大学材料加工工程液态金属铸造成形《粘土湿型铸造》课件.pptVIP

* 第三讲 各种典型铸造方法——砂型铸造 第3章 砂型铸造 3.1 砂型（芯）制造方法 3.2 粘土湿型 3.3 砂型性能控制 3.4 水玻璃砂型（芯） 3.5 树脂砂型（芯） 3.6 砂型烘干、合箱、浇注清理（自学） 3.2 粘土湿型 1.引言 湿型粘土砂铸造是金属铸造行业中最广泛使用的造型方法，占总产量的70-80%。 湿型粘土砂被成功应用于铁合金（铁，钢）与非铁合金（铝、铜、黄铜）的铸造生产中，可用于生产中、小以及大批量尺寸精确的铸件。 2、粘土砂类型 按砂型在合箱和浇注时的状态 （1）湿砂型、湿型：不烘干。 湿型使用最广泛、最简便，但是对于大件、厚件不适合，容易产生铸造缺陷。 （2）干砂型、干型：合箱前烘干。 干型强度高，气体少，退让性差，成本高，周期长。 （3）表面干型：在浇注前对型腔表层烘干，厚度5-10mm，大件大于20mm。 按造型时的使用情况 （1）面砂：特殊配制，覆盖在模样表面。 （2）背砂：填充砂箱用。 （3）单一砂：用于中小件，简化生产管理和操作。 3.2 粘土湿型 3、 湿型铸造的特点 （1）优点 不需要烘干，简化、灵活、生产周期短。 成本低、生产率高、易于实现机械化。 砂箱寿命长。 （2）缺点 易产生铸造缺陷，如气孔、夹砂、砂眼等。 （3）湿型铸造的发展 砂处理设备：湿型砂检测、质量保证程度提高。 特别适用于机械化铸造，如高压、高密度造型，能生产高尺寸精度和好的表面质量的铸件 。 获得轮廓清晰、表面光洁、尺寸精度高、内在质量好的铸件，必须保证型砂质量，从型砂的配方、混制、储运等方面必须始终保持优良性能。 3.2 粘土湿型 4、 湿型砂的混制工艺 生产中常用的混砂机 有碾轮式 3.2 粘土湿型 转子式 多混合器 4、湿型砂的主要原材料 3.2 粘土湿型 湿型砂的组成：原砂（新砂和旧砂）+ 粘土 + 附加物 + 水 影响型砂性能的三大因素：原材料的选择 型砂的配比 混制工艺 4、湿型砂的主要原材料 3.2 粘土湿型 (1) 原砂 石英砂：以石英（SiO2）为主要成矿物质成分的硅砂。 铸钢：SiO2＞96％ 铸铁：SiO2 ＞93％ 石英砂 天然砂 人工砂：人工破碎砂 天然湖砂：湖口砂、都昌砂 天然河砂：河南郑庵砂、吴淞砂 天然海砂：福建东山砂、新会砂 天然风砂：内蒙大林砂、伊胡塔砂 水力砂 风积砂 天然山砂：江苏六合红砂、唐砂 红砂 沉积砂 4、湿型砂的主要原材料 3.2 粘土砂型 非石英质原砂 石英质原砂的缺陷：膨胀系数大、热性能差、化学稳定性差，劳动条件差。 镁砂（magnesite） 主要成分为MgO，（菱镁矿）MgCO2→MgO+CO2。 菱镁矿高温煅烧（1500-1650℃）使MgO重结晶、烧结、破碎、分选。 性能：熔点高、蓄热系数高（是石英砂的一倍半）、热膨胀率比石英小，无相变引起的体积膨胀、化学性能稳定，不与MnO、FeO反应，用于锰钢可防止粘砂。 锆砂（zircon sand） 矿物组成：四方晶系的锆英石ZrSiO4。 性能：密度4.4-4.7g/cm3、莫氏硬度7-8、熔点2038-2420℃，随杂质而不同、烧结点1540℃。热膨胀率比其它原砂都小，可避免夹砂类缺陷，热导率、蓄热系数、密度都比石英高，所以冷却能力强，化学稳定性高，不被金属或金属氧化物润湿，不易产生粘砂缺陷。其缺点是难以获得粗砂、有放射性、价格昂贵。 4、湿型砂的主要原材料 3.2 粘土湿型 电熔陶粒是近年开发研制生产的新型铸造用砂，主要成分为莫来石； Al2O3 76.31 SiO2 13.28 FeO 4.38 Na2O 0.05 粒型：球型，角度系数≤1.1； 耐火度≥1830℃，粒度6—320目 真密度：3.37 主要用于高质量消失模铸件生产的填充砂；它耐高温，热膨胀量小，不破碎，无粉尘，透气性好，填充性好。 陶粒砂（宝珠砂） － － － ＋ 阳离子： Ca＋＋、Na＋、K＋、Li＋ ＋ 4、湿型砂的主要原材料 3.2 粘土湿型 (2) 膨润土 粘土的化学组成 : SiO2、Al2O3和结晶水 粘土的矿物组成 : 高岭石 蒙脱石 伊利石 1)高岭石类（耐火粘土）： 特点：具有较小的膨胀、收缩性能和较高的耐火度 用途：干型，浇注大件的砂型铸造用粘土 2)蒙脱石类（膨润土）