新型水玻璃自硬砂在铸钢生产中的应用
水玻璃自硬砂铸钢件热裂倾向的研究
收稿日期:2002-12-03; 修订日期:2003-03-06作者简介:董选普(1964- ),江苏万年人,副教授,博士.研究方向:铝镁合金的薄壁成形工艺及其快速制造技术.水玻璃自硬砂铸钢件热裂倾向的研究董选普,何大炎,樊自田,陆 浔,黄乃瑜(华中科技大学材料科学与工程学院湖北武汉430074)摘要:在新型改性水玻璃砂造型工艺中,水玻璃加入量为2.5%~ 3.0%,铸钢件产生热裂倾向。
从理论和实践两方面论述铸钢件不产生热裂的原因,为以新型改性水玻璃砂为基础的绿色铸造技术在薄壁铸钢件的应用奠定基础。
关键词:改性水玻璃砂;绿色铸造;热裂中图分类号:TG245 文献标识码:A 文章编号:1000-8365(2003)05-0378-03Stu dy on Hot Tear Trend of Casting Steel Produced by Modified Sodium Silicate SandDON G Xuan -pu,HE Da -yan,FA N Z-i t ian,L U Xun,HU AN G Na-i yu(College o f M aterials Science and Eng ineering,Huazhong U niversity of Science and T echnology ,Wuhan 430074,China)Abstract:T he hot tear trend of castings steel produced by new modified sodium silicate sand under additions of 2.5%~3.0%was studied,and the reasons of steel casting no appearance of hot tear in this conditions was discussed at both theory and practice.It is an essential to apply green foundry technology based on new modified sodium silicate sand in thin w alled steel castings.Key words:M odified sodium silicate sand;Green foundry;H ot tear近几年来,涌现出多种新型水玻璃砂工艺,水玻璃加入量大幅下降,有的甚至降到2.5%[1],机械震动落去铸钢件内部的砂芯已经成为可能,并在生产中得到了验证。
改性水玻璃有机酯自硬砂的试验及应用
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热加工
热 处 理" 锻 压" 铸 造! " # $ $ 年 第 $ 期 # !" ! ! !" # $ % & ’ ! ( ) * + , -. / 0 1 " 2 ( #
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铸! ! 造
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从表中的粒度分布可了解到,适合生产的型砂粒度 , 主要集中在筛孔直径为 #$ %&’ ( #$ &)&** ( %# ( +# 目) 硅砂可使用量占总量的 ,#- ,符合原砂粒度标准。 测原砂粒度 的 目 的 是,原 砂 粒 形 好,粒 度 分 布 集 中,含泥量及微粉含量少,砂粒表面形貌好,有利于型 砂获得高的终强度。 原砂中 ./0& 含量高,砂子的耐火度就高,生产出的 铸件不易粘砂。 ( & ) 原砂含水量测定! 试验中所选用的仪器为 .12 双盘红外线烘干器。经过多次测定得出,原砂含水量在 #$ &- ( #$ %- 之间,符合标准原 砂 的 要 求( 含 水 量 3 #$ ’- ) 。 需注意的是,随着季节的变化,空气中的湿度会有 变化,对原砂的使用会有一定的影响,但只要保证原砂 入厂含水量合格,原砂使用中加以保护,原砂含水量是 可以得到控制的。 测原砂含水量的目的是,型砂中含水量较大时,硬 透性会变差,当超过一定值时,型砂终强度也会下降。
热加工
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水玻璃在铸造生产中的应用
水玻璃在铸造生产中的应用1、概述(1)水玻璃别名泡花碱,是硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂和硅酸季铵盐在水中以离子、分子和硅酸胶粒并存的分散体系。
(2)纯净的水玻璃外观为无色透明的粘稠液体,当含有铁、锰、铝、钙的氧化物时,则带有黄、绿、青灰和乳白等各种颜色。
(3)一般的水玻璃指钠水玻璃,铸造中使用的水玻璃的模数通常为2<M<4。
(4)水玻璃砂加热到800℃以上时具有良好的退让性,能减少铸件的热裂缺陷,但加入量偏高时,浇注后型砂的残留强度高,溃散性差。
2、特点(1)硬化和强化:水玻璃的粘度超过浓度-模数相结合的临界值时便开始趋向硬化,硬化的水玻璃依赖进一步失水而增强,称为强化阶段。
人们采取加热烘气体硬化法、硅铁粉自硬砂等方法促使水玻璃硬化。
干、微波烘干、CO2(2)水玻璃粘结剂的硬化采取强脱水、少反应的原则,来增加粘结强度。
(3)模数的调整:降低水玻璃的模数时,加入NaOH水溶液(质量分数为Cl水溶液(质量分数为10%)或无定10%-20%);升高水玻璃模数时,加入NH4。
也可按比例将高、低模数的水玻璃混合获得一种中间模数的水玻璃。
型SiO2(4)浓度的调整:加热脱水或增水即可。
铸造行业中习惯用密度来反映水玻璃的浓度,常用波美度°Be’来表示。
(5)老化与物理改性:老化指水玻璃存放过程中,其粘度和粘结强度显著下降,凝聚胶化速度加快,其实是内部能量缓慢释放的过程。
通过磁场处理、超声振荡、回流加热、热压釜加热等物理改性消除水玻璃的老化情况。
(6)水玻璃砂溃散剂:多糖类、树脂类、油类、纤维素类、碳质类、无机物类、矿石类等。
)、固体(硅铁粉等)、液体(丙烯酸碳酸酯)。
(7)水玻璃硬化剂:气体(如CO2我国供应嘴普通的MDT系列有机酯为MDT-901(慢酯)、MDT-903(快酯)、MDT-800(极慢)、MDT-Q(极快)。
3、以水玻璃为粘结剂的型砂和芯砂吹气硬化水玻璃砂:根据不同的配比可适用于铸钢件型(芯)砂、铸(1)CO2铁件型砂等。
关于酯硬化改性水玻璃砂工艺在铸钢件中的应用
关于酯硬化改性水玻璃砂工艺在铸钢件中的应用关于酯硬化改性水玻璃砂工艺在铸钢件中的应用海玉虎【摘要】在铸钢生产过程中,酯硬化改性水玻璃是一种比较理想的材料,合理采用酯硬化改性水玻璃砂工藝,能够使水玻璃的加入量降低到3%以下,并明显改善渍散性,而且也可以有效地提升旧砂的回收利用效率。
基于此,论文主要对酯硬化改性水玻璃砂工艺在铸钢构件中的应用进行分析,以供参考。
【关键词】酯硬化改性水玻璃;砂工艺;铸钢;应用【Abstract】In the production process of steel casting,ester hardening modified water glass is a kind of idealized material, and the reasonable application of ester hardening technology of modified water glass sand can reduce the amount of water glass to less than 3%,and obviously improve the dispersion,but also effectively improve the recycling efficiency of old sand. Based on this, the paper mainly analyzes the application of ester hardening technology of modified water glass sand in cast steel members, for reference.【Keywords】ester hardening technology of modified water glass sand; cast steel; application1 引言对于铸钢生产来说,造型工序在其中占据着非常重要的地位,其会对铸钢件的生产质量、生产效率以及生产成本产生直接的影响。
水玻璃 砂型 强度
水玻璃砂型强度
水玻璃是一种无机胶凝材料,主要由硅酸钠和硅酸钾组成。
它
在砂型铸造中被用作粘结剂。
砂型是一种常见的铸造模具,用于制
造金属铸件。
水玻璃在砂型中的主要作用是粘结砂粒,形成坚固的
铸造模具。
在砂型铸造中,砂型的强度是非常重要的。
砂型的强度直接影
响着铸件的表面质量、尺寸精度和制造效率。
水玻璃作为砂型的粘
结剂,会对砂型的强度产生影响。
首先,水玻璃可以提高砂型的抗压强度。
通过与砂粒反应形成
硅酸钠或硅酸钾胶凝物质,使砂粒之间产生结合力,从而增强砂型
的整体强度,提高其抗压能力。
其次,水玻璃还可以影响砂型的耐火性能。
水玻璃在高温下会
发生水解反应,释放出水分和二氧化碳,形成硅酸盐胶凝物质,这
种物质具有一定的耐火性,可以提高砂型在铸造过程中的抗热性能。
此外,水玻璃的粘结性能也会对砂型的强度产生影响。
适当的
粘结性能可以确保砂型在铸造过程中不易破裂或变形,从而保证铸
件的成型质量。
总的来说,水玻璃在砂型铸造中扮演着重要的角色,它通过提高砂型的抗压强度、耐火性能和粘结性能,来保证铸件的质量和生产效率。
因此,研究水玻璃在砂型中的应用特性,对于提高铸造工艺的稳定性和铸件质量具有重要意义。
水玻璃砂应用于铸铁件的生产
水玻璃砂应用于铸铁件的生产
史建平
【期刊名称】《金属加工:热加工》
【年(卷),期】1990(000)012
【摘要】目前国内在手工造型单件、小批量铸铁件生产中,大部分砂芯多采用粘土砂。
对于形状复杂、尺寸较大的砂芯即使烘干,仍感强度低、易变形、难于保证铸件质量。
水玻璃砂虽然具有强度高、不易变形、成本较低等优点,但因容易粘砂和溃散性差,因此很少在铸铁件生产中用来制芯。
然而,我们
【总页数】3页(P13-15)
【作者】史建平
【作者单位】郑州铝厂机械厂铸铁车间
【正文语种】中文
【中图分类】TH16
【相关文献】
1.酯硬化水玻璃砂工艺在烟机铸铁件生产中的开发应用 [J], 郑根甫;杨宏斌;宁国昌
2.水玻璃砂工艺生产球墨铸铁件提高铁液利用率的几项措施 [J], 熊星之
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4.一种优质铸铁件水玻璃砂型负压重力铸造技术 [J], 李惠琪;王一诚;刘邦武;陈颢;张丽民
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铸钢用几种自硬砂综述
生产薄壁类铸钢件用几种自硬砂工艺综述生产铸钢件可供选择的型砂工艺有:呋喃树脂自硬砂工艺、碱性树脂自硬砂工艺、pepset 法自硬砂工艺、新型水玻璃自硬砂工艺。
这四种自硬砂工艺的基本情况如下:一、四种自硬砂工艺的概述(一)呋喃树脂自硬砂工艺1、工艺主要优势(1)铸件表面质量和尺寸精度高。
(2)型芯溃散性好,铸件落砂清理容易。
(3)旧砂干法再生回用容易,回用率高(≥90%)。
这些优点使该工艺在铸件生产中得到大面积推广应用,尤其是铸铁件的生产。
2、工艺缺点多年的理论研究和生产实践表明,用呋喃树脂砂工艺生产铸钢件有难以解决的技术难题。
(1)呋喃树脂砂热膨胀系数大,高温退让性差,铸件易产生裂纹,尤其是薄壁、壁厚差较大,结构复杂的铸钢件。
(2)粘结剂系统含S、N等有害元素,易造成铸件表面渗硫,造成表面微裂纹,以及N导致的气孔或皮下气孔。
(3)型砂发气量较大,铸件易出现气孔缺陷。
(4)混砂、造型、浇注、落砂、清理过程中产生SO2、CO等有害气体,污染作业环境。
正是由于上述一些原因,导致某些工厂不能把所有产品都使用呋喃树脂砂生产,而保持呋喃树脂砂、水玻璃砂(粘土砂、碱性树脂砂)并行的状态,造型管理、生产上的诸多不便。
呋喃树脂砂生产线有的因铸件废品率多、生产成本高已闲置,有的生产线已改造成新型水玻璃自硬砂生产线或碱性树脂砂生产线。
针对呋喃树脂砂工艺的不足,国内外专家进行了多年研究,推出改性呋喃树脂,并在生产过程中采取多项工艺措施(如冷铁等),但未收到明显实效。
综上所述,呋喃树脂砂工艺用于铸钢件的生产不是一种好的选择,生产薄壁、结构复杂、易产生裂纹、气孔类缺陷的泵、阀、机车类铸钢件则更不可取。
(二)碱性树脂自硬砂工艺1、工艺优势(1)铸件表面质量和尺寸精度高,铸件综合质量优良。
(2)粘结剂系统不含S、P、N等有害元素,可防止因这些元素引起的铸件缺陷。
(3)具有独特的高温硬化特性,可显著减少铸钢件的热裂缺陷。
(4)固化剂参与硬化反应,型砂硬化性能好,可调性强。
新型水玻璃自硬砂技术的最新进展和应用现状
新型水玻璃自硬砂技术的最新进展和应用现状沈阳汇亚通铸造材料有限公司:刘洪涛、尹德英前言:水玻璃自硬砂(即液态有机酯自硬水玻璃砂)开始于上世纪70年代的美国,上世纪80年代后逐步在我国推广应用。
近年来该工艺在广大铸造界同仁的不懈努力下,无论在基础理论研究、还是原辅材料、工艺技术和装备制造几个方面都取得了突破性的进展,基本上解决了水玻璃砂工艺:溃散性差、旧砂再生困难两大难题,使新型水玻璃自硬砂工艺成为实现绿色清洁铸造生产的型砂工艺之一。
一、新型水玻璃自硬砂技术的发展新型水玻璃自硬砂是在普通酯硬化水玻璃自硬砂基础上发展起来的,是水玻璃砂的换代产品,是第三代水玻璃砂的代表。
这里简略说明一下,依工艺性能的优劣对三代水玻璃砂的划分:第一代水玻璃砂:以CO2硬化水玻璃砂为代表,包括为改善水玻璃砂的溃散性加入各种溃散剂的水玻璃砂、CO砂、以粉状硬化剂为主体的自硬砂(硅酸二钙、硅铁粉、赤泥、铬矿渣、各种水泥、氟硅酸钠……)、加热硬化水玻璃砂。
第二代水玻璃砂:普通酯硬化水玻璃自硬砂微波硬化水玻璃砂真空CO2硬化水玻璃砂第三代水玻璃砂:以新型水玻璃自硬砂为代表,包括个别酯硬化改性水玻璃自硬砂。
近年来,随着我国铸造界的科技人员对水玻璃砂基础理论(水玻璃老化、增强改性、旧砂再生)研究的突破,对解决水玻璃砂两大难题(溃散性差、旧砂再生难)的理论认识有了重大进展。
并在如下关键技术上取得了重大突破或进展:①新型高性能改性水玻璃黏结剂的产生和商品化通过使用高质量的原材料来生产高品质的水玻璃黏结剂(纯度高、杂质少),并对水玻璃黏结剂进行物理或化学改性,研制出强度高、性能好且稳定(抗湿性好、砂型的表面稳定性高,不易老化等)、适应范围广、可调节性强的新型水玻璃黏结剂。
如我公司自主研制开发的HYT-S系列六种牌号的新型改性水玻璃可满足不同生产条件下的工艺要求,使用该水玻璃生产时,水玻璃的加入量为1.8%-3.0%。
现已在国内几十家铸造企业中应用并得到广泛好评。
水玻璃砂型铸造技术研究及应用新进展
水玻璃砂型铸造技术研究及应用新进展摘要:本文分析了水玻璃砂铸造技术在国内外应用与研究的最新进程。
研究的内容有水玻璃粘结剂抗吸湿改性技术、水玻璃砂微波加热固化技术,以及水玻璃砂的发展前景等。
通过逐步解决水玻璃砂的旧砂的回收利用和抗潮性等问题,成功研制出硅酸钠砂微波加热固化工艺方法、新型水玻璃粘结剂材料,使水玻璃砂的绿色清洁生产成为可能。
关键词:水玻璃砂;铸造技术;应用新进展自1947年捷克引入水玻璃砂以来,砂的脱模、硬化、压缩和混合都比粘土砂简单,大大提高了生产效率、尺寸精度和砂的强度。
我国从50年代开始采用,铸钢的主要砂型很快成为重要。
固化后脱模、固化速度快、注射时不产生有害气体、货源方便、价格低廉、强度高、不污染环境、铸造精度高是水玻璃砂的主要优点。
旧砂回用困难、铸件清理困难、分散性差、残余强度高是水玻璃砂主要缺点。
人们曾对崩解剂进行过广泛研究,以改善水玻璃砂的崩解,但收效甚微。
树脂砂具有优异的崩解性能,但在高温下会产生有害气体污染环境,而且其成本是水玻璃砂的10~20倍。
所以,水玻璃砂的研究又被广大铸造工作者重新关注,包括水玻璃砂的真空置换硬化方法、改性处理、“老化”现象,及其有机酯水玻璃不燃砂的研究。
一、水玻璃砂微波加热硬化技术微波固化水玻璃砂也具备需要优点,例如易于控制、节能高效、加热均匀、升温速度快等。
水玻璃固化方法经过了很多阶段,例如微波固化、液态有机油脂固化、二氧化碳固化、普通热固化、粉末固化等,有很好的开展前景。
然而,水玻璃砂的微波固化很难投入实际使用,由于水玻璃砂芯固化后吸湿性高,模具材料要求高。
以此,华中科技大学、内蒙古工业大学、重庆大学等,研究了微波固化水玻璃砂技术。
初步研究了水玻璃砂的工程应用方案及微波加热技术,以及初步试验了水玻璃砂的崩解性能和微波固化性能。
在国家自然科学基金的支持下,华中科技大学微波固化水玻璃砂的特性进行了系统分析,对水玻璃砂微波固化的实用系统进行了构建。
生产铸钢件用几种自硬砂工艺综述
( h n a gH iao gF u dn aei o , t ,S e yn 1 1 1 C ia S ey n uy tn o n igM tr l .L d h n a g1 0 4 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ hn ) aC
Ab t a t Th d a a e n ia v n a e f s l h r e i g s n u h a u a e i sr c : e a v nt g s a d d s d a t g s o e f a d n n a d s c s f r n r sn, b sc r s n e t p — a i e i a d n w y e n
摘 要 : 绍 用 于 生 产 铸 钢 件 的 呋 喃 树 脂 自硬 砂 、 性 树 脂 自硬 砂 和 新 型 水 玻 璃 自硬 砂 , 述 各 型 砂 工 艺 的 优 缺 点 , 高 温 性 能 介 碱 叙 从
和发 气性检 测 看 , 序 结果 当属 水 玻璃 自硬 砂 最佳 。由 于在 铸 件 品质 、 排 生产 成 本 以及 环 保 等诸 方 面具 有优 势 , 用势 头 强劲 应
s du ic t o d d s n r n r d c d o imsl ae b n e a d a e ito u e .Ba e n t er s l fhg e p r t r r p rya d g se ou in ts . i sd o h e u t o ih t m e au e p o e t n a v lt e t s o
生 产 铸 钢 件 可 供 选 择 的 型 砂 工 艺 有 : 喃树 脂 自 呋 硬 砂 、 性 树 脂 自硬 砂 和 新 型 水 玻 璃 自硬砂 。 碱
铁路货车铸钢件新型酯硬化水玻璃砂造型工艺实践
钢 件 埸 产 牛 气 孔 、 裂 纹 等 缺 i;f1的 难 题 , 仃 效地 提
高 J,铁 路 货 牟 铸 钢 件 的 质 。
1.2新 型酯硬 化水 玻璃砂 造型 、制 芯工 艺要求
造 用 新 酯 硬 化 水 玻 璃 砂 艺 比 : 靳
砂 1 5% ~30% , 114砂 ff;牛 砂 70% ~ 85% : 水 玻 璃
Abstract:AS to a new type of ester—hardened water glass sand.its essentia1 featul’es.m olding and corelnaking processes.and constituents of production 1ine w ere introduced.The factor iI1fluenciI1g m oulding process w ith the ester—hardened water glass sand were analyzed.It was proved in the production practice that m any type of goods train steel castings carl be produced by single—box casting w ith the ester hardened w ater glass sand.and w ill have stable quality and be w el1 used. K eywords:goods tl‘ain:steel casting:ester—hardened water glass sand
2.5%~ 3.0%: ㈨ 化 剂0.40% ~ 0.42% 。制 芯 川 新 酯 硬 化 水 玻 璃 砂 I 艺 比 : 新 _f沙100% ; 水玻 璃
(整理)水玻璃有机脂自硬砂的研究
水玻璃有机脂自硬砂的研究一、前言:在单件小批量的铸件生产中,我国应用自硬型砂工艺来改善手工造型工人的劳动条件,提高劳动效率,改善铸件质量,取得了积极的成果,我国从七十年代初期开始,便对水玻璃自硬砂着手研究开发。
根据我国长期来在铸钢生产中应用这种自硬砂的体会,认为水玻璃有机脂没有呋喃树脂砂所存在的那么严重的环保,价格,气孔缺陷,铸钢增碳等问题,而且适应性强。
二、影响硬化反应的因素:水玻璃有机脂自硬砂是以石英砂(或其它特种砂)为原砂,水玻璃为粘结剂,易水解的液状有机脂为硬化剂的自硬性型砂。
影响水玻璃有机脂硬化反应的因素很多,其中主要有三个因素,有机脂的种类、水玻璃模数、环境温度。
1、脂的种类的影响有机脂的种类很多,它们的化学性又大不相同,与水玻璃之间硬化反应的速度相差悬殊,据有关资料介绍可以快到几分钟,慢到几小时,这样就可以根据生产需要,选用不同速度的硬化剂搭配。
为了解决冬季MDT-901硬化反应过慢的问题,在MDT-901中加入适量的1#调节脂,硬化反应速度显著加快,表1是采用2.6模数水玻璃的对比试验数据。
2、水玻璃模数的影响试验证明水玻璃模数越高,硬化反映速度越快。
表2是不同模数的水玻璃硬化反应的数据。
混合脂和MDT-901硬化反映速度对比(其它条件相同)表13、环境温度的影响系统温度是大多数化学反应的条件之一,造型是在敞开的条件下操作,所以环境温度——气温对硬化反应速度的影响很大,为适应生产需要,低温季节必须使用硬化调节脂(见表1)表3数据说明温度对硬化反应的影响。
表2:不同模数的水玻璃硬化反应速度对比表3:不同季节相同配方的型砂硬化反应速度对比三、原材料及配方工艺原材料及配方工艺(一)原材料1、原砂水玻璃有机脂自硬砂对原砂的要求不象树脂砂那样苛刻,当然粒形比较好、灰、粉少,粒度分布好的原砂,水玻璃加入量可经减少,我们原则上规定,作为面砂的石英砂,其成分级别在2S以上粒度为5#(40/70或45/75目),水分含量<1,过去在生产中应用江、浙一带的人工石英砂、粒形和灰、粉含量均不够理想,因而水玻璃加入量较多,一般为原砂量的1.5%左右,采用粒形好,粉尘少的海砂,水玻璃加入量为原砂的.3%。
新型酯硬化水玻璃自硬砂工艺应用研究
2 试 验 结 果 及 分 析
影响新 型酯硬 化水 玻璃 自硬 砂工 艺性 能 的 因素主
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要 有 :原 砂种 类 、水玻 璃种 类及 加入 量 、酯 的种类 及
首 先在试 验室 条件 下进 行工 艺性 能试 验 ,找 出各
收稿 日期 :20 — 2 2 收到初稿 ,2 0 — 2 2 收 到修订稿。 05 1— 1 06 0 — 2 作者简介 :伊淑莲 ( 5 一) 1 8 ,女 ,山东高密人 ,高级工程 师,主要从事造型材料应用研 究。E m i sl y 2 . m 9 -a- h i I 6o l n @l c
摘要: 针对C O 水玻璃砂和呋喃树脂砂铸造X 艺中易产生气孔、裂纹和砂眼等缺陷,采用先进的新型水玻璃和配套的 -
专用 酯为固化剂 ,经大量工 艺试验和 生产应用表明,水玻璃加入量控制在 2 %~3 %,酯加入量控制在 1 %~l % , . 0 . 0 0 5 能够满足铸钢件生产对型芯砂性能的要求 ,可 以明显减 少铸件缺 陷,提高铸件质量,降低成本 ,改善作业环境。 ・
寸精度 和表 面光 洁度 有 了很 大提 高 。然而 ,随着水 泵
产 品更 新换 代 。向高 、精端 挺进 ,对 铸件 的 内在质 量
及 外观 质量 都提 出 了越来 越高 的要求 ;该 厂部 分铸 件
因工 艺 因素造成 的气 孑 、裂纹 等铸 造缺 陷也逐 渐暴 露 L
出来 。
新 型酯 硬 化 水玻 璃 自硬砂 以其 优 良的工 艺性 能 、
粘度
密度
模数 抗拉强度
水玻璃 熔模铸造 埋砂的作用
水玻璃熔模铸造埋砂的作用
水玻璃在熔模铸造中用作粘结剂和固化剂,其主要作用是在熔模铸造过程中固化砂芯和砂型。
熔模铸造是一种先进的铸造工艺,通过在砂型中加入水玻璃,然后用二氧化硅砂粉固化,形成高强度的砂型和砂芯。
水玻璃在这个过程中发挥着至关重要的作用。
首先,水玻璃可以提供粘结作用,将砂粒黏结在一起,形成坚固的砂型和砂芯。
这种粘结作用可以确保砂型和砂芯在浇铸过程中不会破裂或变形,从而保证铸件的形状和尺寸精度。
其次,水玻璃还具有固化作用,可以使砂型和砂芯在固化后具有足够的强度和硬度,以承受浇铸过程中的压力和热量。
这样可以确保铸件表面的光洁度和精度,提高铸件的质量和表面完整性。
此外,水玻璃还可以提高砂型和砂芯的抗温性能,使其在高温下也能保持稳定的结构和形状,从而适应复杂的铸造工艺要求。
总的来说,水玻璃在熔模铸造中的作用主要包括提供粘结和固化作用,保证砂型和砂芯的稳定性和强度,从而确保铸件的质量和
精度。
这些作用使得熔模铸造成为一种高精度、高质量的铸造工艺,被广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。
改性水玻璃有机酯自硬砂在出口铸钢件上的应用
改性水玻璃砂生产的铸件
普通水玻璃砂生产的铸件
尺寸 经检验,尺寸精度等级可达到 13-14 级。
UT/MT 经检验铸件内部无缩孔、气孔。
旧砂利用 旧砂再生后,可当面砂(加入面砂 80%)使用,旧砂总使用量可达
90%左右。
小结
优点
1.改性水玻璃砂在铸钢件上的使用,易于操作,铸造工艺与普通水玻璃砂铸造相
同。
L-04 和 L-10 配比 1:1 可使用时间 6 分钟(800KG 混砂机)
说明:从加水玻璃开始到出砂制芯(型)6 分钟型(芯)砂就开始固化,满足型
芯制作时间。
2.8 芯砂混制 芯砂:砂子干混 10 秒+有机脂混制 20 秒+水玻璃混制 30 秒出砂制芯 45 分钟后砂
芯满足起模要求
2.9 型砂混制 型砂:砂子干混 10 秒+有机脂混制 20 秒+水玻璃混制 30 秒出砂制芯 45 分钟后砂
序号 粘度 25℃ 密度 25℃ Fe% 水不溶物 模数
mPa.s
备注
1
≤350 1.40-1.56 0.05
0.2
2.3
新砂
2
≤350 1.40-1.56 0.05
0.2
2
再生砂
5. 有机酯技术指标要求
序号
粘度 25℃
型号 密度 25℃
游离酸% 酯含量% 使用条件
mPa.s
1
L1 1.15-1.23 ≤100 ≤0.5% ≥97 夏天大件
芯满足起模要求
2.10 结论
使用上述改性水玻璃有机酯自硬砂生产铸钢件,可满足公司造型、制芯合箱
生产需求。
2.11 生产过程
混砂 如同 2.6
造型 如同普通水玻璃砂造型(芯),20-40 分钟起模。
自硬砂铸造装备的发展和应用
开 发 制造 出来 。并 投入 市 场 。其 他 大 吨 位振 实
台 、大 吨位 的四导柱翻 转起模机 、液压全 自动合
叶 片转 速 总装 机 动 率
4 5p 0 rm 9k 5 w
箱机组 、有箱 或无箱合 箱机械 手 、大型涂 料流涂
化剂 通过 改 变其各 自的用 量 ( 总量 不 变 ) ,使砂
寸 船
珀
卜
型 ( )的固化和强 度达到 合理 芯
、
稳定 。
②大吨位移动式混砂机台车技术
大吨位移 动连续式 混砂机 台车载重量 大 ,布 置 设备 多 ,为 了保 证车架 的高强度 和高 刚性 ,对
果跨上 了一个新 台阶 .为我 国铸造 I 砂 的 “ 能 1 9 节 减排 ” .并 建立 “ 环境友好型社会 ”做 出了新 的贡 献 。此外 ,国产铬矿分离设备也 已经投 产使用。
2 百 吨 自硬 砂 “ 砂 王 ”—— 1 O/ 混 O th升 降、移 动、连续 式混砂机
工 、船 舶 、工程 机械等 的发展 。对铸 件生产 提 出
。
在 2 0一 6 t 2 t2 0 ;台面尺 寸 8 0 mmx 0 0 00 7 0 mm 甚 至 更大 ;激振 力 1 0 Nx 6 k 4,也 有 另一 种采 用 数 十甚至 成百个气动振 子作振源 的振 实台 ,结 构上 稍复杂 。
工 业 标 准
化
特 别 的关注和加强 。
相 对稳 定 ,尤其 对 土 建基 础 的动 载 影 响相 对 较
小 的特点 。
统 .即 A+ 固化剂 液料 智能 控 制 系统 已经 进入 B 实用 阶段 。所 谓 A+ 固化剂 是指 两 种不 同 性质 B ( 例如 不 同酸度 或 不 同固化 速度 的快 慢酯 )的 固
水玻璃有机脂自硬砂的研究.(DOC)
水玻璃有机脂自硬砂的研究一、前言:在单件小批量的铸件生产中,我国应用自硬型砂工艺来改善手工造型工人的劳动条件,提高劳动效率,改善铸件质量,取得了积极的成果,我国从七十年代初期开始,便对水玻璃自硬砂着手研究开发。
根据我国长期来在铸钢生产中应用这种自硬砂的体会,认为水玻璃有机脂没有呋喃树脂砂所存在的那么严重的环保,价格,气孔缺陷,铸钢增碳等问题,而且适应性强。
二、影响硬化反应的因素:水玻璃有机脂自硬砂是以石英砂(或其它特种砂)为原砂,水玻璃为粘结剂,易水解的液状有机脂为硬化剂的自硬性型砂。
影响水玻璃有机脂硬化反应的因素很多,其中主要有三个因素,有机脂的种类、水玻璃模数、环境温度。
1、脂的种类的影响有机脂的种类很多,它们的化学性又大不相同,与水玻璃之间硬化反应的速度相差悬殊,据有关资料介绍可以快到几分钟,慢到几小时,这样就可以根据生产需要,选用不同速度的硬化剂搭配。
为了解决冬季MDT-901硬化反应过慢的问题,在MDT-901中加入适量的1#调节脂,硬化反应速度显著加快,表1是采用2.6模数水玻璃的对比试验数据。
2、水玻璃模数的影响试验证明水玻璃模数越高,硬化反映速度越快。
表2是不同模数的水玻璃硬化反应的数据。
混合脂和MDT-901硬化反映速度对比(其它条件相同)表13、环境温度的影响系统温度是大多数化学反应的条件之一,造型是在敞开的条件下操作,所以环境温度——气温对硬化反应速度的影响很大,为适应生产需要,低温季节必须使用硬化调节脂(见表1)表3数据说明温度对硬化反应的影响。
表2:不同模数的水玻璃硬化反应速度对比表3:不同季节相同配方的型砂硬化反应速度对比三、原材料及配方工艺原材料及配方工艺(一)原材料1、原砂水玻璃有机脂自硬砂对原砂的要求不象树脂砂那样苛刻,当然粒形比较好、灰、粉少,粒度分布好的原砂,水玻璃加入量可经减少,我们原则上规定,作为面砂的石英砂,其成分级别在2S以上粒度为5#(40/70或45/75目),水分含量<1,过去在生产中应用江、浙一带的人工石英砂、粒形和灰、粉含量均不够理想,因而水玻璃加入量较多,一般为原砂量的 1.5%左右,采用粒形好,粉尘少的海砂,水玻璃加入量为原砂的.3%。
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新型水玻璃自硬砂工艺在铸钢生产中的应用
一.前言
目前国内外冷凝自硬砂工艺主要分为二大类-无机类粘结剂以水玻璃砂工艺为主,有机类粘结剂以呋喃和碱性酚醛树脂砂工艺为主。
以上二大类自硬砂工艺在二十世纪下半期至今在全世界铸造业应用并不断成熟完善。
但此二种工艺在性能上各有特点,也存在问题。
特别在铸钢、合金钢件的铸造时有明显工艺上的不足。
CO2硬化水玻璃加入量高(一般为7%~8%),砂的残留强度高,溃散性差,旧砂再生回用困难。
有机粘结剂树脂砂工艺的出现,在一定程度上解决了CO2水玻璃砂的固有缺陷,但碱性酚醛树脂成本高,呋喃树脂砂易出现铸件裂纹、气孔等缺陷。
水玻璃“新三法”(VRH、微波烘硬、有机脂)的问世,使水玻璃的加入量降低了一半,溃散性大有改善,但新“三法”在工艺上存在着一定的缺陷,VRH法因设备投资大及铸件尺寸受真空室限制;微波烘硬法因铸型吸湿性强及电微波转化率低;回用砂率综合性能差等缺点,严重制约了水玻璃砂的发展。
随着水玻璃基础理论研究的不断进展,水玻璃砂溃散性差和旧砂再生困难等缺点并非水玻璃的固有特性。
它来源于对水玻璃化学和胶体化学认识不足和使用不当(1)。
目前国内以沈阳汇亚通铸造材料有限责任公司等单位在这方面的研究取得了领先。
他对普通水玻璃进行一系列化学和物理改性及电离子架接,研制开发了新型水玻璃和专用酯类固化剂自硬砂工艺,为水玻璃砂的第三次中兴产生了质的飞跃。
二.新型水玻璃酯硬砂工艺的应用
我公司年产阀门承压铸钢件2000余吨,产品以单价小批量为主,壳体主要壁厚10~60mm,且薄件居多。
材质牌号有普通碳素钢,耐热耐高温铬钼钢、铬钼钡钢及各种耐酸不锈钢。
其中有30%是电站阀门铸件,有20%左右是出口阀门配套铸件。
因此,对造型工艺及材料要求相当苛刻。
我们于2000年下半年开始对原粘土砂工艺进行技术改造,要求采用新工艺、新材料,以低成本高质量满足当前生产及市场竞争的需要,在选择工艺方案阶段,我们对普通水玻璃自硬砂,呋喃树脂自硬砂及新型水玻璃自硬砂三种砂型工艺,分别在不同材质、不同品种的阀门铸钢件上进行了工艺试验,试验用原砂为福建平潭优质擦洗硅砂,粒度为40/70目,SiO2含量≥96%,含泥量和含水量分别≤0.5%,角形系数≤1.25%,试验及技术经济分析结果如表1所示。
表1三种自硬砂工艺技术经济对比
工艺
普通水玻璃自硬砂
呋喃树脂自硬砂
新型水玻璃自硬砂
硬透性好,硬化时间可调
工艺配比
4%
1.0%~1.2%
1.8%~
2.5%
占粘结剂量12%~15%
占粘结剂量50%~60%
占粘结剂量15%~20%
材料单价(元/吨)
水玻璃-800
固化剂-1700
树脂-12600
固化剂-3400
水玻璃-2100
固化剂-1700
注-新砂成本210元/吨,再生砂成本为新砂成本的三分之一即70元/吨
从表1可见,新型水玻璃自硬砂工艺具有成本低,操作方便,铸件表面质量好,无毒无污染,发气量低,热裂倾向小,旧砂回用率高,特别对单件小批量、薄壁易裂的合金钢件,更具有突出的经济和社会效益。
综上所述,从适用性、经济性考虑,我们选择了新型水玻璃自硬砂工艺,于2000年下半年建成了水玻璃自硬砂生产线,工艺流程;
三.辅材料物理性能对新型水玻璃自硬砂硬化特性的影响
1.原砂
虽然新型水玻璃自硬砂工艺对原砂的要求相对树脂砂的敏感性要小,但必须象对待树脂砂一样,选用优质原砂。
选择粒形好、粉尘少的原砂是降低水玻璃加入量是关键,因旧砂能再生回用,原砂成本可在再生中扣除。
因自硬砂是水解反应,型砂中含有少量水,可加速型砂硬化速度,后期强度还稍有提高,但原砂水份不能过高,否则强度会下降,这是由于硅胶的凝变得迟缓。
一般原砂水份控制在0.3-0.5左右。
原砂温度对超过42℃时,混砂时就开始硬化,可使用时间极短,表面稳定性很差。
因此,对经烘干或回用的原砂必须冷却后才能使用。
2.新型水玻璃
新型水玻璃是在普通水玻璃的基础上通过一系列的化学和物理改性和电离子架接而成。
它具有高强度、低粘度的特性,它比普通水玻璃的强度提高30%左右。
水玻璃的粘度决定着粘结剂在砂粒表面流动的难易程度,在模数、密度、温度相同的情况下,水玻璃的粘度越低,它的湿润角最大,表面张力最小,使水玻璃粘结膜在短时间内较好地包覆砂粒表面,提高型砂的强度,从而使水玻璃的加入量大大减少。
另外水玻璃的粘度低,配比时定量准确,容易组织流水线生产。