粘土濕型砂鑄造造型中需要注重的要點
2025-04-30用粘土砂作爲鑄造造型材料生産鑄件,是較爲傳統的工藝且應用較爲廣泛的。例如現在鑄造工藝上的射壓造型、半自動造型、震壓式造型、氣沖造型及全自動鑄造造型等,也基本上以使用粘土濕型砂爲前提的。各種新工藝的實施,使粘土濕型砂在鑄造生産中的地位更加重要,也使粘土濕型砂面臨許多新的問題,促使我們對粘土濕型砂的研究不斷加強、認識不斷深化。
在各種砂鑄造造型工藝蓬勃發展的今天,粘土砂造型適應鑄造造型條件的能力極強,這也是粘土砂造型的一大優點,據國際信息報道,在日本鑄造業中,以粘土濕型砂制造的占73%以上;美國鑄造業中,以粘土濕型砂制造的占80%以上。現现在,隨著科學技術水平的快速發展,各個生産産業對鑄件的需求越來越大,對中文产品鑄件的質量要求也越來越高,對企業的生産率也帶來了巨大的挑戰。如果砂處理造型的性不能充分適應具體生産條件要求,或者不能有效的控制其穩定、一致,則對于鑄造企業一個長期發展是非常不顺的。
在粘土濕砂造型環境中,有許多不斷改變的因素。如果有一種或多種關鍵性的條件不能保全在控制範圍之內,那麽鑄件生産中是很容易出現問題的。一個完整性的砂處理造型系統,應該監控型砂的性能,如有問題,應能及時對行爲發出警告。由于各鑄造廠砂處理的系統設置不同,選用的造型設備也打不雷同,因此想擬定一套通用的粘土砂造型控制方案是做不到的。在這裏本人提出一些目前已被廣泛認同的控制要點。
粘土濕型砂鑄造造型的注重要點
一.對于舊砂的處理
用粘土濕型砂造型,澆注以後,除貼近鑄件的部分型砂中活性膨潤土受熱失效成爲死粘土外,大部分型砂可以回收使用。這是粘土濕型砂的要紧優點之一。
配制粘土濕型砂時,舊砂用量一般都在90%以上,如果對舊砂的處理不當,無論怎樣加強混砂,無論添加什麽輔助材料,都不可获得好的型砂。因此,對舊砂進行有效的處理,是保證型砂質量的前提。
1.舊砂溫度的控制
熱砂問題,已被公認爲粘土濕型砂鑄造必須面對的最大問題。型砂溫度太高,鑄件容易産生夾砂、外表毛糙、沖砂、氣孔等缺陷。熱砂對鑄件質量的負面影響,要紧由于以下幾個方面:
·由于熱砂使水分蒸發,混砂時無論怎樣注重,也難以控制型砂的性能;
·將熱型砂送往造型機的過程中,由于水份損失,型砂性能改變,造型時實際上用的型砂,其性能與混砂時控制的性能差別很大;
·造型時,熱型砂的水分容易在模樣外表上凝結,型砂粘模;
·合型后,热砂的水分蒸发,凝聚在冷的芯子上,会使芯子的强度降低,铸件也易于产生气孔; ·如果旧砂要贮存在砂斗中备用,则热砂容易粘附在 砂斗壁上。严重时,砂斗四周堵满了型砂,只剩中间一个孔洞,使系统中的型砂只有一部分周期使用,这部分型砂周转快、温度又会进一步提高,使热砂问题更加严重。
那麽多高溫度的砂就是熱砂?判斷熱砂的溫度界限,是看其是否使混砂、造型及鑄件質量方面出現問題。對此,許多研究者從個方面進行了研究;有人研究了型砂溫度對其性能穩定性的影響;有人研究了溫度對膨潤土-水系統流變性的影響;有人研究了型砂溫度與鑄件質量的關系。各方面的研究,获得了一致的結論,即:爲保證型砂的性能穩定,溫度應保全在50℃以下。而冷卻型砂最有效的辦法是加水,但是,簡單的加水,结果是很差的。一定要吹入大批空氣使水分蒸發,才能有效地冷卻。即使加水後向砂外表吹風,也不能有多大的改善。加水後,要使水在型砂中疏散均勻,然後向松散的砂吹風,使水分敏捷蒸發,同時將蒸汽排除。
2.舊砂的水分控制
幾乎所有的鑄造廠都檢查和控制混成砂的水分,但是,對于嚴格控制舊砂水分的重要性,很多鑄造廠的領導和技術人員還缺少足夠的認識。
進入混砂的舊砂水分太低,對混砂質量的影響也许並不亞于砂溫過高。特別是鑄型澆注以後,由于熱金屬的影響,很多砂粒外表上的土-水粘結膜都脫水幹燥了,加水使其吸水恢複塑性是很拒绝易的。舊砂的水分較低,在混砂機中加水混碾使之達到要求性能所需要的時間就越長。由于生産中混砂的時間是有限的,舊砂的水分越低,混成砂的綜合質量就越差。目前,各國鑄造工作者已有了這樣一種共識:進入混砂機的舊砂,水分只能比混成砂略低一點。較好的做法是:在舊砂冷卻過程中充分加水冷卻後所含的水分略低于混成砂。這樣,從砂冷卻到進入混砂機還有一段相當長的時間,水可以充分潤濕舊砂砂粒外表上的膨潤土。更好的做法是:在系統中設混砂機對舊砂進行預混,冷卻後的舊砂在預混混砂機中加水進行預混,以改善舊砂中膨潤土和水的混合狀態。國外,有的鑄造廠預混時,將需補加的新砂、膨潤土、煤粉等附加料全部进入。型砂中的膨潤土和水在混砂機進一步获得調制,型砂的性能就更爲穩定一致。
3.舊砂的粒度
對于用粘土濕型砂制造的鑄鐵件,型砂的粒度以細一些爲好。由于混砂時舊砂用量一般都在90%以上,決定型砂粒度的因素主假如舊砂。新砂进入量很少,不也许靠进入新砂來改變型砂的粒度。因此,應該經常檢測舊砂的粒度。
4.吸水細粉的含量
吸水細粉中主假如死粘土,還包括焦化的煤粉細粒和其他細粉。吸水細粉在混砂時會和膨潤土爭奪水分,使混成砂達到可緊實性目標值所需的水分增高。但是,據目前大伙儿的認識,吸水細粉的吸水能力比膨潤土強,而保全水分的能力卻低于膨潤土。因此,在型砂中加水量略有不當時,吸水細粉對型砂性能有一定的"微調和穩定"作用。水分高時,細粉第一吸水,膨潤土所吸收水可較穩定一致;混成砂在輸送過程中水分蒸發時,吸水細粉所吸的水先蒸發,粘結砂粒的粘土膏中的水分較爲穩定,型砂的性能也就較小波動。因此,吸水細粉含量比例不能太高,否則易于導致鑄件上産生針孔、外表毛糙和砂孔的缺陷。吸水細粉的含量並非越低越好,最好將其控制在2-5%之間,含量太低,則型砂的性能不易于砂型的穩定和緊實性。
二.新砂的補加
粘土濕型砂在系統中反複使用,由于鑄件粘附的砂粒被帶走,部分膨潤土受熱成爲死粘土,煤粉受熱失效以及抽塵系統吸走粉狀材料等因素,補加新材料以保全系統砂的總量穩定、性能一致是絕對需要的。這裏,只簡單談談各種材料補加量的確定,不想羅列各種材料的規格。
1. 新砂
用新砂配成的型砂,是簡單的混合物。混砂時補加的新砂不宜太多,以保全系統砂總量穩定爲原則。新砂进入量太多,會對型砂質量有負面的影響。我國鑄造廠一般散落砂都較多,很多廠新砂補加量爲5-8%,這也是合適的。
2. 膨润土和其他黏结剂相比
膨潤土有一個重要的特點,就是它具有一定的耐熱能力。只要加熱溫度不太高,脫除了自由水的膨潤土只要加水,仍能恢複粘能力。而活性膨潤土的粘結能力,只有在加水以後才能表現出來。不同的膨潤土,喪失粘結能力的溫度不同。
3. 煤粉
鑄鐵用粘土濕型砂中的煤粉含量,要根據鑄件的特點,煤粉的質量具體確定。煤粉含量大体上宜控制在3.54-5.54%之間。
混砂時補加的數量,須根據舊砂中有效煤粉的測定值來確定。舊砂中有效煤粉量的測定方法,這裏就不說了。
三、混砂
1. 混砂的要紧作用是:将型砂中各组分混合均匀,使水分充分润湿粘土,并使粘土膏涂布在砂粒外表上。目标是使型砂具有习惯造型设备的性能,由于粘土膏是半固态粘性物料,达成上述目标所需的能量很大。 如果混砂设备的功率不高,或混砂时间不够,粘土就不能充分发扬其粘结作用,型砂的强度不高,其它性能也不行。
2. 如果增加型砂中的水分,使粘土膏的水分增高、粘度下降,就可以减少涂布粘土膏所需的能量,即混砂时间可以缩短。但是,由于粘土膏的粘度下降,型砂的湿强度也急剧下降,这种办法实际上是不可取的。
3.有理的加料順序