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解决粘土湿型砂铸造缺陷,学习这些混砂方法很重要!

2021-12-01  一兵个人...

洲际铸造 2021-11-29 19:30



一.粘土砂铸造适合于什么样的生产

粘土砂是以粘土(陶土)作粘结剂的型(芯)砂。粘土砂造型由于其成本低廉,适合于批量大规模生产,所以目前仍然作为铸件生产的最主要方式。粘土砂旧沙由于在循环使用过程中各组份的热分解,发生物理性能的变化,如未经再生就加以使用,将使型砂质量不稳定。据统计铸件废品率中3040%为型砂质量引起,因此型砂质量的控制在粘土砂造型中起十分重要的作用。随着目前对铸件要求的提高,对型砂质量的要求也越来越高。

二.粘土砂造型中几种与型砂质量有关的常见缺陷

1.气孔、浇不到、冷隔

粘土砂型砂的组成绝大部分为旧砂(8595%),由于旧砂循环使用过程中经过反复热冲击,一些组分会出现热分解,发生物理性能的变化:

a. 粘土在砂型温度高于500度的区域,膨润土晶体结构受到完全破坏,就变成没有湿态粘结力的无效粘土以粉尘状态存在与旧砂中,成为旧砂泥份中的一种;

b. 煤粉炭化成为枯化物;

c. 不稳定的砂粒(包含杂质)会粉化。

这些衍生物共同成为旧砂的微粉。微粉含量超过一定的限度,微粉堵塞砂砾空隙就会造成型砂透气性差。而且无效粘土吸水能力比有效粘土强,从有效粘土中夺取有效水分,因此当无效粘土含量较多时,达到调匀所需的加水量就得增加。加大了型砂加水量,在某种程度上也就加大了型砂的发气量。由于发气量增加而透气性减少,浇铸时液体所收的阻力增大,必然导致侵入性气孔、浇不到、冷隔等缺陷的形成。

2.表面光洁度差(包括砂眼、毛刺、夹砂结疤等)

大量的无效粘土造成型砂的抗拉强度差、韧性低、透气性差。增大型砂的脆性,使型砂易塌箱、掉砂,在浇铸时砂粒容易掉落形成砂眼、毛刺、夹渣结疤等缺陷,进而影响铸件质量。

3.粘砂

无效粘土(死黏土)部分约占整个砂型重的25%,无效粘土的一部分在高温作用下包裹在砂粒表面上,烧结形成一层牢固的膜,不能用水洗掉,成为砂粒的一部分,这层膜又称为惰性膜。型砂经过无数次循环混制和浇铸受热,惰性膜将多层重叠包裹,这个过程又叫鱼卵石化现象。适当的鱼卵石化降低了石英含量,减轻型砂的热膨胀性,减少膨胀类缺陷。当鱼卵石化过度惰性膜太厚时,由于惰性膜溶点低,降低了型砂总体的sio2含量,使型砂耐火度(仅有1150度)降低,如果浇铸温度高于14001450度时易引起铸件表面粘砂,产生机械粘砂,造成铸件表面不光洁。

4.造型时掉砂、塌箱

死黏土没有粘结力,大量的死黏土造成型砂起模性差。使型砂易塌箱、掉砂。

5.粘模

由于死黏土含量增加,这种型砂不仅不利于输送,而且在造型时容易脱膜。

6.旧砂中瓷化现象越来越多

包裹沙粒的粘土由于受高温的影响,可瓷化成膜,膜的厚度、总量在一定的范围内对粘土砂是有益的,但超过一定的界限就会影响粒度分布及均匀性,影响强度。

7.简单的人工筛砂

很多企业采用双砂制,简单人工筛分,加大量新砂和较多的辅料混制后用作面砂,背砂则是定期筛分。存在的问题较多;

a. 旧砂含泥量严重超过工艺要求(多数≥20%);

b. 加水量超过(%)

c. 颗粒不匀,集中度很低;

d. 铸件表面光洁度不能瞒住市场对铸件的要求,尤其是出口铸件;

e. 相对废品率较高。

这一类型企业在我国铸造业中占相当大比例,其中包括一些产量上已形成较大规模(年产量超过10000吨)的企业,这些企业并不是不考虑旧砂的回收处理,而是受多方因素的影响。例如:完整的砂处理生产线投资大,工人维修保养素质相对低等。

综上所述,目前国内铸造业在旧砂回用存在的主要问题是:

1. 微粉含量过高。

2. 砂温未能得到有效降低。

3. 有机旧芯沙污染型砂,型砂质量下降。

4. 大量淘汰旧砂,添加新砂,既增加成本又污染环境。

三.再生的目的

1. 对型砂而言

有效去除型砂中的死黏土等微粉;

降低型砂水分加入量;

使型砂的分布粒度分布更匀;

降低新砂对型砂的污染,控制瓷化膜的总量;

降低新砂加入量;

型砂的温度,得到降低;

2. 对铸件质量

提高表面光洁度;

降低废品率;

.再生的使用方法及流程

1. 在线中加插再生系统

目前有简易的旧砂回用线,但含泥量较高,是旧砂粒度分布不匀,再线中加插再生机就可以解决问题。

2. 地面造型、无砂处理;

直接使用再生系统,再生的沙混制后作面砂,这样投资少,型砂的质量能得到有效控制。

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