5. 第1章 湿型砂解读

• 透气率
k=VH/Spt
• 式中: • • • •
V--通过试样的空气体积，2000cm3； p--试样前压力（1mmH2O=9.806Pa）； H--试样高度（cm）； S--试样截面积（cm2）； t--2000cm3空气通过试样的时间（min）。
• 2.3 湿态强度 • （1） 对铸造过程的影响：承受工序中的机械力、浇注时 的冲刷、静压力。 • 过低：塌箱、砂眼、胀砂、跑火。 • 过高：增加粘土和最适宜含水量，降低透气性；提高成 本；增加混砂、紧实、落砂困难。 • （2） 测量：用标准试样在外力作用下遭到破坏时的应力 值表示。MPa、KPa。 • 指标：湿态抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、劈裂强度
4.表干型铸造法
工艺规范：砂型表层烘干5–20㎜，或自然干燥。
基本特点：表面层强度高、湿度小，浇注质大铸件时 不易产 生气孔、粘砂、夹砂、冲砂等缺陷。
技术要求：采用粗砂，型砂水分要严格控制，在造型、 制芯、合型、浇注等严格。
5.干型铸造法
基本特点: 粘土砂湿型烘干 。 主要优点：提高强度、透气性、降发气量，减少气孔 、砂眼、粘砂、夹砂等缺陷，涂料改善铸件表面。
主要缺点：需烘干设备，燃料，吊车周期，砂箱寿命， 成本增加，生产率降低，落砂比较困难，灰尘。 应用范围：表面质量要求高，或结构特别复杂的单件
或小批生产及大型、重型铸件。
第二节 湿型砂性能、检测及方法
一、型（芯）砂应具备的性能
（1）造型、制芯和合型阶段对型砂性能的要求。
1.湿度：湿态强度和韧性，粘土砂须含适量水分。 2.流动性：型（芯）砂沿模样（或芯盒表面）和砂粒 间相对移动的能力。 3.强度：型砂、芯砂抵抗外力破坏的能力。 4.可塑性：型（芯）砂在外力作用下变形并保持形状 的能力。
•
影响透气性的因素：砂粒大小、分布、粒形、含泥量、 粘结剂及加入量、紧实度。
原理：通过在一定条件下气体流过试样时所受到的阻力 的大小来间接反映。用在单位压力下通过单位面积和单位 长度试样的气体量来度量。
• （2） 测量方法 •
• 测量方法 • 标准法：如图2-1-2，在 3 水封钟罩内吸入2000cm 2 空气，造成10g/cm 的压 力条件，用秒表测出在该 压力下2000cm3空气通过 试样流出的时间t，并记 下气压计读数（p）
• 湿压强度表示起模后砂型（芯）自身及受外力作用时能保持 型腔（或砂芯）形状的能力。 • 普通机器造型控制在0.06-0.12MPa， • 高密度造型控制在0.09-0.20MPa。
• 许多情况下，砂型破坏是由拉应力引起的。当型砂中粉尘和 死粘土含量高时，虽然湿态抗压强度高，但是湿拉强度和变 形量很低，可塑性差，很容易破坏，使造型操作困难，并引 起铸造缺陷。 • 单纯地用湿态抗压强度衡量型砂性能并不太合适，引入劈裂 强度的概念。
3.湿型铸造法
基本特点：型（芯）无需烘干，不存在硬化过程。 主要优点： 生产灵活，效率高，成本低，周期短； 易实现机械化和自动化； 省烘干设备、燃料、电力及空间； 砂箱使用寿命长； 容易落砂。 主要缺点：易夹砂结疤、粘砂、气孔、砂眼、胀砂等。 应用范围：流水生产和手工造型 500Kg以下的铸件 。
• 应用：根据紧实率范围控制的加水量，称为最适宜水分。 如：手工造型用型砂，最适宜的紧实率50%左右，高压造 型为35-45%，挤压造型为35-40%。
• 2.2 透气性 • （1）概念：紧实的型砂能让气体通过而逸出的能力，用 透气率表示。 • 对铸造的影响：过低会产生气孔、呛火、浇不足；过高 表明砂粒间空隙较大，金属液易渗入，造成表面粗糙、粘 砂。
第二篇 砂型和砂芯的制造
第一章 湿砂型铸造
第一节 湿型铸造特点 1. 粘土型砂可分为：
湿型（潮型）——砂型不烘干，直接浇 干型——合型和浇注前送窑烘干。
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表面烘干型——型腔表层烘干一定深度。
2. 按造型可分为：
面砂——造型时铺覆在模样表面，构成型腔表面层的型砂。
背砂——填在面砂背面起填充作用的型砂。 单一砂 ——不分面砂和背砂，只一种造型砂。
注意：型砂强度是指整体强度，反映表面强度常用表面硬 度计。
• 2.4 流动性 • （1） 概念：型砂在自重或外力作用下，沿模样或砂 粒间移动的能力。 • （2） 对造型（芯）的影响：均匀性、光滑性、紧实 力、生产率。
• 易成团，不沾手，有柔和感觉，砂团上的手指痕迹清晰。 • 局限性：凭经验、不够准确稳定，不能定量，欠科学。
(在线老工人经常用，如若掌握，则比水分
定量要准确)
• （3）紧实率：用1MPa的压力紧实，测量紧实前后高度的 变化率。GB2684-81。 • 紧实率=（筒高-紧实距离）/筒高×100%
• 依据：较干的型砂堆得密实，相同紧实力下的紧实率高， 韧性差，起模易损破；较湿的型砂流动性差，紧实率低， 铸件易产生气孔、胀砂、夹砂、表面粗糙。 • 因此，根据紧实率的大小，可以检查出型砂水分是否 合适，并规定在一定范围内浮动。
• 2.1 水分、最适宜干湿程度和紧实率
• （1）水分： 型砂中含水质量百分数
• 测定：称50g型砂，红外烘干105-110℃，4-8min至恒重，
称量质量变化。 • X=（G-G1）/G×100%
• 局限性：只表达水的绝对数量，不代表型砂的干湿程度。 • （2） 手捏感觉 型砂是否容易成团、是否沾手。
5.韧性：韧性是指型砂抵抗外力破坏的性能。 6.不粘模性：型（芯）砂粘附模样或芯盒表面的性质。
（2）铸件浇注、冷却、落砂、清理要求。 1.耐火度：型（芯）砂抵抗高温作用的性能。 2.透气性：砂型让气体通过而逸出的能力。 3.发气量和有效煤粉含量：型砂中煤粉或有机物（如 重油、沥青等）受热挥发气体量称发气量； 4.退让性：型砂随铸件收缩而体积减小的能力 5.溃散性：型芯砂在清理时的溃散性能。
• 劈裂强度（如图2-1-3所示） • 在标准圆柱试样的径向加栽，使 试样沿其轴向平面断裂。劈裂强 度可以按照下式计算：
• • • • • σ sF=2F/π dL σ sF—型砂湿态劈裂强度（MPa） F—劈裂载荷（N）； d—试样直径，为50mm； L—试样高，为50mm。
• 劈裂强度可以更正确、更可靠地 说明型砂中粘土的粘结作用。