氧化铁的性质及其在铸造中应用.pdfVIP

2 0 0 9 中国铸造活动周论文集 氧化铁的性质及其在铸造中的应用 徐庆柏 （合肥工业大学，安徽 合肥 230069） 摘要：在本文中作者叙述了氧化铁的种类和特性及其在防止某些铸造缺陷方面的作用。 关键词：氧化铁；铸造缺陷 由铁的氧化物相与Fe—O 状态图（图1）可以看出，铁能形成三种氧化物：氧化亚铁（FeO）、 四氧化三铁（Fe O ）和三氧化二铁（Fe O ），铸造生产中应用的是研磨过的赤铁矿（Fe O ）。 3 4 2 3 2 3 工业赤铁矿中含铁量为30~62%。 三氧化二铁 （本文 称氧化铁）是赤铁矿的化学名称。铸造型（芯）砂中常含有0.5~6% 的氧化铁，不同种类和数量的氧化铁在型 （芯）砂 起不同的作用。作为色素添加的微量氧 化铁不会在任何程度上改变混合料的性质。 图1 铁的氧化物的相与Fe—O 状态图的相互关系 （粗线为造型含氧量） 理化性能。氧化铁的比重在4.0～5.2 之间，但普通铸造等级氧化铁所具有的比重低于此 值，通常为3.8～4.5 。与石英粉相比 （石英粉比重为2.65～2.67 ）,当用作填砂时，氧化铁不 易被扯下。这种氧化物矿石还含有其他的矿化剂。 氧化硅和含有氧化铁的非金属氧化物化合，能降低型砂或芯砂混合料的热塑性转变点。 一定量的自然混有氧化物的氧化矿物需要在高温下能产生这种热塑性变形，以便促进和增强 热塑性转变。在某些工业部门，氧化铁被称为自熔矿化剂。这种自熔性能提供了附着性或胶 粘性，并能在较低的温度下把砂粒粘结在一起，从而防止浇注时砂粒剥落、雨淋或碎落。 1 氧化铁的质量 1）氧化铁的质量是根据它的来 、使用价值、化学成分、ph 值、颜色、粒度、容积密 度和经济价值评定的，在签订订单时，应根据这些指标制定规格。 2）在铸件温度高于 316℃时，研磨过的氧化铁是一种能赋予造型混合料所需性质的矿 物添加剂。当温度上升时，氧化铁逐渐增加铸型或型芯混合料的热塑性变形。在某些情况下， 它抵消了由于混合料中其他材料引起的大量膨胀。 - 1 - 2 0 0 9 中国铸造活动周论文集 3）砂混合料 适量的氧化铁能减少铸件的脉纹、金属渗透或粘砂。涂料中的Fe O 可与 2 3 树脂砂型固化剂 磺酸根硫离子化合，防止球铁铸件因硫的作用而产生表面球化不良的缺 陷。 4）氧化铁能增加砂混合料中的釉质，这对小型铸件是有利的。釉质形成了一层不透气 的的表皮，阻止金属与铸型接触，有利于减少或消除铸件的针状疏松。 5）氧化铁与型芯或造型面砂中的石英粉结合，大大地增强了铸型表面，使得在许多情 况下，铸型或型芯不需要刷涂料。 6）对于不良的铸造型砂操作，氧化铁不是一种万灵药。当添加量为0.5~8%时，它是一 种有用的矿物。达到 8%的氧化铁可用于壳型铸造砂，以防止铸件的橙色起皮缺陷。最好用 粒状结构的氧化物。 氧化铁实际上是与一切型芯粘结剂相容的，尤其与硅酸钠相容的,1~3%的氧化铁推荐于 一般的CO 一硅酸钠造型法。如果这 数量对于特殊用途不足，耐火粘土或膨润土可以和氧 2 化铁共同使用。 如果氧化铁与石英砂（粉）混合使用，则能降低混合料的烧结点，从而增加铸型—金属 界面的玻璃化，但必须注意不使混合料的耐火度降低。 2 铸造车间应选用哪种氧化物 一些铸造工作者认为，含铁量高的氧化物是最好用的材料，这在某些少数场合下是正确 的，但是在大多数场合下是不正确的。许多种氧化物是在各种加热器、炉子或烘干器 煅烧 或烘烤制成的，这些氧化铁主要用作染色剂，这种经过加热而氧化的氧化铁是很难融化或融 合的。当某种铁矿石被煅烧以提高其 Fe O 含量时，所有与矿石有关的深度氧化的成分也增 2 3 加。一种含Fe O 百分数很高的氧化铁可作为