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铸造技术!粘土湿型砂所有优缺点及几种常用的

2018-08-09 20:17编辑:duxue.org人气:


图2 α淀粉制造方法示意图

3、聚苯乙烯珠粒

上世纪70年代,美国、当时的联邦德国都有铸造厂在黏土湿型砂中配加聚苯乙烯珠粒,以代替煤粉。聚苯乙烯的光亮碳析出量是煤粉的9~11倍,型砂中加入1%,就有很好的防黏砂能力。

煤粉受到金属液的高温作用后,在型砂中残留焦炭粒和灰分。这些都是吸水能力很强的物质,加入循环使用的系统砂中的水分,先被这类多孔性物质吸收,然后才润湿膨润土,因而不得不使型砂中保有较高的水分。聚苯乙烯受高温作用后几乎全部气化,没有残留物,用以代替煤粉,,可相应降低型砂中所需的水分,也有利于改善型砂流动性。

聚苯乙烯珠粒是光滑的球体,加入型砂后可以改善型砂的流动性,使其易于舂紧。德国有一家生产风冷发动机铸铁件的铸造厂,用高压造型线造型,系统砂是加煤粉的黏土湿型砂。生产缸体铸件时,模样上有一不大的凹陷,取模时吊砂不易脱出。为解决此问题,专配一种只含聚苯乙烯珠粒、不含煤粉的型砂,在模板进入造型机之前,由人工将其填入凹陷。结果,不仅取模方便,而且铸件凹陷部位的表面光洁。

黏土湿型砂中代替煤粉的的聚苯乙烯珠粒,粒度为0.15 mm左右,加入量一般为1%。用聚苯乙烯珠粒的缺点是生产成本有所增高,而且铸件浇注后释放有害气体。但是,如果只是局部敷用,这两方面的问题都不大

4、石墨粉

早期,手工造型用的粘土湿型砂是不加煤粉的,为改善铸件的表面质量,工人都在铸型表面涂石墨粉。石墨粉受高温作用后虽然不产生光亮碳,但可形成还原性气氛,有利于防止粘砂缺陷。再则,石墨不易被铁液润湿,能有效地防止铁液渗入砂粒之间的间隙。

此外,石墨粉的耐用性远优于煤粉,用石墨粉代替煤粉,型砂的水分也可适当降低。目前,美国、日本都有铸造厂在黏土湿型砂中用石墨粉代替煤粉,用法有两种:一是在混砂时加入,所用的石墨粉是微晶石墨(以前称为土状石墨),加入量一般为0.3~0.5%;二是作为脱模剂,喷涂在模样表面上,造型后,脱模时转移到砂型表面。

5、短纤维类物质

粘土湿型砂中加入木屑的经验早已有之,其所以能防止黏砂缺陷,主要是两种作用:一是在贴近铸件的表层,木屑热解、燃烧,有利于形成还原性气氛,而且木屑燃烧后留有硅砂膨胀的空间;二是用于背层的型砂中,木屑纤维有增强型砂的作用。

粘土湿型砂中用木屑代替煤粉,多用于生产小型铸钢件。因为以前不太注意煤粉释放有害气体的问题,在生产铸铁件方面未能推广应用。

近年来,由于对有害气体排放的限制日益严格,美国铸造行业对此非常重视,又转而注意木屑的应用。目前,所用的材料主要是经粉碎的玉米芯粉、秸秆粉和木粉。由于这类材料都是可再生资源,尤其因价格低廉而受到青睐。

据报道,美国西北部一些生产汽车用灰铸铁件和球墨铸铁件的铸造厂,已成功地用以部分代替煤粉(40%左右),可以有效地防止铸件产生膨胀缺陷。在其中的一个铸造厂所作的测定表明:煤粉全部由木粉代替后,浇注后有害气体的浓度降低74%;以木粉取代40%的煤粉后,有害气体的浓度降低42%。

木粉热解、燃烧产生的有害气体很少,完全用以代替煤粉后,之所以仍有26%的有害气体,是因为铸造厂采用冷芯盒工艺制芯,落砂时有部分芯砂进入循环使用的旧砂中,浇注后芯子和型砂中含有的芯砂会析出有害气体。

6、用再生植物油代替煤粉

日本某公司,从上世纪70年代起,就着手研究再生回用的植物油在粘土湿型砂中的应用。在试验研究的基础上,确认其效果良好后,经试制阶段逐渐扩大其使用范围。从1978年开始,在生产中全面用再生植物油代替粘土湿型砂中的煤粉。到2006年,用新工艺生产的铸铁件累计已有136.4万吨,据报道,在环境保护、改善型砂性能和提高铸件质量方面,都取得了良好的效果,其经验值得我国铸造行业借鉴。

植物油的价格虽然高于煤粉,但所用的是废弃植物油经再生处理后的产品,价格低廉。

用再生植物油代替煤粉的效果简单地概况如下:

1)环境保护方面 CO2排放量大幅度减少;SO2排放量减少;进入型砂和大气中的粉尘都明显减少。

2)改善型砂性能方面 再生植物油加入量在0.8%以下,型砂的强度略有提高;型砂的流动性改善,铸型易于舂实;制得的铸型表面稳定性好。

3)产品铸件的质量方面 铸件的尺寸精度提高;铸件的表面质量改善。

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(来源:网络整理)

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