识汇编选集
铸造型砂配料知识汇编选集煤按煤化程度不同可分为褐煤、烟煤、无烟煤。
铸造用煤粉首先应属烟煤类。
烟煤煤化程度又可细分为长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤和贫煤。
根据煤的特性,有较挥光分和适宜焦渣特征的烟煤是焦煤和肥煤。
铸造用煤粉应以肥煤和焦煤为原料,经精洗磨制而成,外观为黑色或黑褐色细粉。
煤粉的作用上利用煤在高温的分解及分解后包覆在砂粒表面的碳膜以防止铸铁件产生粘砂和夹砂,同时也起到提高砂型溃散性的作用,因此煤粉中挥发物的含量是质量分级的主要依据。
煤的挥发物包括气体和液体两部分,因此在控制温型用煤粉的质量方面,除了挥发物含量外,对煤粉的胶质层厚度及焦渣特征也应加以控制。
目前,普遍认为适合湿型砂应用的优质煤粉在浇注过程中的作用如下:一、在铁液在高温作用下,煤粉产生大师还原气体,防止铁液氧化,并可使铁液表面氧化铁还原,减小金属氧化物和型砂进行化学反应的可能性。
型腔中原还性气体主要来自煤粉热解生成的挥发分,也包括碳与型砂中水分在高温下反应生成的氢气。
二、煤粉受热后开始软化,具有可塑性。
如果由开始软化至固化之间温度范围比较宽的时间比较长,则可缓冲石英颗粒在该温度区间受热而形成的膨胀力,从而可以减少因砂型受热膨胀而产生的铸件夹砂缺陷。
三、煤粉受热后产生气、液、固三相的胶质体,胶质体的体积膨胀可部分地堵塞砂型表面砂粒间的孔隙,使铁液不易渗入。
国家标准GB-/T212--2008uqf煤的“焦渣特征”分为8级,能够区分煤粉受热时是否生成起粘结作用的液相,以及是否发生膨胀。
四、煤粉在受热时产生的碳氢物的挥发分在650--1000摄氏度高温下,于还原性气氛中发生气相热解,而在金属和铸型的界面上析出一层带有光泽的微细结晶炭,称为光亮炭或光泽炭。
这层光亮炭使砂型不受铁液湿润和难以向砂粒孔隙中渗透,从而得到表面光洁的铸件。
二、铸造用煤粉粒度越细越好吗?在铸铁用粘土湿型砂中加入煤粉,有防止铸件表面粘砂,抑制膨胀缺陷,以及减少气孔等多方面的作用,不仅可以提高铸件的表面质量,而且可以提高铸件尺寸的一致性,改善铸件轮廓的清晰度。
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砂型铸造原材料一、湿型砂材料选用1 原砂在混砂批料中加入原砂的目的是弥补铸造生产过程中砂粒损失,稳定型砂的含泥量不变,冲淡新形成的灰分,稳定型砂的粒度和透气性。
对原砂的品质要求主要存在的问题有以下三个:1.1 铸铁用原砂的SiO2含量底线是多少?上世纪80年代初美国通用公司来华谈合作时,对我国第一汽车厂铸铁件使用SiO2含量只有90%左右的内蒙原砂表示惊讶。
认为应当像美国中西部汽车工业集中地区用密歇根湖的湖砂,SiO2含量为95~96%。
德国的铸铁工厂也曾表示生产铸铁件用原砂最好像Luitpold 工厂那样使用含SiO2 99.6%以上的H33硅砂。
不久前有一位日本工程师认为辽宁某厂的铸铁件表面不够光洁的原因是用了内蒙砂,需要更换SiO2含量更高的原砂。
因为他们用从澳大利亚进口的Flattery 砂,SiO2含量在99%以上。
英国人认为铸铁件用SiO2含量至少应当用类似Chelford砂和Bedford砂SiO2含量96~97%的硅砂。
他们都以自己本国的使用硅砂的SiO2含量来评论中国铸造工厂的铸铁用原砂。
然而我国铸造工厂大多认为比较理想的铸铁用原砂是内蒙等地蕴藏极其丰富的风积砂,SiO2含量约为88~92%。
内蒙砂颗粒形状圆滑,而且SiO2含量适中,不易产生夹砂缺陷。
由于新砂的消耗量大,为了避免长途运输,铸铁工厂都尽量选用就近的砂源。
例如华中一带多用江西砂,SiO2含量大约在87~93%。
华东用江西砂或用SiO2含量大约在95~98%福建砂,河南及邻近地区广泛使用黄河沉积砂(SiO2含量大约只有80~82%)生产汽车、拖拉机、柴油机等铸件并未出现明显缺陷。
为了了解低SiO2含量的原砂对型砂性能和铸铁件品质的影响,清华大学曾进行了试验研究工作[1]。
将黄河沉积砂用药物浮选方法分为石英精砂(SiO2含量96.1%)和长石砂(SiO2含量71.5%),然后按不同比例配制成五种粒度分布和颗粒形状相同,而SiO2含量不同的原砂来进行研究。
结果表明:①低SiO2含量砂在通常的高压造型比压下不致引起明显的颗粒破碎。
高SiO2含量的石英砂则在激热和激冷作用下较易破碎。
②低SiO2含量砂受热膨胀少,变形速度较缓和,高温蠕变能力强,热强度高,因而型砂具有较好的抗夹砂能力。
而含SiO2较高的砂在550~600℃范围内由于石英相变使型砂急剧膨胀,配制成的型砂在此温度下的热强度又处于最低点,较易产生夹砂缺陷。
③原砂的SiO2含量较低时,靠近铸件表面的型砂易烧结熔融,有利于防止铸铁件的化学粘砂。
④原砂中SiO2含量每降低5%,其烧结点约下降50℃,对于浇注温度不过高,壁厚不太大的铸铁件,使用SiO2含量80%左右的原砂的型砂结壳现象可能不明显。
但是,有一机床厂用黄河砂造型,在机床导轨等较厚部位出现烧结层,并未产生粘砂和夹砂缺陷,但型砂烧结形成的砂壳混入回用砂中逐渐积累,有可能引起型砂性能恶化。
笔者曾见到烟台一家新开办的手工造型生产出口平底煎锅的小工厂,铸件表面遍布网状毛刺。
所使用原砂为附近金矿排出的废砂。
估计废砂的矿物成分主要是长石,SiO2含量可能不足70%。
长石的熔点大约只有1100~1250℃,低于铁液的浇注温度。
浇注铁液使砂型表面砂粒严重烧结、收缩和形成网状裂纹。
浇入的铁液钻入裂纹缝隙中,冷却后成为毛刺。
1.2 湿型砂用原砂最适宜的粒度是什么?原砂粒度决定型砂中砂粒的粒度,型砂粒度是将湿型砂洗去泥分和烘干后筛分测定的。
型砂粒度粗细是否适宜由型砂透气性判断。
一般机器造型使用原砂粒度和型砂的砂粒粒度都为70/140(大致相当平均细度70左右),可以保证湿型砂的透气性在70~100之间。
高密度造型方法的砂型紧实度较高,透气条件比一般的振压造型或手工造型差,所用原砂稍粗,型砂透气性也相应稍高一些。
比较理想的高密度造型的型砂平均细度(即AFS细度)为60左右,大致相当于50/140,即集中于70和100目的四筛砂,或者100目偏多的100/50三筛砂。
例如日本日产自动车公司汽缸体铸造用型砂的砂粒平均细度59.2。
美国John Deere公司型砂平均细度58~64。
瑞士GF公司推荐我国第二汽车厂气冲用型砂AFS细度60左右。
日本黑川丰调查8家静压造型线的型砂细度52.1~61.4,平均56.4。
如此型砂的砂粒细度能过保证型砂具有合适的透气性在80~120之间。
例如德国生产大众汽车缸体的Luitpold铸造厂型砂透气性为90~110。
德国Rexroth 工厂要求高压造型为110~135。
德国另一用气冲造型生产灰铁件工厂透气性为95~110。
美国使用SPO高压造型线生产缸体和缸盖的John Deere铸造厂为75~90,通用汽车厂Pontiac铸造厂为100~130。
日本土芳公司调查26条挤压线的透气性平均为108。
但是有些铸造厂透气性数值>160,甚至高达200以上。
其原因是这些工厂所生产铸件具有大量粗粒的树脂砂芯,砂粒的平均细度通常在50左右(大体相当50/100)。
浇注后大量溃散芯砂混入砂系统中而使型砂粒度变粗,而不是故意要求高透气性。
江苏某外资工厂的树脂砂芯用原砂为30/50目,混入型砂中型砂透气性高达230,用射压造型机生产出铸件表面相当粗糙。
为了生产要求表面光洁的出口铸件,只好用全新平潭砂(70/140)专门混制型砂。
1.3 原砂的泥分上限是多少?树脂砂芯用原砂的含泥量越低越好。
研究表明将含泥0.8%的漂洗内蒙砂充分擦洗到含泥0.04%,热芯盒树脂砂的抗拉强度几乎提高一倍。
但是湿型用原砂含有泥分多少似乎并不明显影响湿压强度。
由于批料中原砂的泥分就是不起良好作用的灰分,高泥分原砂使其稳定型砂含泥量和冲淡灰分的作用打了折扣。
例如个别小厂使用未经水洗去泥的毛砂(含泥3.5%左右)混砂,如果混砂加入量10%,则带入型砂的灰分达0.35%。
日积月累使型砂的泥分和灰分不断增高,含水量增大、透气性和韧性下降。
因此原砂的泥分也不可过多。
国外湿砂型用原砂含泥量举例如下:德国Frechen和Haltern 0.1~0.2%,澳洲Flattery 0.2~0.3%,Fremantle 0.1~0.3%,英国Erith0.2~0.3%,Chelford 0.3~0.5%。
笔者认为我国湿型用原砂应当经过认真水洗加工,含泥量不宜超过0.5%。
2 膨润土加入膨润土的目的是使湿型砂具有足够的湿态黏结力和热湿态黏结力。
批料中的膨润土加入量应当尽可能少,以免型砂含泥量过高。
同时也要求膨润土的复用性好和不易烧损成为灰分,不需要向批料中补加较多膨润土。
对膨润土品质最关心的问题有以下几个:2.1 怎样用简单方法鉴别膨润土的黏结力?如今湿砂型的混砂需要加膨润土已经人所共知,但是南方有些铸造工厂将膨润土误称成“陶土”。
膨润土与制造陶瓷产品陶土是两种结晶构造完全不同的黏土矿物。
曾见到一家刚开工的小铸造厂让采购人员买回真正的陶土。
使用后发现砂型强度很低而且开裂。
笔者当时采取的鉴别方法是取10g左右黏土与30ml水放置入茶杯中调和成黏土浆,然后加入0.5g 碱面并搅拌均匀。
陶土加Na2CO3前是稀汤状,加后也不变稠。
钙基膨润土加水后是稀糊状,加Na2CO3后变黏稠膏状。
活化膨润土加水后已经成膏状。
测定膨润土黏结力的准确方法是用实验室小混砂机混合膨润土和新原砂,加水量按照紧实率45±2%控制,冲制标准试样后测定其抗压强度。
更简单的检验方法是测定其亚甲基蓝试剂吸附量,因为膨润土含有的蒙脱石能过吸附亚甲基蓝染料。
将膨润土试料在水中充分分散后,逐渐滴加亚甲基蓝溶液,当吸附量达到饱和后膨润土液中出现游离的亚甲基蓝。
从点滴到滤纸上的液滴痕迹判断吸附的终点。
机械行业标准JB/T 9227-1999《铸造用膨润土和黏土》规定要求配制滴定溶液前必须将亚甲基蓝试剂在933℃烘干至恒重是错误的。
用亚甲基蓝滴定法检验膨润土含量的方法始自美国石油钻井泥浆行业。
美国石油学会标准考虑到所用亚甲基蓝含结晶水数量不完全是分子式中的3H2O,还可能搀杂有少量含2、3、4和5个结晶水的亚甲基蓝。
烘干的目的是测出实际含结晶水量,为了在配制滴定溶液时对亚甲基蓝称取量进行修正。
并不将配制滴定液用亚甲基蓝试剂烘干以免变质。
2.2 天然钠基膨润土与活化膨润土有什么特点?怎样检测膨润土的热湿黏结力?钠基膨润土的优点是型砂热湿拉强度高,铸件不易产生夹砂缺陷;而且热稳定性高,不易烧损。
我国天然钠基膨润土资源较少,品质不够优质。
用碳酸钠加工钙基膨润土而成的“活化膨润土”可以大幅度提高型砂的热湿拉强度,热稳定性也有显著提高。
但是活化膨润土含有较多的碳酸盐,受热发出气体。
有些外资铸造工厂为了减少气孔缺陷,部分使用进口天然钠基膨润土。
天津某厂曾采购到一种价格不高的“天然钠基膨润土”,但怀疑仅为活化膨润土。
笔者建议的最简单的检验办法是取1~2g膨润土浸没入试管内的浓盐酸中,看到陆续出现气泡是碳酸盐与盐酸反应生成CO2气体,表明为活化膨润土。
美国怀俄明天然钠基膨润土的碳酸盐含量要求不超过0.7%,加浓盐酸后发气不明显。
用热湿拉强度仪器能够准确地测定出膨润土的热湿拉强度,从而得出防止夹砂缺陷的能力。
但是在没有可用仪器的条件下,测定膨润土在水中的膨润状况也能大体估计出膨润土的抗夹砂缺陷能力[2]。
将2.0g膨润土在100mL量筒的水中均匀分散,使膨胀成悬浮液,检查静置24h后形成膨润物体积有多少即可表明活化程度。
膨润度、胶质价、膨胀容和自由膨胀量等四种试验方法的主要区别只是所用电介质不同,而测定结果都很接近。
一般钙基膨润土的膨润量不超过20mL,活化膨润土和天然钠基膨润土的膨润量至少40mL。
怀俄明膨润土可达100mL。
随着活化膨润土的碳酸钠加入量增多,膨润物的体积也增大。
但是碳酸钠量达到极限量以后热湿拉强度会下降。
大部分钙基膨润土的极限活化量大约在5%左右,铸铁用活化膨润土的碳酸钠加入量可能在3.5~4%。
并不加入5%以免型砂的混制困难、造型流动性差和浇注后落砂性不良。
膨润量只与型砂的热湿拉强度有关,与型砂的湿压强度无关。
那种认为膨润物量越大,型砂湿态黏结力就越高的观点是错误的。
2.3 膨润土的热稳定有什么实际意义?怎样甪简单试验方法进行评定?膨润土的热稳定性又可称为膨润土的复用性或耐热性,是指经高温金属液加热的膨润土加入水分后,仍然可以吸附水分和具有黏结力,能够反复配制型砂的性能。
膨润土晶体受热而造成一定程度破坏,再加水混合后湿态黏结力将明显下降。
更高温度和更长时间加热后,膨润土的晶体结构完全破坏,就变成没有黏结力的“死黏土(即灰分)”。
受热烧损后形成的灰分大约占膨润土加入量的88~94%。
不同膨润土的晶体结构开始破坏的温度和速度,以及完全破坏的温度有很大差别。