粘土湿型砂的控制要点.pdfVIP

粘土湿型砂的控制要点 用粘土粘结砂作造型材料生产铸件，是历史悠久的工艺方法，也是应用范围 最广的工艺方法。说起历史悠久，可追溯到几千年以前；论其应用范围，则可说 世界各地无一处不用。 值得注意的是，在各种化学粘结砂蓬勃发展的今天，粘土湿型砂仍是最重要的造 型材料，其适用范围之广，耗用量之大，是任何其他造型材料都不能与之比拟的。 据报道，美国钢铁铸件中，用粘土湿型砂制造的占80%以上；日本钢铁铸件中， 用粘土湿型砂制造的占73%以上。 适应造型条件的能力极强，也是粘土湿型砂的一大特点。1890年震压式造型机 问世，长期用于手工造型条件的粘土湿型砂，用于机器造型极为成功，并为此后 造型作业的机械化、自动化奠定了基础。近代的高压造型、射压造型、气冲造型、 静压造型及无震击真空加压造型等新工艺，也都是以使用粘土湿型砂为前提的。 铸造 各种新工艺的实施，使粘土湿型砂在 生产中的地位更加重要，也使粘土湿型 砂面临许多新的问题，促使我们对粘土湿型砂的研究不断加强、认识不断深化。 现今，随着科学技术的速发展，各产业部门对铸件的需求不断增长，同时，对铸 件品质的要求也越来越高。现代的铸造厂，造型设备的生产率已提高到前所未有 的水平，如果不能使型砂的性能充分适应具体生产条件，或不能有效的控制其稳 定、一致，则不用多久就可能将铸造厂埋葬于废品之中。 随着科学技术的发展，目前采用粘土湿型砂的铸造厂，一般都适合其具体条件的 砂处理系统，其中包括：旧砂的处理、新砂及辅助材料的加入、型砂的混制和型 砂性能的监控。 粘土湿砂系统中，有许多不断改变的因素。如某一种或几种关键性能不能保持在 控制范围之内，生产中就可能出现问题。一个有效的砂处理系统，应能监控型砂 的性能，如有问题，应能及时加以改正。 由于各铸造厂砂处理系统安排不同，选用的设备也不一样，要想拟定一套通用的 控制办法是做不到的。这里，打算提出一些目前已被广泛认同的控制要点。各铸 造厂认真地理解了这些要点之后，可根据自己的具体条件确定可行的控制办法。 而且，还要随着技术的进步和工厂的实际能力 （包括人员和资金）不断改进对型 砂系统的控制。 一．旧砂的处理 用粘土湿型砂造型，浇注以后，除贴近铸件的部分型砂中活性膨润土受热失效成 为死粘土外，大部分型砂可以回收使用。这是粘土湿型砂的主要优点之一。 配制粘土湿型砂时，旧砂用量一般都在90%以上，如果对旧砂的处理不当，无论 怎样加强混砂，无论添加什麽辅助材料，都不可得到好的型砂。所以，对旧砂进 行有效的处理，是保证型砂质量的前提。 1．旧砂温度的控制 热砂问题，已被公认为粘土湿型砂铸造必须面对的最大问题。型砂温度太高，铸 件容易产生夹砂、表面粗糙、冲砂、气孔等缺陷。热砂对铸件质量的负面影响， 主要由于以下几个方面： ·由于热砂使水分蒸发，混砂时无论怎样注意，也难以控制型砂的性能； ·将热型砂送往造型机的过程中，由于水份损失，型砂性能改变，造型时实际上 用的型砂，其性能与混砂时控制的性能差别很大； ·造型时，热型砂的水分容易在模样表面上凝结，型砂粘模； ·合型后，热砂的水分蒸发，凝结在冷的芯子上，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。 多高温度的砂算是热砂？判断热砂的温度界限，是看其是否使混砂、造型及铸件 质量方面出现问题。对此，许多研究者从个方面进行了研究；有人研究了型砂温 度对其性能稳定性的影响；有人研究了温度对膨润土-水系统流变性的影响；有 人研究了型砂温度与铸件质量的关系。各方面的研究，得到了一致的结论，即： 为保证型砂的性能稳定，温度应保持在50℃以下。 使型砂冷却，最有效的办法是加水，但是，简单的加水，效果是很差的。一定要 吹入大量空气使水分蒸发，才能有效地冷却。 以下，给出一个简略的计算比较： 型砂的比热大致是：9.22×102J/kg·℃， 水的比热是：4.19×103J/kg·℃， 水的蒸发热是：2.26×106J/kg， 1吨砂中加20℃的水10kg （加水1%），使其温度升到50℃，所能带走的热量为 4.19×103 ×10×30，即12.57×105J。 1吨砂温度降低1℃，需散热9.22×102×1000 J，即9.22×105 J。 所以，在旧砂中加水1%，只能使温度降