灰铁铸件质量受型砂的影响及解决方法
型砂即原砂加入粘结剂,经充分混合后的产物。造型过程中,型砂在外力作用下成型并达到一定的紧实度而成为砂型。原砂为骨干材料,占型砂总质量的90%以上,粘结剂起粘结砂粒的作用,以粘结簿膜包覆砂粒,使型砂有必要的强度和韧性。有时为了改善型砂的性能而需要加入其他一些附加物如溃散剂、催硬剂、固化剂及水等。由上述我们可知,型砂中的成分有原砂、粘结剂及一些附加物等组成。首先,我们从原砂方面来分析。用砂子作为型砂的骨干材料,因为其来源广,能够满足生产灰铁铸件的要求。一方面,它能为砂型提供必要的耐高温性能和物理性能,有助于液体金属充型。另一方面,砂子粒度能为砂型提供间隙,保证砂型有一定的透气性。在浇注过程中,使型腔内急剧受热产生的气体能顺利逸出。
1 原砂的主要 性:
1.1、粒度和平均细度粒度小,需较多的粘结剂,砂型紧实度高,生产出的灰铁铸件表面光滑,外观质量好。但可能会造成透气性差,容易产生气孔、憋气等铸造缺陷。粒度大会严重恶化灰铁铸件的表面质量,不仅灰铁铸件表面粗糙度、降低灰铁铸件尺寸精度, 严重的可能会产生铸造粘砂,给灰铁铸件清理工人造成一定的困难,且严重影响灰铁铸件外观。目前,我们所用原砂粒度为4O一70,平均细度为38—43。
1.2、水分:含水量会对灰铁铸件有很大的影响,含水量太大,浇注时,水在高温下的体积会急剧膨胀,而且会产生分解反应,生成H:和0z。H:在液体金属中的溶解度随温度的变化有很大差别,当它的量很大时,Hz来不及逸出,而灰铁铸件的温度下降时。那么,H: 会停留在铸件中而成为气孔。
1.3、微粉含量:微粉干扰化学反应,并且由于了要求粘结覆盖的表面积而增加粘结剂加人量,如果粘结剂量不变,细粉使型砂的机械强度下降。另外,型砂的流动性及透气性都会因微粉的增多而降低。
1.4、角形系数:角形系数是硅砂的实际比表面积与理论比表面积的比值,它能表示该砂粒形状偏离圆球形的程度。通常而言,圆形的砂粒,有利于粘结,使砂粒间能形成较好的粘结性能。另一方面,圆形砂流动性好,易紧实,可得到较高的强度和一定的透气性。要想得到型砂,还有粘结剂,我公司现使用的粘结剂主要是水玻璃,另外还有少量的呋喃树脂及碱性酚醛树脂等。水玻璃的主要 性有密度、模数及水不溶物等。密度主要决定了水玻璃的粘度,粘度越大,粘结能力越强,但过大,会使型砂流动性太差,而模数决定了型砂的硬化时间,根据气温的变化,适当改变水玻璃的模数会使砂型的硬化时间减少,有利于节省原材料及提高劳动生产率,水不溶物则能表示水玻璃的纯度等。
生产中,我们不仅要检测原材料的 性,而且要检测型砂的 性,我们检测型砂的主要性能有:
(1)湿压强度:型砂有好的湿压强度可以容易成型,砂型有很好的紧实度。反之,则型砂有松散的现象,砂型质量也差。
(2)干拉强度:干拉强度指砂型硬化后的强度,对于灰铁铸件的实际生产有很大的影响,干拉强度小,会给上工序的工人操作造成一些麻烦,反之,则铸件的出砂性差。
(3)水分:型砂中的水分可保证型砂在成型时保证一定的紧实率,它和湿态强度有着 密切的联系,而硬化后的砂型,我们则希望含水量越少越好。
(4)透气性:在保证灰铁铸件能顺利浇出的前提下,透气性越大越好。对型砂质量进行有效的控制,是提高灰铁铸件表面质 量和降低废品率的关键。通常,在型砂实验室中,由实验员以一定的时间间隔从混砂机中取样,并测量湿压强度,干拉强度,水分、透气性等指标,靠这种方法并不 能实现对型砂质量的控制,只能起到“事后调整”的作 用,远远不能满足实际生产的需要。为此,我公司采取了下列方法对型砂质量进行了控制。
2 型砂水分控制:生产中,所有的砂型都在造型场地中生产,混制的型砂经过混砂机和几条运输皮带进人造型机砂斗内。由于中间环节较多,型砂水分会有蒸发, 别是夏天其水分蒸发 快,使造型时的型砂水分与混砂时的水分有差异,加上型砂运输过程中水分蒸发造成的表干层, 使型砂水分不均匀,造成实际生产中灰铁机床铸件出现砂眼,粘砂次数多。为此,我们在型砂运输的过程中,作了喷水装置,为准确定量型砂水分。我们不仅在混砂机里取样,而且在现场取样,从而对比两处型砂的水分差异,以便能 的保证型砂的性能要求。
3 透气性的控制:生产用原砂为海城产的硅砂,含泥量为0.52%,从原砂进厂到正式碾砂前的几个环节中,我们又增加了几道吸尘装置,经检验原砂含泥量下降到0.20%,从而增加了型砂的透气性,反映在实际生产中, 是灰铁铸件气孔缺陷减少。
4 湿压强度的控制:以前碾的型砂,湿压强度刚刚合格,而且在实际生产中,粘膜现象很重要。经分析,我们归结为原材料的问题,换了另外一家水玻璃,湿压强度控制在0.9u 0.13NPa,在现场使用中,反映良好,浇注出的灰铁铸件表面光洁,无粘砂现象。 5 对型砂进行回性:由于受场地等各方面的限制,我公司的储砂斗很小,但我们要求储砂斗中随时都放满砂子。决不允许现混现用,这样,使混好的砂子进行一段时间的回性处理。
6 适时地造型浇注:在于热的夏天,砂型造好硬化后,应及时下芯,合型。否则砂型会风干、吸潮、致使表面 别是棱边,在下芯合型过程中产生掉砂,产生砂眼缺陷,对因故当天不能浇注的砂型,二天揭盖,如吸潮,进行烘干后再合型、浇注,以免灰铁机床铸件产生气孔缺陷。在寒冷的冬天,由于砂型采用Co2硬化和煤气烘烤两种硬化方式,CO:硬化是一种化学反应,硬化后砂型温度较低,煤气烘烤是通过热量使硅胶凝聚,硬化后砂型温度较高,而实际生产中,我们通常采用煤气烘烤上型,而用 co2硬化下型,如果我们在砂型硬化后及时合型。那么下冷上热, 会产生热传递,灰铁铸件出现粘砂,砂眼等缺陷。所以,在冬天,我们要尽可能在砂型达到室温后来下芯、合型。
采用如上所述措施后,型砂质量得到了有效的控制,使灰铁铸件质量有了很大的提高