2012《金属工艺学》课程实验指导书-标准

实验一型砂性能实验

一、实验目的

1、了解铸造技术训练的目的、要求和内容；

2、了解型砂、型芯砂等造型材料的组成、性能及其制备；

二、实验设备、仪器

SHN碾轮式混砂机，SAC-A型锤击式制样机，天平，STZ-A 型透气性测定仪

三、实验步骤

（参考下面型砂实验指导）

型砂实验指导

造型材料及型砂实验性能，是指导铸造生产，提高产品质量的重要措施之一。目前我国砂型铸造生产的铸件占总产量的90~95%；在铸件废品中，50%与造型材料的质量性能和使用有关。因此，要提高生产率；就必须用科学的手段对造型材料的性能进行测试，每个铸造工作者也必须具有这种实验技能，这就是开设本实验的主要目的。

造型材料及型砂性能实验包括：铸造用原砂的实验；铸造用粘土的实验；型砂性能的实验；及其他特殊材料的实验。共计20余个项目。根据我们目前条件，这次主要开设原砂及型砂性能方面的八个常规实验。

实验中5~7人为一组，每组做一套实验数据，填入实验报告中。

（注意：型砂参考配方：新砂93%，陶土7%，加水5-10%）

步骤一、原砂颗粒组成的测定

一、实验目的：原砂的形状，大小及均匀度，直接影响型砂的强度、透气性和耐火性。要

控制型砂性能，首先对原砂粒度进行测定，做到心中有数。所以要进行原砂粒度的测验。

二、实验前准备：

1、用天平称取总重为50克的烘干原砂。

2、检查实验仪油底，内机油是否加够，各部件是否润滑。

3、拔出试验仪顶杆，检查电机运转方向是否与红箭头方向一致，如不一致要检查接

线头，严禁反转。

三、实验说明：

1、原砂的颗粒组成用筛分法测定，按TB4 35~67规定标准筛号为：

表（一）

注：筛号为每英寸长度上的筛孔数

本实验仪采用新的筛号即：

1220 28 40 55 75 100 150 200 260

2、筛分后、每格筛子上的存留量乘2即为该筛号上的颗粒数量的百分数。

砂粒大小以通过的最后一个筛号和所仃留的筛号来表示：如：砂粒通过50，仃留在70上，则大小表示为—50+70，砂粒组成：以余留量百分数之和为最大的相邻三个筛两端两个筛号来表示，这个筛号砂留量大的作分子少的作分母。如50 70 100三个筛上余量最多，则该砂组成为50/100，（50百分数比100留量百分数大）

3、原砂牌号用原砂种类，颗粒组成，颗粒形状的汉语拼音、数字、符号表示。

如1S 20/40（△-）表示1号石英砂，用20/40组成，形状为（-△）

四、实验步骤

先将筛子按次序堆放在托筛盘上，倒入试样，盖上筛盖，操作手柄，使筛组与筛框顶紧。启动电机，工作十分钟，关闭电源，再操作手柄，使筛组下降，取出筛组，把每个筛子上的

砂分别倒入玻璃内，用天平称重，求出每筛上的重量及百分数填入表（二）内。

表（二）

将砂样冲洗，并烘干。在放大镜或60倍显微镜下观察砂粒形状，圆形用“o ”、尖叫用“△”，多角用“□”，表示观察后写出该砂样的、原砂牌号表示式。

步骤二、型砂、原砂含水量的测定

1、 实验目的：了解掌握原砂、型砂、水分测定的基本方法，为进一步分析型砂性能

提供参考数据。

2、 实验说明：本实验采用红外线双灯烘干，进行测定，电源220，250w 红外线灯泡，

沙盘表面温度110°C~175°C 。

3、 实验步骤：

（1）启动电源开关，绿色指示灯亮，表示电源接通。

（2）称50g 砂放入砂盘中铺平，并把砂盘推入机内灯泡下，（注意：不要使盘和机底接触）不要碰着红外线灯泡。

（3）开启指示灯上部的灯泡开关，并记下开始烘干时间，若试样重50g ，烘干时间为8~10分钟，试样重20g 时，烘干时间为4~5分钟。

（4）烘干时间到后，取下砂盘待冷却后，用天平称重，（精确度0.05克）按下式计算百分率。

X=%1001

21⨯-Q Q Q 式中X ——含水量％ Q 1——试样烘干前重量，Q 2——烘干后重量。

(5)记录：实验数据。

步骤三、测定粘土的吸蓝量

实验目的：吸蓝量用其鉴定粘土矿物种类和粘土质量吸蓝量的多少，直接涉及粘土在型砂中加入量多少，影响到型砂的强度和透气性。因此对粘土吸蓝量的测定是铸造工作者必须掌握的实际技能。

粘土矿物具有吸附色素的能力，其中以亚基蓝的吸附量力大。不同种类的粘土吸附色素的能力有很大的差别，每100克蒙脱石粘土大约能吸附亚甲基蓝44克左右，而高岭石类粘土吸附量只有5克。石英煤物质实际不能吸附色素。

粘土吸蓝量的测定方法，有比色法，滴定法两种。滴定法只用一般仪器设备操作简单准确程度符合生产要求，因此被广泛采用。我们本次试验也采用滴定法。 药品和设备仪器：

1°10焦磷酸钠 （Na4P2O7 10H2O ）溶液

0.2°10亚甲基蓝溶液

烘干至恒温的粘土5克

天平、电炉、玻璃棒、滴定管、三角烧瓶、滤纸，

测定方法：①称量0.2克试样（精确至0.001克）放入250毫升烧瓶中、加入50毫升蒸馏水，再加入焦磷酸钠溶液20毫升摇匀煮沸5分钟冷却至室温。

②用滴定管滴入配好的亚甲基蓝溶液。第一次加入预定量地三分之二左右，用手摇三角烘瓶30秒，继续滴入每滴入1毫升亚甲基蓝溶液摇动30秒，用玻璃棒沾一点溶液滴在滤纸上（液点直径最好在18-20毫米）如果在深色的圆点外未出现绿色的晕环表明还没达到终点继续滴入摇动，再用玻璃棒沾一滴溶液滴在滤纸上，直到出现兰绿色晕环为止。兰绿色晕环出现后再将烘瓶摇动2分钟，再在滤纸上点一滴溶液，如果晕环消失应再滴入亚甲基蓝溶液直至晕环不消失为止。这是已表明达到终点，记下亚甲基蓝滴定量。

亚甲基兰的滴定量即为该试样的吸兰量可按下式计算 M=%100⨯⨯C

B A 式中：M 、吸兰量（克/100克试样）

A 、 每毫升亚甲基兰溶液中含有的亚甲基兰量（克）