,對(duì)型砂質(zhì)量要求越高,混砂時(shí)間越長(zhǎng)
。采用輾輪式混砂機(jī)混制面砂時(shí)
,混砂時(shí)間一般為6—12分鐘,北砂為3—6分鐘,單一砂為4—8分鐘
。
(6) 調(diào)勻
型砂的調(diào)勻又稱回性
、滲勻,是指將混好的型砂在不失去水分的條件下放置一段時(shí)間
,使水分均勻滲透到型砂中
,讓粘土充分吸水膨脹,以提高型砂的強(qiáng)度和透氣性等性能
。調(diào)勻時(shí)間主要根據(jù)粘土種類及加入量而定
。型砂中粘土含量越多,原砂的顆粒越細(xì)
,調(diào)勻時(shí)間越長(zhǎng)
。調(diào)勻時(shí)間應(yīng)適當(dāng),否則型砂性能難以滿足要注
。單一砂一般為2—3小時(shí)
,面砂為4—5小時(shí)。機(jī)械化鑄造廠間型砂調(diào)勻是在型砂調(diào)勻斗里進(jìn)行
,非機(jī)械化的手工造型車間是將混好的型砂堆放在軒間地面上
,并用濕麻袋覆蓋進(jìn)行調(diào)勻。
型砂經(jīng)混輾和調(diào)勻后會(huì)被壓實(shí)
,有的被壓成團(tuán)塊
。如果采用這種型砂直接造型,型砂的堅(jiān)實(shí)度不均勻
,透氣性等性能差
。因此,調(diào)勻后的型砂必須經(jīng)松砂或過篩才能使用
。在機(jī)械化的鑄造車間一般采用圓棒式或葉片式松砂機(jī)進(jìn)行松砂處理
。在百機(jī)械化的手工造型車間,常用移動(dòng)式松砂機(jī)或用篩孔為5—8毫米的篩子過篩
覆膜砂鑄造在鑄造領(lǐng)域已有相當(dāng)長(zhǎng)的歷史
,鑄件的產(chǎn)量也相當(dāng)大
;但采用覆膜砂鑄造生產(chǎn)精密鑄鋼件時(shí)面臨很多難題:粘砂(結(jié)疤)、冷隔
、氣孔
。如何解決這些問題有待于我們?nèi)ミM(jìn)一步探討。
一
、對(duì)覆膜砂的認(rèn)識(shí)與了解(覆膜砂屬于有機(jī)粘結(jié)劑型
、芯砂)
(1)覆膜砂的特點(diǎn):具有適宜的強(qiáng)度性能;流動(dòng)性好,制出的砂型
、砂芯輪廓清晰
,組織致密,能夠制造出復(fù)雜的砂芯
;砂型(芯)表面質(zhì)量好
,表面粗糙度可達(dá)Ra=6.3~12.5μm,尺寸精度可達(dá)CT7~CT9級(jí)
;潰散性好
,鑄件容易清理。
(2)適用范圍:覆膜砂既可制作鑄型又可制作砂芯
,覆膜砂的型或芯既可互相配合使用又可與其它砂型(芯)配合使用
;不僅可以用于金屬型重力鑄造或低壓鑄造,也可以用于鐵型覆砂鑄造
,還可以用于熱法離心鑄造
;不僅可以用于鑄鐵、非鐵合金鑄件的生產(chǎn)
,還可以用于鑄鋼件的生產(chǎn)
。
二、覆膜砂的制備
1.覆膜砂組成
一般由耐火材料
、粘結(jié)劑
、固化劑、潤(rùn)滑劑及特殊添加劑組成
。
(1)耐火材料是構(gòu)成覆膜砂的主體
。對(duì)耐火材料的要求是:耐火度高、揮發(fā)物少
、顆粒較圓整
、堅(jiān)實(shí)等。一般選用天然擦洗硅砂
。對(duì)硅砂的要求是:SiO2含量高(鑄鐵及非鐵合金鑄件要求大于90%
,鑄鋼件要求大于97%);含泥量不大于0.3%(為擦洗砂)--[水洗砂含泥量規(guī)定小于
;粒度①分布在相鄰3~5個(gè)篩號(hào)上
;粒形圓整,角形因素應(yīng)不大于1.3
;酸耗值不小于5ml
。
(2)粘結(jié)劑普遍采用酚醛樹脂。
(3)固化劑通常采用烏洛托品
;潤(rùn)滑劑一般采用硬脂酸鈣
,其作用是防止覆膜砂結(jié)塊
,增加流動(dòng)性。添加劑的主要作用是改善覆膜砂的性能
。
(4)覆膜砂的基本配比 成分 配比(質(zhì)量分?jǐn)?shù)
,%)說明:原砂 100 擦洗砂, 酚醛樹脂 1.0~3.0 占原砂重
,烏洛托品(水溶液2)10~15 占樹脂重
,硬脂酸鈣 5~7 占樹脂重,添加劑 0.1~0.5 占原砂重
。1:2)10~15 占樹脂重
,硬脂酸鈣 5~7 占樹脂重,添加劑 0.1~0.5 占原砂重
。
2.覆膜砂的生產(chǎn)工藝
覆膜砂的制備工藝主要有冷法覆膜
、溫法覆膜、熱法覆膜三種
,目前覆膜砂的生產(chǎn)幾乎都是采用熱覆膜法
。熱法覆膜工藝是先將原砂加熱到一定溫度,然后分別與樹脂
、烏洛托品水溶液和硬脂酸鈣混合攪拌
,經(jīng)冷卻破碎和篩分而成。由于配方的差異
,混制工藝有所不同
。目前國(guó)內(nèi)覆膜砂生產(chǎn)線的種類很多,手工加料的半自動(dòng)生產(chǎn)線約有2000~2300條
,電腦控制的全自動(dòng)生產(chǎn)線也已經(jīng)有將近50條
,有效提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品穩(wěn)定性。例如xx鑄造有限公司的自動(dòng)化可視生產(chǎn)線
,其加料時(shí)間控制精確到0.1秒
,加熱溫度控制精確到1/10℃,并且可以通過視頻時(shí)時(shí)觀察混砂狀態(tài)
,生產(chǎn)效率達(dá)到6噸/小時(shí)
。
3.覆膜砂的主要產(chǎn)品類型
(1) 普通類覆膜砂
普通覆膜砂即傳統(tǒng)覆膜砂,其組成通常由石英砂
,熱塑性酚醛樹脂
,烏洛托品和硬脂酸鈣構(gòu)成,不加有關(guān)添加劑
,其樹脂加入量通常在一定強(qiáng)度要求下相對(duì)較高,不具備耐高溫
,低膨脹
、低發(fā)氣等特性
,適用于要求不高的鑄件生產(chǎn)
(2) 高強(qiáng)度低發(fā)氣類覆膜砂
特點(diǎn):高強(qiáng)度、低膨脹
、低發(fā)氣
、慢發(fā)氣、抗氧化 簡(jiǎn)介:高強(qiáng)度低發(fā)氣覆膜砂是普通覆膜砂的更新?lián)Q代產(chǎn)品
,通過加入有關(guān)特性的“添加劑”和采用新的配制工藝
,使樹脂用量大幅度下降,其強(qiáng)度比普通覆膜砂高30%以上
,發(fā)氣量顯著降低
,并能延緩發(fā)氣速度,能更好地適應(yīng)鑄件生產(chǎn)的需要
。該類覆膜砂主要適用于鑄鐵件中
,中小鑄鋼、合金鑄鋼件的生產(chǎn)
。目前該類覆膜砂有三個(gè)系列:GD-1高強(qiáng)度低發(fā)氣覆膜砂
;GD-2高強(qiáng)度低膨脹低發(fā)氣覆膜砂;GD-3高強(qiáng)度低膨脹低發(fā)氣抗氧化覆膜
。
(3) 耐高溫(類)覆膜砂(ND型)
特點(diǎn):耐高溫
、高強(qiáng)度、低膨脹
、低發(fā)氣
、慢發(fā)氣、易潰散
、抗氧化 簡(jiǎn)介:耐高溫覆膜砂是通過特殊工藝配方技術(shù)生產(chǎn)出的具有優(yōu)異高溫性能(高溫下強(qiáng)度高
、耐熱時(shí)間長(zhǎng)、熱膨脹量小
、發(fā)氣量低)和綜合鑄造性能的新型覆膜砂
。該類覆膜砂特別適用于復(fù)雜薄壁精密的鑄鐵件(如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋等)以及高要求的鑄鋼件(如集裝箱角和火車剎車緩
;中器殼件等)的生產(chǎn)
,可有效消除粘砂、變形
、熱裂和氣孔等鑄造缺陷
。目前該覆膜砂有四個(gè)系列:VND-1耐高溫覆膜砂. ND-2耐高溫低膨脹低發(fā)氣覆膜砂 ND-3耐高溫低膨脹低發(fā)氣抗氧化覆膜砂 ND-4耐高溫高強(qiáng)底低膨脹低發(fā)氣覆膜
(4) 易潰散類覆膜砂
具有較好的強(qiáng)度,同時(shí)具有優(yōu)異的低溫潰散性能
,適用于生產(chǎn)有色金屬鑄件
。
(5) 其它特殊要求覆膜砂
為適應(yīng)不同產(chǎn)品的需要,開發(fā)出了系列特種覆膜砂如:離心鑄造用覆膜砂
、激冷覆膜砂
、濕態(tài)覆膜砂
、防粘砂、防脈紋
、防橘皮覆膜砂等
。
三
、覆膜砂制芯主要工藝過程
加熱溫度200-300℃
、固化時(shí)間30-150s、射砂壓力0.15-0.60MPa
。形狀簡(jiǎn)單的砂芯
、流動(dòng)性好的覆膜砂可選用較低的射砂壓力,細(xì)薄砂芯選擇較低的加熱溫度
,加熱溫度低時(shí)可適當(dāng)延長(zhǎng)固化時(shí)間等
。覆膜砂所使用的樹脂是酚醛類樹脂。制芯工藝的優(yōu)點(diǎn):具有適宜的強(qiáng)度性能
;流動(dòng)性好
;砂芯表面質(zhì)量好(Ra=6.3-12.5μm);砂芯抗吸濕性強(qiáng)
;潰散性好
,鑄件容易清理。
1
、鑄型(模具)溫度
鑄型溫度是影響殼層厚度及強(qiáng)度的主要因素之一,一般控制在220~260℃,并根據(jù)下列原則選定:
(1)保證覆膜砂上的樹脂軟化及固化所需的足夠熱量
;
(2)保證形成需要的殼厚且殼型(芯)表面不焦化;
(3)盡量縮短結(jié)殼及硬化時(shí)間
,以提高生產(chǎn)率
。
2、射砂壓力及時(shí)間
射砂時(shí)間一般控制在3~10s
,時(shí)間過短則砂型(芯)不能成型
。射砂壓力一般為0.6MPa左右;壓力過低時(shí)
,易造成射不足或疏松現(xiàn)象