垂直分型射压造型线型砂质量控制及生产应用

垂直分型射压造型线型砂质量控制及生产应用

在粘土砂铸造生产过程中，型砂是关键，其性能操纵得好与坏，质量稳固与否，将对铸件质量产生庞大的阻碍。我公司的造型线为ZZ416垂直分型射压造型线，铁液采纳中频电炉熔炼，铸件以薄壁铸铁（灰铸铁和球墨铸铁）件为主，产品包括汽车零配件、管道件、阀门件等。我公司通过多年生产实践，在型砂质量操纵方面做了大量工作，并取得了良好成效。

1原材料质量要求

1.1原砂

选用河北围场擦洗砂，含泥量<1.0%,SiO2>85%，原砂粒度70/140目。由于垂直分型射压造型属高密度造型，为减少砂型受热膨胀，幸免因砂粒受挤压从砂型表面脱落而引起铸造缺陷，粒度要求不宜过于集中，原砂最好采纳4筛集中率85%以上，主峰筛（100目）量操纵在40%以内。新砂补加量在5%以下。

1.2煤粉

煤粉灰份应<10%，煤粉含灰量过高，使得型砂含泥量增加，阻碍型砂使用性能。含硫量≤1.5%；煤粉粒度≥95%以上的颗粒通过140目筛，同时煤粉不承诺有大颗粒存在，因其在浇注过程中遇金属液燃烧时刻长，阻止铁液靠近型壁，待铁液凝固后，便会造成铸件表面凹坑，阻碍铸件表面粗糙度。挥发分的高低是衡量煤粉质量好坏的要紧指标之一，好的煤粉挥发分含量较高，浇注时，型腔内易形成还原性气体，析出大量的光亮碳，提升铸件的外观质量。但挥发分超过40%，型砂发气量增大，铸件易产动气孔、浇不足等缺陷。因此，挥发分一样在30%-38%。

1.3膨润土

选用钠基膨润土。湿压强度≥120kPa，吸蓝量（g/100g）≥38，粒度过200目≥90%。

2型砂性能质量操纵

2.1湿压强度

如果型砂湿态强度不足，在起模、搬运砂型、下芯、合型等过程中，砂型有可能破旧和塌落；浇注时砂型承担不住金属液的冲刷和冲击造成砂孔缺陷，甚至铁液泄漏。一样用湿压强度来表示型砂湿态强度，一样操纵在150-200kPa。

2.2透气性

型砂的透气率不可太低以免浇注过程中发生呛火和铸件产动气孔缺陷，但绝不能明白得为型砂透气率越高越好。因为透气率过高表明沙粒间孔隙较大，金属液易于渗透而造成表面粗糙，还可能产生气械粘砂。湿粘砂的透气率按照浇注金属的种类和温度、铸件的大小和壁厚、造型方法、型砂的发气量大小等决定，一样操纵在90-160。

2.3紧实率和含水量

紧实率和含水量是衡量型砂综合性能的重要参数。湿型砂水分一定要适中，否则膨润土未被充分润湿阻碍混砂，进而导致造型起模困难且砂型发脆易碎、表面耐磨强度低，铸件易产生砂眼和冲蚀缺陷。

一样紧实率操纵在32%-40%，最佳34%-38%。高密度造型用型砂含水量在2.8%-3.8%。型砂的紧实率/含水量比值一样在10-12。

2.4含泥量

高密度造型最理想的铸铁用型砂含泥量（含煤粉）为10%-13%，不应≥14%；理想的旧砂含泥量为8%-11%，不应≥12%。

2.5有效粘土

型砂的有效膨润土是指全部仍旧具有粘结能力的膨润土。一样高密度造型的有效膨润土操纵在6%-8%。

2.6有效煤粉量（燃损）

煤粉高温下气相分解，在砂粒表面沉积形成“光亮碳”，防止铸件表面粘砂，提升铸件表面质量。如果型砂中有效煤粉含量过高，同时型砂透气性又较差，因型腔内气体量增大，铸件易产动气孔、冷隔、浇不足等缺陷。为此大多数铸造企业通过测定型砂及附加物的发气量，运算有效煤粉含量，一样操纵在3.0%-4.5%。

按照我们的体会并参照其他企业做法，我们将测定有效煤粉含量的方法改为测定型砂挥发分。挥发分的测定时将样砂放入的坩埚并置于马弗炉内，在649℃下煅烧1h后称重测得。现场通过型砂挥发重量的变化来操纵有效煤粉含量更切合实际，测发气性不是专门准确，缘故是型砂中有机物（砂芯）等也是发气的，不易辨论。一样型砂挥发分含量操纵在2.0%-3.0%（质量分数）。

2.7粒度

型砂粒度直截了当阻碍透气性和铸件表面粗糙度，但原砂粒度并不能代表实际型砂中砂子的粒度，因为在铸造过程中部分砂粒可能破裂成细粉，另一部分可能烧结成粗粒，而且不同粗细的砂芯溃碎后也会混入旧砂，因此应将测定含泥量的型砂用筛分法测定粒度，一样型砂粒度AFS值操纵在55—65。

2.8回用砂（旧砂）质量操纵

回用砂的降温：因垂直分型造型线为造型、浇注连续作业，回用砂反复循环使用，其温度的高低将直截了当阻碍型砂的温度，从而阻碍型砂的整体性能：其一，热砂有粘贴在较冷料仓壁的倾向并形成料斗缩管，使系统砂中只有少部分被频繁使用，砂的周转率增加速度，使系统砂中只有少部分被频繁使用，砂的周转率增加速度，使砂温进一步升高；其次，热型砂与模具接触，由于水分凝聚而粘结在一起，脱模时造成型腔表面粗糙及砂粒松散；其三，砂温越高，砂型水蒸气压越大，砂型表面的水分蒸发速度越快，风干现象越严峻，风干后的型砂强度更低，浇注时铁液冲刷型腔内的风干砂导致铸件产生砂眼缺陷。因此如何降低回用砂温度，将成为造型线能否生产出优质铸件的关键因素之一。回用砂温度操纵的目的是最终向混砂机输送的旧砂温度应低于45℃。最佳方法是在落砂机后安装冷却装置（冷却滚筒、沸腾冷却床、双盘冷却器等）。其中沸腾冷却床冷却成效较好，因回用砂在沸腾冷却床中翻腾与喷水雾同时进行，从而增加了水与砂的接触面积和时刻，达到降低砂温之目的。而传统的做法向传送带上的砂子喷水并不能有效地冷却回用砂，是不可取得。其缘故是，传统方法中的水没有足够的时刻与所有砂粒充分接触，同时局部热砂和水的混合物有可

能使周围空气的湿度达到饱和，在此情形下不可能将水由液体转变为气体，并把形成的水蒸汽有效排除。

回用砂中芯砂的阻碍：砂芯的加入对湿型砂性能有阻碍。铸型浇注后仅有部分砂芯的砂粒表层数值被烧坏，而未被烧掉的仍滞留在型砂中，因砂芯打部分是覆膜砂芯（以树脂为粘结剂），芯砂表面树脂不亲水，补加的潮湿膨润土专门难与其粘结，导致产生脆性型砂。脆性型砂不能保证砂型棱角处的质量，而且随着铁液的冲刷极易产生砂眼。此外，脆性型砂还会给起模带来不良阻碍。为了防止芯砂的加入对湿型砂的阻碍，加入新砂的量应保持在混制沙总量的2%--5%。同时在安排铸件生产时应注意有芯和无芯产品的合理搭配，尽可能减少型砂中的芯砂量。

3生产应用

3.1混砂工艺

混砂过程第一应做到将砂、膨润土、水及附加物混和平均；在揉搓各种材料使粘土膜平均包覆在砂粒周围。加料顺序一样是先将干料混合，再加水湿混。但经观看，型砂通过松砂后总有些像小米粒大小坚硬的砂团包裹在型砂中，其成分实际上确实是膨润土和砂子的烧结物和粘土球，该砂团遇水就开。因此混砂工艺建议改为，加砂后先加水湿混化解粘砂团，再加其它粉料。

旧砂+新砂+水（最好为雾化水）；湿混15s后，加膨润土+煤粉+添加剂，混120～150s。混砂时刻不易过长，否则砂子发热降低流淌性，强度反而受阻碍。

3.2造型

造型前应先预热模板（专门是冬天冰冷季节），使其温度高于型砂5℃为宜，起模时不粘模，表面也不干燥，铸型表面光洁。

3.3型砂检测

一是严格原材料的进货检验（包括原砂、膨润土、煤粉等）；二是加大型砂的在线检测，对型砂性能进行定期检测，及时发觉咨询题并及时解决。

3.4型砂好坏的判定