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覆膜砂鑄工藝要點匯總

發(fā)布日期:2022-01-28
  膜砂鑄造在鑄造領(lǐng)域已有相當長的歷史,鑄件的產(chǎn)量也相當大;但采用覆膜砂鑄造生產(chǎn)精密鑄鋼件時面臨很多難題:粘砂(結(jié)疤)、冷隔、氣孔。如何解決這些問題有待于我們?nèi)ミM一步探討。
  一、對覆膜砂的認識與了解(覆膜砂屬于有機粘結(jié)劑型、芯砂)
  (1)覆膜砂的特點:具有適宜的強度性能;流動性好,制出的砂型、砂芯輪廓清晰,組織致密,能夠制造出復雜的砂芯;砂型(芯)表面質(zhì)量好,表面粗糙度可達Ra=6.3——12.5μm,尺寸精度可達CT7——CT9...;潰散性好,鑄件容易清理! 。2)適用范圍:覆膜砂既可制作鑄型又可制作砂芯,覆膜砂的型或芯既可互相配合使用又可與其它砂型(芯)配合使用;不僅可以用于金屬型重力鑄造或低壓鑄造,也可以用于鐵型覆砂鑄造,還可以用于熱法離心鑄造;不僅可以用于鑄鐵、非鐵合金鑄件的生產(chǎn),還可以用于鑄鋼件的生產(chǎn)。
  二、覆膜砂的制備
  1.覆膜砂組成
  一般由耐火材料、粘結(jié)劑、固化劑、潤滑劑及添加劑組成。
  (1)耐火材料是構(gòu)成覆膜砂的主體。對耐火材料的要求是:耐火度高、揮發(fā)物少、顆粒較圓整、堅實等。一般選用...擦洗硅砂。對硅砂的要求是:SiO2含量高(鑄鐵及非鐵合金鑄件要求大于90%,鑄鋼件要求大于97%);含泥量不大于0.3%(為擦洗砂)--[水洗砂含泥量規(guī)定小于;粒度①分布在相鄰3——5個篩號上;粒形圓整,角形因素應不大于1.3;酸耗值不小于5ml。
 。2)粘結(jié)劑普遍采用酚醛樹脂。
 。3)固化劑通常采用烏洛托品;潤滑劑一般采用硬脂酸鈣,其作用是防止覆膜砂結(jié)塊,增加流動性。添加劑的主要作用是覆膜砂的性能。
  (4)覆膜砂的基本配比 成分 配比(質(zhì)量分數(shù),%) 說明:原砂 100 擦洗砂, 酚醛樹脂 1.0——3.0 占原砂重 ,烏洛托品(水溶液2) 10——15 占樹脂重,硬脂酸鈣 5——7 占樹脂重,添加劑 0.1——0.5 占原砂重 。1:2) 10——15 占樹脂重,硬脂酸鈣 5——7 占樹脂重,添加劑 0.1——0.5 占原砂重 。
 。玻材ど暗纳a(chǎn)工藝
  覆膜砂的制備工藝主要有冷法覆膜、溫法覆膜、熱法覆膜三種,目前覆膜砂的生產(chǎn)幾乎都是采用熱覆膜法。熱法覆膜工藝是先將原砂加熱到溫度,然后分別與樹脂、烏洛托品水溶液和硬脂酸鈣混合攪拌,經(jīng)冷卻破碎和篩分而成。由于配方的差異,混制工藝有所不同。目前國內(nèi)覆膜砂生產(chǎn)線的種類很多,手工加料的半自動生產(chǎn)線約有2000——2300條,電腦控制的全自動生產(chǎn)線也已經(jīng)有將近50條,提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品穩(wěn)定性。例如xx鑄造有限公司的自動化可視生產(chǎn)線,其加料時間控制到0.1秒,加熱溫度控制到1/10℃,并且可以通過視頻時時觀察混砂狀態(tài),生產(chǎn)到6噸/小時。
  3、覆膜砂的主要產(chǎn)品類型
 。1)普通類覆膜砂  普通覆膜砂即傳統(tǒng)覆膜砂,其組成通常由石英砂,熱塑性酚醛樹脂,烏洛托品和硬脂酸鈣構(gòu)成,不加有關(guān)添加劑,其樹脂加入量通常在強度要求下相對較高,不具備低膨脹、低發(fā)氣等特性,適用于要求不高的鑄件生產(chǎn)。
  (2)高強度低發(fā)氣類覆膜砂
  特點:高強度、低膨脹、低發(fā)氣、慢發(fā)氣 簡介:高強度低發(fā)氣覆膜砂是普通覆膜砂的更新?lián)Q代產(chǎn)品,通過加入有關(guān)特性的“添加劑”和采用新的配制工藝,使樹脂用量大幅度下降,其強度比普通覆膜砂高30%以上,發(fā)氣量顯著降低,并能延緩發(fā)氣速度,能好地適應鑄件生產(chǎn)的需要。該類覆膜砂主要適用于鑄鐵件中,中小鑄鋼、合金鑄鋼件的生產(chǎn)。目前該類覆膜砂有三個系列:GD-1高強度低發(fā)氣覆膜砂;GD-2高強度低膨脹低發(fā)氣覆膜砂;GD-3高強度低膨脹低發(fā)氣覆膜。
 。3)(類)覆膜砂(ND型)
  特點:高強度、低膨脹、低發(fā)氣、慢發(fā)氣、易潰散 簡介:覆膜砂是通過工藝配方技術(shù)生產(chǎn)出的具有優(yōu)異高溫性能(高溫下強度高、耐熱時間長、熱膨脹量小、發(fā)氣量低)和綜合鑄造性能的新型覆膜砂。該類覆膜砂特別適用于復雜薄壁精密的鑄鐵件(如汽車發(fā)動機缸體、缸蓋等)以及高要求的鑄鋼件(如集裝箱角和火車剎車緩;中器殼件等)的生產(chǎn),粘砂、變形、熱裂和氣孔等鑄造缺陷。目前該覆膜砂有四個系列:VND-覆膜砂. ND-2低膨脹低發(fā)氣覆膜砂 ND-3低膨脹低發(fā)氣覆膜砂 ND-4高強底低膨脹低發(fā)氣覆膜
  (4)易潰散類覆膜砂 具有較好的強度,同時具有優(yōu)異的低溫潰散性能,適用于生產(chǎn)有色金屬鑄件。
  (5)其它要求覆膜砂 為適應不同產(chǎn)品的需要,開發(fā)出了系列特種覆膜砂如:離心鑄造用覆膜砂、激冷覆膜砂、濕態(tài)覆膜砂、防粘砂、防脈紋、防橘皮覆膜砂等。
  三、覆膜砂制芯主要工藝過程
  加熱溫度200-300℃、固化時間30-150s、射砂壓力0.15-0.60MPa。形狀簡單的砂芯、流動性好的覆膜砂可選用較低的射砂壓力,細薄砂芯選擇較低的加熱溫度,加熱溫度低時可適當延長固化時間等。覆膜砂所使用的樹脂是酚醛類樹脂。制芯工藝的優(yōu)點:具有適宜的強度性能;流動性好;砂芯表面質(zhì)量好(Ra=6.3-12.5μm);砂芯抗吸濕性強;潰散性好,鑄件容易清理。
  1、鑄型(模具)溫度
  鑄型溫度是影響殼層厚度及強度的主要因素之一,一般控制在220——260℃,并根據(jù)下列原則選定:(1)...覆膜砂上的樹脂軟化及固化所需的足夠熱量;(2)...形成需要的殼厚且殼型(芯)表面不焦化;(3)盡量縮短結(jié)殼及硬化時間,以提高生產(chǎn)率。
  2、射砂壓力及時間
  射砂時間一般控制在3——10s,時間過短則砂型(芯)不能成型。射砂壓力一般為0.6MPa左右;壓力過低時,易造成射不足或疏松現(xiàn)象。3、硬化時間:硬化時間的長短主要取決于砂型(芯)的厚度與鑄型的溫度,一般在60——120s左右。時間過短,殼層未固化則強度低;時間過長,砂型(芯)表面層易燒焦影響鑄件質(zhì)量。覆膜砂造型(芯)工藝參數(shù)實例:序號 圖號 殼厚(㎜) 重量(㎏) 鑄型溫度(℃) 射砂時間(s) 硬化時間(s) 1 (導向套)DN80-05 8——10 2.5——2.6 220——240 2——3 60——80 2 (閥體)DN05-01 10——12 3.75——3.8 240——260 3——5 80——100
  四、覆膜砂應用中存在的問題及解決對策
  制芯的方法種類很多,總的可以劃分為熱固性方法和冷固性方法兩大類,覆膜砂制芯屬于熱固性方法類。
  任何一種制芯方法都有其自身的優(yōu)點和缺點,這主要取決于產(chǎn)品的質(zhì)量要求、復雜程度、生產(chǎn)批量、生產(chǎn)成本、產(chǎn)品價格等綜合因素來決定采用何種制芯方法。對鑄件內(nèi)腔表面質(zhì)量要求高,尺寸精度要求高、形狀復雜的砂芯采用覆膜砂制芯。例如:轎車發(fā)動機氣缸蓋的進排氣道砂芯、水道砂芯、油道砂芯,氣缸體的水道砂芯、油道砂芯,進氣岐管、排氣岐管的殼芯砂芯,液壓閥的流道砂芯,汽車渦輪增壓器氣道砂芯等等。但是在覆膜砂使用中還常遇到一些問題,這里僅...工作中的體會略談一二。
  1、覆膜砂的強度和發(fā)氣量的確定方法
  在原砂質(zhì)量和樹脂質(zhì)量的前提下,影響覆膜砂強度的關(guān)鍵因素主要取于酚醛樹脂的加入量。酚醛樹脂加入量多,則強度...提高,但發(fā)氣量也增加,潰散性...降低。因此在生產(chǎn)應用中要控制覆膜砂的強度來減少發(fā)氣量,提高潰散性,在強度標準的制訂時定要找到一個平衡點。這個平衡點...是...砂芯的表面質(zhì)量及在澆注時不產(chǎn)生變形、不產(chǎn)生斷芯前提下的強度。這樣才能...鑄件的表面質(zhì)量和尺寸精度,又可以減少發(fā)氣量,減少鑄造件氣孔缺陷,提高砂芯的出砂性能。對砂芯存放,搬運過程中可以采用工位器具、砂芯小車,并在其上面鋪有10mm——15mm厚的海綿,這樣可以減少砂芯的損耗率。
  2、覆膜砂砂芯的存放期
  任何砂芯都會吸濕,特別是南方地區(qū)空氣相對濕度大,對砂芯存放期在工藝文件上加以規(guī)定,利用精益生產(chǎn)先進先出的生產(chǎn)方式減少砂芯的存放量和存放周期。各企業(yè)應結(jié)合自己的廠房條件和當?shù)氐臍夂驐l件來確定砂芯的存放周期。
  3、控制好覆膜砂的供貨質(zhì)量
  覆膜砂進廠時附有供應商的質(zhì)量...資料,并且企業(yè)根據(jù)抽樣標準進行檢查,檢查合格后方可入庫。企業(yè)取樣檢測不合格時由質(zhì)保和技術(shù)部門做出處理結(jié)果,是讓步接受或向供應商退貨。
  4、合格的覆膜砂在制芯時發(fā)現(xiàn)砂芯斷裂變形
  制芯時砂芯的斷裂變形通常會認為覆膜砂強度低造成的。實際上砂芯斷裂和變形會涉及到許多生產(chǎn)過程。出現(xiàn)不正常情況,要查到真正的原因才能...解決。具體原因如下:
 。1)制芯時模具的溫度和留模時間,關(guān)系到砂芯結(jié)殼硬化厚度是否滿足工藝要求。工藝上所規(guī)定的工藝參數(shù)都需要有一個范圍,這個范圍需靠操作人員的技能來進行調(diào)整。在模具溫度上...留模時間可以取下限,模具溫度在下...留模時間取上限。對操作人員需要不斷地培訓提高操作技能。
  (2)制芯時在模具上會粘有酚醛樹脂和砂粒,進行及時清理并噴上脫模劑,否則會越積越多開模時會把砂芯拉斷或變形。
 。ǎ常嵝竞心>哽o模上的彈簧頂桿,由于長期在高溫狀態(tài)下工作會產(chǎn)生彈性失效而造成砂芯斷裂或變形。及時更換彈簧。
 。4)動模和靜模不平行或不在同一中心線上,合模時在油缸或氣缸的壓力作用下,定位銷前端有一段斜度,模具還是會合緊,但在開模時動模和靜模仍會恢復到原始狀態(tài)使砂芯斷裂或變形。在這種情況下射砂時會跑砂,砂芯的尺寸會變大。解決對策是及時調(diào)整模具的平行度和同軸度。
  (5)在殼芯機上生產(chǎn)空心砂芯時,從砂芯中倒出尚未硬化的覆膜砂需要重新使用時,進行過篩并未用過的覆膜砂按3:7比例混合后使用,這樣才能...殼芯砂芯的表面質(zhì)量和砂芯強度。
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