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No.3湿型砂混砂批料的自动控制-关于混型砂的混砂工艺-高密度湿型的型砂性能要求

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No.3湿型砂混砂批料的自动控制-关于混型砂的混砂工艺-高密度湿型的型砂性能要求No.3湿型砂混砂批料的自动控制-关于混型砂的混砂工艺-高密度湿型的型砂性能要求 目录 湿型砂混砂批料的自动控制 于震宗 1 前言 1 1.混砂加水量的自动控制——“本批控制” 1 2.型砂的在线监测和批料中膨润土和煤粉加入量自动控制——“下批控制” 2 3.计算机预先计算出膨润土和煤粉加入量的自动控制——“预防控制” 3 4.讨论 6 关于混型砂的混砂工艺 于震宗 9 1.前言 9 2.几种常用的混砂机类型 9 3.混砂效率和混砂生产率 11 4.混砂机的保养和维修 13 5.结论 13 高密度...

No.3湿型砂混砂批料的自动控制-关于混型砂的混砂工艺-高密度湿型的型砂性能要求
No.3湿型砂混砂批料的自动控制-关于混型砂的混砂工艺-高密度湿型的型砂性能要求 目录 湿型砂混砂批料的自动控制 于震宗 1 前言 1 1.混砂加水量的自动控制——“本批控制” 1 2.型砂的在线监测和批料中膨润土和煤粉加入量自动控制——“下批控制” 2 3.计算机预先计算出膨润土和煤粉加入量的自动控制——“预防控制” 3 4.讨论 6 关于混型砂的混砂工艺 于震宗 9 1.前言 9 2.几种常用的混砂机类型 9 3.混砂效率和混砂生产率 11 4.混砂机的保养和维修 13 5.结论 13 高密度湿型的型砂性能要求 于震宗 14 前言 14 1.紧实率和含水量 15 2.透气率 15 3.湿态强度 16 4.型砂含泥量 19 5.型砂粒度 19 6.有效膨润土量 20 7.型砂的有效煤粉量 21 8.热湿拉强度 21 9.型砂韧性和起模性 22 10.型砂流动性和可紧实性 23 11.结束语 24 1/20 湿型砂混砂批料的自动控制 于震宗(清华大学 100084) 2003/6 摘要:本文首先简略叙述国内常用的湿型砂中水分的自动控制,然后介绍国内外关于膨润土和煤粉加入量的自动控制 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 概况,并对我国铸造工厂应用可能性提出看法。 关键词: 湿型砂 混砂 自动控制 前言 湿型砂在混砂时加入到混砂机中的各种材料统称为批料,其中占绝大部分的是用回用旧砂,另外还要补加适量的水分、新砂、膨润土、煤粉等材料。所加入的各种材料的重量比例关系成为批料配方。如果所生产的铸件品单一或结构相近,旧砂中膨润土、煤粉的烧损量和溃碎砂芯的流入量比较稳定,批料配方中的膨润土和煤粉的补充加入量可以基本稳定不变。由于回用旧砂可能或干或湿,只需要调整混砂加水量使型砂最终的干湿程度符合规定,这是比较容易实现自动控制的。但是,假如同一型砂系统的造型线生产多种铸件,铸件大小和厚薄、砂铁比高低等具体条件不同,再加上砂芯多少不等,溃碎砂芯流入量不同,就会使回用旧砂中的有效膨润土、有效煤粉及灰分含量差别激起明显。在这种情况下,虽然加水量的自动控制仍然容易,但混砂批料配方中膨润土和煤粉等材料补加量有很大区别。目前绝大多数铸造工厂仍然是靠经验来人工调整混砂批料加入量的,因而导致型砂性能经常波动。为了使型砂质量稳定和生产成本降低,人们开始试图采用计算机技术解决这一难 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。混砂批料的自动控制可以分为:本批控制、下批控制和预防控制三种 1 混砂加水量的自动控制——“本批控制” 我国仍有很多铸造工厂靠定量水表或定量水箱将水加入混砂机的型砂中。如果回用旧砂中有未浇注的砂型,就会使混制出型砂含有过分高的水分。经过周末或假日尚未落砂的砂型可能使回用旧砂变干,混制出型砂就会有过分低的水分。必然造成型砂的含水量和紧实率都产生极大波动。还有些铸造车间中完全靠混砂工人手工操作给水阀门,根据手捏感觉和混砂机中型砂翻滚或粘附混砂机侧壁现象控制加水量。这种办法要求混砂工人具有丰富经验,并且经常用型砂实验室用仪器测得数值核对手和眼睛的感觉。这样混制出型砂干湿程度也有较大误差。目前我国已有一些工厂的混砂机安装有混砂加水的自动控制装置,使型砂卸砂时的干湿程度已符合规定的要求。常见的自动控制方法有两大类: 1.1 一次性加水 有些混砂机的自动加水装置是用电容法测定出称量斗中回用旧砂的含水量,连同测得的旧砂温度和砂量,计算出向混砂机中加水量;或者是用电阻法测得混砂机中干湿物料的含水量和温度后计算出加水量,自动控制电磁水阀一次将水加足。 1.2 连续加水 混砂时陆续加水并随时测得型砂的成型性、紧实率或导电率,直至达到设定值后自动关闭电磁阀停止加水。有以下三种形式:?成型性:用成型性判断型砂干湿程度来自动控制加水装置的工作原理与圆筒筛测定成型性是相似的,也是根据型砂是否容易通过细小开口来确定干湿程度。区别是采用带有窄缝隙和宽缝隙的振动槽替代了转动的圆筒筛。在向混砂机 2/20 连续加水过程中不断取出砂样,根据砂样能否从窄缝和宽缝落下和阻挡光电管光源来判断型砂是否已达到所要求的干湿程度,以此自动控制加水阀门。这种装置在国内也有应用。工厂经验表明,为了装置正常工作,必须保证经常擦洗光源和光电管的玻璃表明,以防聚集尘土阻挡光线通过而失灵。?紧实率:其后的改进装置取消了光电检测部分,改用一只以水平轴旋转的轮子。在向混砂机连续加水过程中,从混砂机不断取出型砂经由振动槽向钩槽内送砂刮平,上面有另一只宽度比沟槽稍窄的从动轮对沟槽中型砂压实,其压下距离就代表紧实率。当紧实率符合要求时停止向混砂机中型砂加水。这个办法的原理与用试样筒测定紧实率相似。由于沟槽的深度有限,压实时沟槽中型砂会侧向滑动,以致控制精度不高,现已较少采用。目前应用最成功的自动化紧实率加水控制装置与型砂实验室中测定紧实率的方法完全相同。由螺旋取样器自动从混砂机取砂,经漏斗进入试样筒。刮去多余的型砂后用压力为1Mpa的液压缸压实,使筒中型砂的紧实程度基本上与用冲样器冲击三次近似。用位移传感器测定压砂行程,靠微机计算出紧实率。开始加水时型砂较干,测得紧实率低于规定值,需继续加水直到紧实率符合要求为止。国内有些铸造厂的混砂机安装有从国外引进的混砂紧实率自动控制加水装置。有的控制仪在加水后每15-16s自动从混砂机中取样测定一次,还有一种装置约两分钟取样测定一次,控制效果都较良好。?导电率:也可以边加水混砂,边测出混砂机中型砂导电率,并用砂温修正后得出实际含水量,与设定含水量比较后计算机确定出补充加水量,控制电磁水阀加水。有几家外国公司的产品属于此类。我国已有多家铸造工厂应用这种装置。 以上三种加水量控制方法都是对正在混制中型砂批料进行控制,因此可称为“本批控制”。 2 型砂的在线监测和批料中膨润土和煤粉加入量自动控制——“下批控制” 国内外有些研究和单位研制出多种型砂多性能在线自动监测装置,有的与成型性或紧实率从混砂机自动取样监测装置结合在一起。还有的安装在混砂机的卸砂溜槽或卸砂带式输送机旁,自动由混制好型砂取样。这些装置除了测定紧实率以外还增加了测定湿态强度(湿剪强度或湿压强度)、温度、含水量、透气率、剪切变形量和砂型硬度等。自动将型砂参数的实测值与预先规定的目标值相比较,由计算机算出以后批料配方中膨润土应有的补加量。因为水比较容易分布均匀,每次加水后估计约十几秒钟(快速混砂机)或三、四十秒钟(碾轮混砂机)后即可达到紧实率基本稳定阶段。所以在混砂机中陆续加水和随时取出样测定紧实率来判断是否已达到规定值是比较方便的。但是膨润土的分散和包裹砂粒比较费时,即使紧实率保持不变,一次加入膨润土后型砂湿态强度会随着混砂时间的延长而缓慢变化。混砂机的工作周期时间有限,在很多工厂中混砂结束时膨润土可能仍未完全发挥出粘结强度。所以不能简单地从正在混制的型砂中取样测得还在变化的湿态强度作为下一批型砂的批料加料设备的调整信息,使以后混制出的型砂具有设定的性能。 国外有些单位研究由型砂湿态强度在混砂过程中的变化趋势建立起教学模型,预测出最终的湿态强度和紧实率,从而用来确定本批型砂所补加的膨润土和水是否已够,并确定所需要的继续补加量。这种办法还有待于进一步研究和发展。 我国通常使用发气量方法测定有效煤粉量,而国外则是用测定型砂的含碳量、灼烧减量和挥发分含量的办法推测有效煤粉含量。由于型砂中的有效煤粉含量较难用在线方法检测 3/20 出来,通常是根据工厂所用膨润土和煤粉的材质不同而将二者的比例固定,使煤粉的加入量随膨润土的补加量而异。例如有一些铸造工厂的高效煤粉加入量是优质膨润土加入量的1/(2.5~3)。 3 计算机预先计算出膨润土和煤粉加入量的自动控制——“预防控制” 如果在一个砂型系统的造型线上生产几种铸件的砂铁比不同、砂芯流入量不同和铸件工艺参数不同,则回用旧砂中的残留的有效膨润土、有效煤粉含量都不相同。假如仍然按照固定的批料配方所规定的膨润土和煤粉补加量进行加料和混砂,即使型砂紧实率符合要求,也必然会造成型砂性能波动和铸件废品率增高。人们早已普遍认识到生产多种铸件的型砂系统应当根据每天的生产计划来改变膨润土和煤粉的加入量。例如80年代初期资料介绍德国Buderus铸造厂的工长按照铸件重量改变膨润土和光亮碳材料的补加量(德国铸造行业习惯将煤粉等铸铁件抗粘砂材料称为光亮碳材料)。在表格中将铸件重量分为13个级别,例如铸件重量级别为20~30kg的膨润土和光亮碳材料定量给料器加入时间分别为6s和3s;铸件 [1]50~60kg的加入时间分别为10s和5s。其后有些人更加细致地从各种铸件的膨润土和煤粉 [2~11]烧损量、溃散芯砂流入量等方面计算补加量。自从计算机的功能日益提高和使用日益普[5~!2]遍后,又试图根据生产计划安排用计算机预先确定膨润土和煤粉配方的自动控制方法。以下将简要介绍其内容、应用概况。 3.1 膨润土和煤粉的损耗 金属液烧注入砂型后,热量使靠近铸件表面的膨润土受热烧损。膨润土的损耗程度取决于(1)膨润土本身的热稳定性:包括钠化程度、矿物组成、化学成分、结晶构造等。例如天然钠土的烧损低于钙土,活化膨润土的热稳定性也高于未经活化处理的钙土。由于还有些未知因素的影响,各种膨润土的热稳定性必须具体测定,不能一概而论。(2)热量作用大小:包括砂铁比、冷却时间等。例如砂铁比低的铸件热量对型砂中膨润土的烧损作用更强些。冷却时间短的铸件对膨润土的烧损更少些。GF公司Mettmann铸造厂的试验工作证明烧注后 [2]65min落砂的膨润土烧损比120min落砂的少。 有些铸造工厂通过大量反复的试验工作或几个月膨润土和煤粉实际消耗量的统计工作,得出针对该工厂中铸件所使用原材料的烧损系数。通常用烧注100kg铁,型砂每1%有效膨润土的烧损量[kg]来表示膨润土的烧损系数,如下所示: *膨润土的烧损系数:A = 膨润土[kg] / 型砂有效膨润土量[%] / 100kg铁 B Mettmann铸造厂测得结果:膨润土是0.35~0.58kg / 1%有效土 / 100kg铁。即膨润土的*烧损系数(A)= 0.35~0.58。光亮碳材料是0.14~0.27kg / 1%光亮碳材料 / 100kg铁。即光B[2]**亮碳材料的烧损系数(A) = 0.14~0.27。其他人给出的膨润土烧损系数(A)各不相CB同。美国Heine得出怀俄明天然钠土为0.19,南部钙土为0.44;而Vingas则分别为0.16和0.275;荷兰Levelink测得0.25;德国铸造技术研究所的结果是膨润土烧损量随铸件壁厚增 [3]加而降低,壁厚为10、20、50、100mm时,膨润土烧损系数对应为0.47、0.35、0.23、0.17。瑞士Hofmann调查5家铸造厂膨润土烧损系数,结果表明除了与膨润土来源有关,而且与砂铁比( S / M )有关。这5家铸造厂的膨润土类别和有效土量、砂铁比、膨润土烧损系数分 **别如下;?德国活化土9%、S/M=9、A=0.22;?德国活化土10%、S/M=5、A=0.525;?BB**德国活化土10%、S/M=10、A=0.175;?美国南部钙土7%、S/M=9、A=0.205;?德国BB 4/20 [4]*活化土10%、S/M=7、A=0.36。德国KHD铸造厂生产曲轴箱、汽缸头等铸件,测得烧B**损系数(A):膨润土为0.85;灰铁件的光亮碳材料烧损系数(A)为0.45~0.55,球铁件为BC 0.35~0.45。型砂原来的有效膨润土含量为8.0%,按上面公式计算烧注第一种铸件时热作用使旧砂的有效膨润土降为7.03%,第二种铸件的有效膨润土降为6.96%,第三种铸件的有效[5]膨润土降为5.68%。 3.2 溃碎砂芯的流入和型砂的更新 树脂砂芯受铁水的热作用后,铸件落砂时大部分溃碎后混入回用的旧砂中。流入旧砂的砂芯量占旧砂量的比例因工厂的生产条件、铸件种类等众多因素而异。必须通过试验测定才能确定各工厂中各种铸件的溃碎砂芯流入量。例如:Mettmann铸造厂8种铸件的芯砂流[2]入量占相应砂型中旧砂量的0.14~4.25%。Harzer铸造厂生产汽车球铁件和灰铁件,砂系统 [6]不加新砂,只靠溃碎散芯砂流入。芯砂流入量最多可能达到型砂总量的12%。第一汽车公司第二铸造厂三种汽缸体铸件落砂时砂芯溃散流入旧砂中的量按砂芯重量的80%计算,分 [7]别占相应砂型旧砂量的1.96%、3.25%、4.4%。德国KHD铸造厂使用冷芯盒砂芯和壳芯。其中第一种铸件无砂芯流入,落砂后该砂型旧砂中有效膨润土仍如前面所述的7.03%。第二种铸件的砂芯有90%流入旧砂中,占该砂型旧砂量的6.7%,连同热作用的影响,使该砂型的旧砂中有效膨润土量为7.0%。第三种铸件中砂芯重量较大,有70%的砂芯流入旧砂中, [5]占该型 量的16.0%,连同热作用的影响,使该砂型的旧砂中有效膨润土量下降成4.8%。由此可见,生产芯砂流入量不同的铸件时,需要在混砂时补加的膨润土和煤粉量应当有很大差异。 混砂时向型砂中加入新砂的作用有以下三个:?补充因排出废砂而造成的砂粒损失;?调整粗粒芯砂流入而造成的砂粒粗化;?冲淡浇注热量造成的失效膨润土失效煤粉等灰分。Mettman铸造厂的经验是如果灰分含量大于3.0%,就会使型砂的比表面积增大,还会 [2][8]干扰所要求的热湿拉强度。也有人提出灰分不得超过3.25%。如果型砂中灰分过高,就会迫使型砂加入更多的膨润土,同时也需要提高型砂含水量,从而使铸件缺陷增多。应当及时加入新砂来冲淡灰分,极端情况下需要大量加入新砂并大量排掉旧砂,以免系统中砂量过多。很多人都认为计算膨润土和煤粉补加量时可以将流入的溃散砂和加入的新砂混在一起考虑,两者都同样起型砂更新作用。Egen认为实际上溃散芯盒新砂的加入量通常是 [3][7]10~25kg/100kg铁。但我国有些工厂的溃碎砂芯和加入的新砂总量较高,原因可能是所选用的膨润土粘结强度和热稳定性较差、煤粉含灰分过高,以致型砂含泥量偏高造成的。 3.3 膨润土和煤粉补加量的计算 如前所述,加入到混砂机的回用旧砂中膨润土和煤粉的残留量不但受烧损等损耗的影响,也受砂芯流入量的影响。除尘器也有影响,但是为了简化计算大多数将此项忽略不计。 [3][2~11补加量通常是按照Egen给出的公式进行计算,各单位所用计算公式只有微小变化。以 [2]下举例说明Mettmann铸造厂所用膨润土补加量计算公式: * b = B ×[ 0.01 × ( S+ S) + A] N K actB 式中:b ——膨润土补加量,单位为kg/100kg铁; B ——型砂中有效膨润土设定值,%; act S——新砂加入量,单位为kg/100kg铁; N S——流入旧砂的溃散砂芯量,单位为kg/100kg铁; K * A——膨润土烧损系数,kg/有效膨润土%/100kg铁。 B 煤粉的烧损系数确定方法与膨润土类似。国外有的铸造工厂近似地用含碳量、灼减量或挥发分来估计煤粉的有效含量。该厂的光亮碳材料设定量与补加量都按含碳量计算,所采用的亮碳加入物量计算公式如下: 5/20 *c = C × [0.01 × ( S+ S+ b ) + A] N K C 式中:S、S、b同上式; N K c ——光亮碳材料补加量,单位为kg/100kg铁; C ——型砂中含碳量设定值,%; * A ——光亮碳材料烧损系数,kg/有效碳%/100kg铁。 C 3.4 型砂批料配方的膨润土和煤粉自动控制 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 如图所述,用同一型砂系统分阶段生产多种厚薄、结构和重量相差悬殊的铸件时,煤粉、膨润土的烧损明显不同,溃散砂芯混入量也不相同。为了防止型砂性能过分波动、铸件缺陷增多和节约附加的用量,国外开始重视型砂质量的预防控制(或称为型砂质量的平衡控制),也就是混砂批料的预防控制。其要点是?通过大量试验得出各种铸件(或各组类似铸件)的膨润土和煤粉烧损量、芯砂流入量、除尘损失量。?根据公式计算出这些铸件的膨润土、煤粉补加量,并确定新原砂加入量。也可以根据该铸件在生产期间的物料消耗量调查出实际补加量。?根据生产计划所安排的铸件 模板 个人简介word模板免费下载关于员工迟到处罚通告模板康奈尔office模板下载康奈尔 笔记本 模板 下载软件方案模板免费下载 号,利用计算机来自动控制混砂机的批料配方。?在开始阶段使用型砂实验室仪器或多功能在线监测仪检测型砂性能是否符合设定值。如有需要就调整附加物加入量。 关于?中的具体做法有两种,可以用Harzer铸造厂的混砂机批料配方预防控制为例子。该厂曾经使用“背包袱控制法(Huckepack-Verfahren)”,可以理解为“叠加控制法”,即预先将计算出膨润土和亮碳材料补加量加入到生产该铸件的型砂中,提前补足附加材料的烧损,使回用旧砂中各种材料含量基本稳定不变。这种办法比较容易实现。但该厂经使用后发现虽然回用旧砂的有效膨润土量相当稳定,而造型用型砂的有效膨润土实际含量超过了目标值。高膨润土量导致型砂含水量增高,混砂效率下降,型砂中团块增多,流动性变差,极端情况时产生爆炸粘砂。后来改用“随砂箱控制法(Kastenbezogen Steuerung)”,即每一箱铸件落砂前,自动将砂箱中模板号、铁水量、浇注与否等信息通告给控制系统,有造型材料平衡计算机存储的砂箱信息中自动查出该铸件回用旧砂的各种材料损耗量、芯砂流入量。并且自动计算出混制型砂所需膨润土、光亮碳材料、新砂等材料的补加量。计算机将这些数据存储起来,等待一段时间间隔后,当该批旧砂开始送到混砂机中时,按照计算出的膨润土、亮碳材料等材料的补加量自动控制加料。同时混砂机加水设备在此阶段中将本批型砂调整到要求湿度。该厂采用此控制系统后,型砂中有效膨润土量和含碳量稳定在设定的目标范围内。 [6]铸件缺陷减少,表面品质良好。取样检验频率由每日6次减为4次。 4 讨论 1)如前所述,型砂加水量自动控制技术已经成熟,国内有一些铸造工厂使用进口的检测控制装置后湿型砂质量大为提高。但是,几种国外产品的价格都较昂贵,超过了我国大多数工厂的承受能力。目前国内研制的成型性加水量控制装置的质量并未稳定,而且受混砂机操作平台的位置限制而影响光电仪器玻璃的擦净工作,大多半途而废。电阻法水控装置用于碾轮式混砂机的信号输出与中心加水管的结构复杂,也还需要通过更深入的试验研究得出砂温对电阻信号的影响。可能这种装置用于转子式混砂机的结构稍简单些。国内有的单位研制的紧实率法控制加水装置是基本成功的,提高其稳定性和耐用性后即可推广使用。但各研究单位似乎未重视向生产的转化,而将注意重点转向“水平较高的”型砂多性能测定仪器。 2)型砂多性能在线自动监测装置大多安装在混砂机的卸砂溜槽或卸砂带式输送机旁,测定结果与计算机相连,计算出应有的膨润土补加量可供下批混制型砂时参考应有。也有个别装置是从混砂机中陆续取样测得紧实率、温度和强度等性能,但其中只是紧实率对型砂的本批控制有用。混砂中途测得的强度并非终强度,不能用来调节本批型砂所应补加的膨润土量。 6/20 3)用计算机预先得出混砂批料加入量的自动控制型砂质量的方法是比较理想的。但是 并非适用于各种铸造工厂。如果铸造厂中一个砂系统所供应的造型线只生产单一(或近似) 品质的铸件,就无需采用计算机进行混砂批料配方的预防控制。如果一个砂系统供应两条或 多条造型线各自生产多种结构不同的铸件,用计算机预防控制的难度极大,也不适宜贸然采 用。还应当注意到各种参数并不能简单套用资料中给出的数据。例如同样质量和壁厚的两种 铸件,一种无或少砂芯,铁水热量基本上全部作用到型砂;另一种铸件的内表面大部分有砂 芯组成,铁水接触型砂不多;生产这两种铸件时,不但芯砂流入量极其悬殊,而且膨润土和 煤粉的烧损系数也大不相同,不能单纯用铸件重量计算出膨润土和煤粉的烧损量。由于各厂 所用的原材料的品种不同,造型和砂处理工艺条件也不全相同,必须逐个铸件进行各种参数 的具体测定。此外,实行“背包袱法”计算机管理的控制目标只是保证旧砂性能稳定而预先 多加膨润土和煤粉,不如“按砂箱法”合理。但是如果旧砂仓挂料和不能保证“先进先出” 就难以确定旧砂循环回用的周期长短,也就不能准确判断进入混砂机的旧砂来自哪种铸件。 4)从保证型砂质量和铸件质量出发,即使暂时不采用混砂批料加入量计算机预防控制, 也应该测定出本厂生产各种铸件的膨润土和煤粉烧损率和芯砂流入量。从而可以更准确地判 断铸造该种铸件的原材料合理加入量。如果所生产的铸件种类多和结构不同,也可以采取简 化办法将铸件分为若干小组,分别确定该组的各种参数。试行后定会提高型砂和铸件质量, 也将会节约型砂元材料的消耗量。 参考文献 1. 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Berndt H.:型砂处理新进展,CP+T(中文),1993,4~9. 12. 吴浚郊等:型砂系统质量控制的新进展,铸造,1999,12,44~48. 7/20 关于湿型砂的混砂工艺 于震宗(清华大学 100084) 2003/6 摘 要 当前常见的湿型砂混砂机有碾轮式、摆轮式和各种式样的转子式。国产混砂机与进口混砂机相比的 明显区别是电动机功率小,对每批型砂输入电能不足,从而影响型砂性能不良。 关键词 湿型砂 混砂机 On the Mixing Technology of Green Molding Sand Yu Zhengzong (Tsinghua University,Beijing 100084) Abstrct For green molding sand,the usually used sand mixers has three different types,namely wheel muller,speed muller and a variety of stirrer mixers.In compare with the imported sand mixer,the shortcoming of domestic made mixer lies in the power of electric moyors is too small,the imput energy to the sand is rather not enough.Thus the properties of molding sand are normally quite poor. eywords Green Molding Sand Green Sand Mixer K 1. 前言 要想制备出优良品质的湿砂型铸件,必须使用性能优良的湿型砂。优秀品质湿型砂的获得, 除了需要选用优质的原材料和有一整套较为理想的砂处理设备以外,还要有良好的混制工 艺。以下讨论几种不同类型混砂机的混制工艺,其中包括结构特点,加料顺序,混砂时间等。 并将分析比较使用进口与国产混砂机的关键性区别所在。 2. 几种常用的混砂机类型 国内外铸造工厂常见的混砂机有多种类型,现择要介绍其特点和存在问题如下: 2.1 碾轮式混砂机 这是使用历史最为悠久的混砂设备。近年来为了减轻滚轮重量采用了弹簧压力,为了加强搅 拌作用轮缘侧面加装松砂棒,为了减少刮板磨损采用镶嵌硬质合金或陶瓷片。并且采取了在 底盘和围圈铺设石板等等措施。这类混砂机虽然机构简单,然而需要较长时间的混合。这就 是在铸造行业中纷纷出现多种其他结构不同混砂机的原因。目前碾轮式混砂机在我国应用仍 然较多,但大多混砂作用不够充分。存在的主要问题为:?传统的混砂加料方法是首先向混 砂机中加入旧砂、新砂和粉料。干混两分钟后再开始加入水分。上个世纪50年代英国Parks 认为在干混过程中膨润土和煤粉会偏析聚集到混砂机周围和底盘的夹角处。当加水后此处的 膨润土和煤粉遇水形成粘土团,就要花更长的混砂时间才能将粘土团碾开分布到砂粒表面。 他主张混砂时加入回用砂和新砂后应先加入适量的水湿混,混均匀后再加入膨润土和煤粉。 最后补加水达到所要求的型砂湿度。我国有一些人做过对比试验,结果表明先湿混的方法比 8/20 先干混的型砂强度提高较快,随混砂时间的延长两者有接近的趋势,为达到所要求的湿态强度,先湿混的混碾时间比先干混缩短1/3到2/5。因此,如今很多混砂机都采用现向干砂中加水所需加水量的60~75%左右进行湿混。加水停止后必须碾混1min左右,然后加入粉料。以后即可边混边补加水至紧实率或含水量达到要求和混砂时间足够为止。?我国很多铸造工厂所用碾轮式混砂机的混砂时间严重不足。大部分原因是原设计的技术指标是按照过去低密度造型、低强度型砂制定的。过去砂型的压实比压不足300~400kpa,型砂的湿压强度不高于70~90kpa。膨润土的品质有限,有效膨润土含量不高。如今高密度造型用型砂的湿压强度一般都超过140kpa,有的甚至达到200kpa以上,而且砂芯混入量增多都需长些混碾时间。原有的设计手册上规定的混砂机生产率已不适用。混砂机生产厂商提供的产品目录上注明的生产率至多只可按一半考虑。此外,高密度造型每箱需砂量比低密度造型大约多十分之一左右,原有期望的供砂量不能满足生产要求。因此国内很多工厂所能采取的救急措施是缩短混砂周期,我国铸造工厂常用的碾轮混砂机型号为S1116、S1118、S1120和S1122。根据产品目录给出数据,生产率(t/h)除以每批加料量(kg)可计算得出每批型砂的混砂周期(包括加料和卸料时间在内)时间分别为2.60~2.70min/批。混砂周期长度严重不足,以致型砂性能逐渐恶化。国外有些铸造工厂使用碾轮混砂机的混砂周期比较充分。例如日本丰田汽车公司上乡工厂的自动控制碾轮混砂机有显示屏表示每15s检测出的紧实率、含水量和砂温。开始混砂以后直到289s时,型砂达到紧实率40%,含水量3.9%,砂温30?以后开始卸料,估计其总混砂周期是6min。三菱自动车公司川琦铸造厂的碾轮砂机周期为6min。日本其它铸造工厂的技术人员也表示,碾轮混砂机的周期绝不应少于6min。 为了提高生产率,美国Simpson公司生产出“8”字形双碾盘连续碾轮混砂机,可以节省掉加料和卸料所耗费的周期时间。但是仍然遵循间歇式碾轮混砂机的设计规律,并未将节省下来的周期时间用于混砂工作,以致型砂的平均混砂时间仍然不足。而且必然有部分型砂循走捷径,晚进早出,混砂时间远低于平均混砂时间。因此混砂均匀程度值得怀疑。另外缺点是机器外形比较庞大。我国以前个别工厂也有使用,现大多改换其他混砂效率更高的混砂机。 2.2 摆轮式混砂机 与碾轮式混砂机的结构最大区别是具有两只或三只水平方向摆动的碾轮,碾轮的轮缘和围圈的内层包裹着橡胶衬套。随主轴旋转的刮砂板将型砂抛起到碾轮的碾压轨迹下。摆轮靠离心力向型砂碾压混合。摆轮式混砂机是一种高速混砂机,周期为2min左右。我国原来仿制的SZ124型摆轮混砂机的每车加料量太少(只有0.6t),结构陈旧,缺少良好的配套装置。各厂所用的这类混砂机已趋于淘汰。但新由国外引进的摆轮混砂机则为三摆轮大容量、结构较新和具有全套鼓风机、排气叶片阀、型砂湿度控制、粉料回收膨胀箱等装置。辽宁某铸造厂进口一台属于中型的摆轮混砂机,每批混砂量90kg。国外最大型摆轮混砂机每批混砂量可达2.5~3.0吨据美国B&P公司介绍,一般情况下混砂周期只需90s,严格条件时也只要105~110s。加料顺序较为奇特,在加入干砂以前先向混砂机中加入75%的水,让混砂机被水润湿。随即加砂,在混砂机中挂一层砂,可以减少刮板和底盘的磨损。时间分配:0--5s加水75%,5—10s清洗,10-15s加入砂,15—18s加入膨润土和煤粉,25—80s混碾并吹风,在50s时根据型砂的湿度加入其余的水,80—90s卸砂。该混砂机的鼓风机自底盘中心向型砂鼓风降温,加入粉料时有 板关闭暂停吹风,排风管道也有闸板暂时堵住风管,以减少粉料损失。围圈侧面有粉料膨胀管,粉料飞逸进入膨胀管后还可自行靠重力流回混砂机。德国Webac公司给出的摆轮混砂机周期85s,也是先加水,但水量按照量斗中砂的湿度而定,一次加入。 2.3 转子混砂机 3德国Eirich公司生产的混砂机主要是单转子和斜角度25?底盘,生产率?60m/h。(另外还 9/20 3有一种容量较大的双转子水平底盘,生产率?60m/h)。加水程序与碾轮混砂机先加入大部分水量进行湿混的办法不同,采用的程序是将回用砂、旧砂、膨润土和煤粉加入混砂机后先干湿。混匀后由混砂机中的检测探头测出干材料含水量和温度,由计算机确定应加水量,然后加水进行湿混。其防止粉料偏析而知混砂时间加长的主要措施是靠与混砂机围圈和底盘密切靠近的刮砂板将该处材料完全刮起。在底盘旋转到顶点附近时,此处的材料受重力影响向下滑落,全部恰好遭遇到线速度约16m/s高速旋转转子叶片冲击,而使型砂揉搓混合均匀。转子下端靠近底盘,几乎所有加料都能受到转子打击搅拌。而且Eirich公司规定的混砂周期较长(140s),每小时混砂26批。 国内外还有几种形式的转子混砂机产品,例如KW公司MW系列转子混砂机和DISA公司SAM系列转子混砂机,以及国产S14系列混砂机等。都是采用静止底盘,靠中央设置持续旋转的大直径刮砂板将底盘上的砂料堆起,受高速旋转的转子叶片的打击而混合均匀。KW公司规定的混砂周期时间为135s,DISA公司规定为90s,我国S1420和S1425规定为120s。研究工作表面我国厂家推荐的周期时间可能偏少,无法使膨润土的粘结力充分展开,同样紧实率条件下型砂达不到湿压强度的最佳值。此外,我国尚有S13、S16等系列具有转子机的混砂机,工厂使用较少,本文步拟多述。 3. 混砂效率和混砂生产率 如前说述,有些设备制造公司在产品目录上标注的混砂机生产率可能是指低密度造型用砂而言,也不排除设备制造公司有夸大生产率的嫌疑。这就是为何很多国内铸造工厂经常感到混砂速度赶不上造型的主要原因。铸造 应当确实知道所使用混砂机的真正混砂效率如何,是否已将足够的电能传输给了型砂, 3.1 混砂机的混砂效率 混砂机的混砂效率应当是铸造工厂的常规检查项目。检验方法是先按照工艺规定时间混砂,测定工艺试样的湿态抗压强度。然后再延长混砂时间1分钟,但需预先稍微加入少量水分以保持紧实率基本不变,再一次测定型砂试样强度,强度值将有不同程度的上升。如此每次延长混砂一分钟,并保持型砂紧实率稳定不变和测定强度,直到强度不再上升,即达到“峰值强度”为止。混砂机的混砂效率可以按下式计算: ) = (实际混砂强度)/(型砂峰值强度) 混砂机的混砂效率(% 由于强度接近平台区的升幅极为缓慢,通常认为生产实际中,型砂强度到达峰值的85—90%左右即为最适合使用的强度。此时的混砂时间可以认为是混制该型砂的正确时间,工厂可以据此更正工艺规定的混砂时间要求。工厂混砂实际缺少时间(单位均为min)按下式计算: 混砂实际缺少时间 = (达到85—90%峰值强度的时间)-(实际混砂时间) 清华大学曾检验某拖拉机厂铸铁的旧砂,试验结果表明为要达到峰值强度尚需继续混砂6min。又曾检验山东某动力机厂型砂使用S14系列转子混砂机的混砂效果,发现达到峰值强度的混砂周期应当是4.5min,建议工厂达到最适合使用强度的混砂时间定为4.0min,明显高于设备制造公司推荐的混砂周期2.0min。 为了简便,也可利用型砂实验室中小型混砂机做试验。取生产混制出的型砂在小混砂机中,保持紧实率基本不变的条件下不断增多混砂时间(每次1min)。检验方法和计算方法如同上面一样。 有人提出更简单的办法,将型砂一次延长混砂时间5min,保持紧实率或水分不变情况下测定型砂强度,可以粗糙地计算出: 混砂机的混砂效率(%)=(实际常规混砂强度)/(延长混砂5min后强度) 此法虽然简单,但是得不出工厂混砂实际缺少时间,对工厂改进生产缺少一个重要参照数据。 3.2 混砂机需要的电动功率和向型砂输入的能量 10/20 型砂的混合均匀和表现出优秀的性能靠的是足够的电能传输到型砂中,使型砂的膨润土在巨大的能量作用下,经过搅拌、揉搓和混合作用,才能均匀和分散地包覆在砂子颗粒表面上。因此,混砂机需要安装较大功率的电动机。分析比较国内外混砂机可以看出:混砂机的电机总功率(KW)至少应当是每小时型砂生产率(t/h)的一倍以上,否则不可能在规定周期时间内混制出良好的型砂。例如Eirich公司的倾斜底盘转子混砂机电动机容量与小时生产率之比大致在2.6~2.8;DISA公司的SAM-3和SAM-6的电机功率生产率之比基本在2.24~2.36之间;KW公司的WM混砂机基本在2.58~2.83;B&P公司的摆轮混砂机大致在1.92~3.00之间。而国产混砂机S1116、1118、1120、1122的比率较低,分别为1.47~1.85。国产S14系列转子混砂机电机功率与生产率之比仅为1.33和1.50,明显过低。有人通过试验比较发现不论混砂机的种类形式如何,只需分别给予充分和足够的混砂时间都能使型砂达到优良的性能。区别只是各种混砂机的混砂时间长短不同而已。铸造生产中要想提高电机功率与混砂生产率的唯一办法是降低生产率和延长混砂周期。但是大多数工厂中存在问题是混砂赶不上造型需要,不可能延长混砂时间,只能缩短混砂时间。混砂时间不足的后果是型砂强度不足,韧性偏低。如果是采取先干混后湿混的方案,缩短加水后的混砂时间还会出现型砂湿干不匀,卸砂粘皮带和砂斗。要达到高密度造型用型砂强度就必须过量加入膨润土,因而型砂含泥量。含水量高于正常高质量型砂,型砂中还会出现大量豆粒般大小的“砂豆”,其主要成分是未被充分混合均匀的潜在膨润土。 不论混砂机的类型如何,较长的混砂时间才可以向型砂输入足够多的电能。由混砂机生产公司提供的生产率和电机功率可以推算出每吨型砂耗用的电能多少。以下假定各种类型混砂机电机总容量的85%为实际负荷率(包括装料和卸料时间计算在内),计算结果如下表: 公司和机型 每吨型砂耗能(kWh) 平均(kWh) 中值(kWh) DISA SAM转子混砂机12种(周期90s) 1.76~2.10 1.87 B&P 摆轮混砂机8种(周期105s) 1.63~2.55 1.92 2.1 (周期90s) 1.25~2.19 1.69 EIRICH R转子混砂机6种(周期140S) 1.13~2.61 1.81 KW MW 转子混砂机3种(周期135s) 2.2~3.15 2.47 国产S11碾轮混砂机6种(周期1.25~1.57 1.48 2.6~2.7min) 国产S14转子混砂机2种(周期120s) 1.13和1.28 1.21 国产碾轮混砂机平均每吨型砂耗能也只有1.48kWh,显然低于国外混砂机的平均数和中值。国产转子式混砂机S1420和S1425每吨型砂耗能分别仅为1.13和1.28kWh,与国外产品的中值相比差距尤其惊人~ 但实际上,铸造工厂绝大多数国家混砂机的维修情况不够理想,混砂时电流达不到额定数值,电机总容量的实际负荷率可能远低于85%。因此,国产混砂机每吨型砂的实际耗能量估计都低于这些计算结果。铸造工厂应当十分关心混砂机耗能量,由混砂机控制室的电度表可以查阅出每吨型砂的混制能量。或者由混砂机的电流自动记录仪来分辨出是否有足够电能施加到型砂中。 也有铸造厂恐怕延长混砂时间会使型砂温度提高,这成为不肯延长混砂时间的借口之一。实际上将每吨型砂输入电能提高一倍左右,即提高接近进口混砂机的型砂耗能量,型砂温度也许仅仅升高三到五度左右。考虑到混砂机有效地排风可以促使水分蒸发而降温,如果混砂机有鼓风装置,就更加速水分蒸发。众所周知,型砂水分每蒸发1%,温度可降低25?左右。只要混砂机的排风管道通畅,不需担心混砂时砂温升高。但排风管最易堵塞,应勤加清洗。风管外皮应当有电热装置,避免热态的水汽和粉尘沉积在风管内壁。 11/20 有极个别工厂的混砂机电动机功率并不小,但实际使用功率可能达不到额定功率的一半。例如某国营汽车厂过去使用SZ124摆轮混砂机,尝试摘去摆轮只留两只刮砂板搅动型砂,认为可以节省电能。也有个别工厂使用国产转子混砂机,转子叶片严重磨损或脱落未能及时更换,也出现电机的电流显著下降的现象。这样的混砂机混制出型砂质量之差是可以想象的。 4. 混砂机的保养和维修 由以上段落可以看出国产混砂设备不论在材质选用或是在结构设计方面都存在一些不足之处,因为经济实力较强的铸造工厂大多喜用进口混砂设备。但本文以下只着重从与工艺密切相关的角度,简要提出有关混砂机保养维修的几点注意事项: 4.1 清理混砂机 有的铸造工厂不注意混砂机的日常清理。碾轮的外缘局部挂有大型死砂块。其起源可能是由于加入水分时大量淋洒在碾轮的局部表面,有粘附富含膨润土的型砂。日复一日,越集越多,从未得到认真清除。改用先湿混后干混的方法和还用喷雾加水方法会有改善,但更根本的措施是每日下班以前必须将混砂机清理干净。碾轮上、地盘上、刮砂板上和围圈的内表面都必须将粘附的砂子清除掉。有的混砂机的围圈可以吊起。清理时无需工人钻入混砂机内,不仅有利于公认的安全防护,而且便于充分清除混砂机各部位的积砂。 4.2 调整刮砂板和转子叶片 刮砂板和转子叶片是最易磨损的零件。曾看到个别铸造工厂的碾轮混砂机由于刮砂板严重磨损,底盘上积存的型砂结成厚达数十毫米的硬块。不但混砂质量难以保证,混砂机容量也大为减少。虽然正轨生产混砂机的刮砂板等零件锋刃部位已然镶嵌有耐磨材料。底盘改用石材铺衬,工厂的机修部门仍必须按照预定计划进行预防性维修。如果发现刮砂板间隙超差,就必须立即调整。据了解美国维修工人调整刮砂板与底盘的间隙为正好一只硬币的厚度。刮砂板侧面与围圈的间距可以稍宽一些,可以防止砂粒被挤碎,但也不超过3~5mm. 4.3 校核加料定量 煤粉和膨润土定量器需要定期校准,采用容积定量方法时更需要加强称重检验。曾有个别工厂的煤粉或膨润土日耗斗中不慎掉入牛皮纸袋碎片,阻碍粉料通过定量器。只有通过吸蓝量试验和发气量试验才能显示出定量器的问题。采用称量法定量器也要定期用重锤校准,因为混砂工作地粉尘弥漫,任何机械式和电子式称量装置都可能精度改变。 天津某汽车铸造工厂的进口混砂机配备有先进的紧实率控制装置,使用后数据极为稳定。只是控制室中电子仪表显示出紧实率数值与型砂实验室中手工打三锤测得紧实率相差10多个百分点。应当相信谁呢,当然要以三锤紧实率数值为准。后来只稍加调整电子仪表就排除了这个矛盾。 鼓风机和排风机使部分蒸发即可克服型砂的升温现象。同时排风机也减少混砂机周围环境中粉尘的浓度。但是,即使定量器完全准确无误,粉料也可能并未全部如实加入型砂中。必然会有一些膨润土和煤粉随风而去,落入通风系统的除尘系统中而损失掉。设计良好的混砂机具有当粉料进入混砂机时暂时关闭风管系统的装置。粉料的单独加入是有围圈侧面而不是从顶部撒落。设计有柔性组织物膨胀管,以备大量加入砂子、煤粉和膨润土时混砂机内空气有出口释放,加料完毕后膨胀管内捕集的粉料会自动流入混砂机中,避免了定量后粉料的损失。 5. 结论 通过对比进口设备的设计基本参数,国产混砂机的电动容量/混砂生产率较小。假定设备电机的负荷率为85%,使用国产转子混砂机时每吨型砂耗用电能大约只有进口设备的一半左右,使用碾轮混砂机每吨型砂耗用电能也明显低于进口设备。由于车间设计中的、选用混砂机的错误,延长混砂时间又与造型工部要求的供砂速度相矛盾。这成为很多铸造工厂影响型砂质量的存在日久难题。 12/20 高密度湿型的型砂性能要求 于震宗 (清华大学 100084) 2003/6 摘 要 高密度造型方法对湿型砂性能的要求较普通机器造型更高。作者在文章中分别说明了高密度型砂 的紧实率、含水量、透气性、湿态强度、含泥量、粒度、有效膨润土量、有效煤粉量、韧性、起模性、流 动性、可紧实性等对铸件品质的影响和控制范围。为此,作者还用附表中的工厂实际情况作为例证。在本 文的最后还提出获得品质优良型砂的条件。 关键词 高密度湿砂型 湿型砂性能 The Property Requirements of Molding Sand for High Density Green Molds Yu Zhengzong (Tsinghua University,100084) Abstract As compared with the common jolt-squeeze molding,the high density molding method demands more strict properies of molding sand.This paper describes the infuenced casting quality and controlled limit of different molding sand properties,such as compactability ,water content,permeability,green strength,AFS clay content,grain fineness,effective bentonite content,effective coal dust content,toughness,stripping property,flowability.The actually used sand properties of several founfries are presented in appended list.Finally,the conditions of molding sand for obtaining best quality castings are also provided. Keywords High density green sand mold Green sand property 前言 高密度造型方法(或称高紧实度造型,包括多触头高压、气冲、挤压、射压、静压、 吸压等造型方法)的生产效率高、铸件品质较好,因而国内应用日益普遍。高密度造型对 型砂品质的要求比较严格。本文用表格仅列举出作者搜集的一些比较典型的国内外铸造工 厂实际应用的和部分设备公司推荐的高密度砂型的型砂性能,并在以下段落中加以评论。 受纸张宽度限制,只在表格中列出几种主要的和经营测定的性能。数据搜集来源一部分为 近年来中外公开发行刊物,在表格最右侧注明刊物名称和出版年月或期号。另一部分是由 各公司或工厂的工程师最近提供的。在表格中标明数据获得日期而不具体注明工厂名称。 表中工厂编号A、B、C分别代表外资厂、合资厂、本国厂。符号中“?”—造型机处取样; 13/20 “?” –混砂机处取样;“?”—型砂含泥量;“,”—旧砂含泥量。 1. 紧实率和含水量 湿型砂不可太干,否则膨润土未被充分润湿,起模困难,砂型易碎,表面的耐磨强度低,铸件容易生成砂孔和冲蚀缺陷。型砂也不可太湿过湿型砂容易使铸件产生针孔、气孔、呛火、水爆炸、夹砂、粘砂等缺陷,而且型砂太粘、型砂在砂斗中搭桥、造型流动性降低,砂型的型腔表面松紧不均,还可能导致造型紧实距离过大和压头陷入砂箱边缘以内而损伤磨具和砂型吃砂量过小。表明型砂干湿状态的参数有两种:紧实率和含水量。 附表中国内各厂的紧实率和含水量除特别注明以外,取样地点可能都在混砂机处。但是型砂紧实率和含水量的控制应以造型取样测定为准。从混砂机运送到造型机时紧实率和含水量下降幅度因气候温度和湿度状况、运输距离、型砂温度等因素而异。如果只根据混砂机处 检测结果控制型砂的湿度,就要增多少许以补偿紧实率和水分的损失。 工造型和震压式机器造型最适宜干湿状态下的紧实率大约在以前的观点认为手 45~50%;高压造型和气冲造型时为40~45%;挤压造型需要流动性好,紧实率为35~40%。由表中可以看出铸件品质较好的工厂的高密度造型的型砂紧实率(可能大多是从混砂机取样)通常都在25~45%范围内,比较集中于30~40%之间,比起当年有明显降低。这是由于高密度造型设备的起模精度提高,而且砂型各部位硬度均匀分布的要求使型砂的流动性成为重要因素。工厂的控制原则大多是只要能够保证起模顺利,就尽量降低紧实率。 从减少铸件气孔缺陷的角度出发,要求最适宜干湿状态下型砂的含水量尽可能低。高强度型砂的膨润土加入量多,型砂中含有多量灰分,所购入煤粉和膨润土的品质低劣而需要增大加入量,混砂机的加料顺序不良、揉捻作用不强、刮砂板磨损、混砂时间太短,以致型砂中存在多量不起粘结作用的小粘土团块,都会提高型砂的含水量。根据资料,世界各国高密度造型工厂的型砂含水量基本上都是分布在2.5~4.2%之间,比较集中于2.8~3.5%。如果生产铸件具有大量树脂砂芯(如发动机铸件),型砂含水量大多偏于下限,这是由于大量树脂砂芯溃散后混入型砂使含泥量下降和型砂吸水量降低。 我国有些铸造工厂的型砂含水量很高:例如表中C-8厂实测高达5.0%,可能与旧砂含泥量高达16.7~18.0%有关。 型砂的(紧实率)/(含水量)比值可表示每1%型砂含水量能够形成多少紧实率,最好在10~12。由几家外商独资或合资企业检验结果计算比值大多在10~12.7范围内。曾测定三家乡镇铸造厂的比值在5.0~8.5之间,说明型砂中吸水物质过多。 2. 透气率 砂型的透气率不可过低以免浇注过程中发生呛火和铸件产生气孔缺陷。但是绝不可理解为型砂的透气性能越“高”越“好”。因为透气率过高表明砂粒间孔隙较大,金属液易于渗透入而造成铸件表面粗糙,还可能产生机械粘砂。所以湿型用面砂和单一砂的透气性能应控制在一个适当的范围内。对湿型砂透气率的要求需根据浇注金属的种类和温度、铸件的大小和厚薄、造型方法、是否分面砂与背砂、型砂的发气量大小、有无排气孔和排气冒口、是否上涂料和是否表面烘干等等各种因素而异。用单一砂生产中小铸件时,型砂透气性能的选择必须兼顾防止气孔与防止表面粗糙或机械粘砂两个方面。高密度造型的砂型排气较为困难,要求型砂的透气率通常稍高些。 从附表可以看出较为适当的高密度造型型砂透气率大多在100~140之间。如果型砂透气率在160以上或更高,除非在砂型表面喷涂料,否则铸件表面会出现粗糙甚至有局部机械粘砂。附表中A-2的透气率实测结果竟达250,上、下型都需喷醇基涂料。另一外资工厂的透气率不作为控制项目,偶尔测得透气率大约在200~280。观察其铸件表面相当粗糙,原因是型砂中混入大量粗粒溃碎砂芯。实际上,有很多生产发动机的铸造厂都遇到溃碎砂 14/20 芯混入旧砂而使型砂透气率偏高问题。C-13的铸件表面并不粗糙,而测得透气率高达230~240,是仪器的通气塞孔洞尺寸过大所致。 3. 湿态强度 如果型砂湿态强度不足,在起模、搬运砂型、下芯、合型等过程中,砂型有可能破损和塌落;浇注时砂型可能承受不住金属液的冲刷和冲击,而造成砂孔缺陷甚至跑火(漏铁水);浇注铁水后石墨析出会造成型壁移动而导致铸件出现疏松和胀砂缺陷。生产较大铸件的高密度砂型所用的砂箱没有箱带,高强度型砂可以避免塌箱、胀箱和漏箱。无箱造型的砂型在造型后缺少砂箱支撑也需要具有一定的强度。挤压造型时顶出的砂型要推动其它造好砂型向前移动,更对型砂的强度提出较高要求。但是,强度也不宜过高。因为高强度的型砂需要加入更多的膨润土,不但影响型砂的水分和透气性能,还会使铸件生成成本增加,而且给混砂、紧实和落砂等工序带来困难。以下文章中各种型砂强度的单位均为kPa,不再逐个标明。 3.1 湿压强度 一般而言,欧洲铸造行业对铸铁用高密度造型型砂的湿压强度值要求较高。欧洲造型机供应商推荐的湿压强度值范围在130~250之间,集中于180~220。有些日本铸造工厂对型砂湿压强度的要求偏低。除表上所列的丰田上乡和三菱川崎强度较高以外,很多工厂只有80~180。北美铸造行业的型砂强度似乎介于欧洲于日本之间。例如福特汽车厂Cleveland铸造厂排气管高压造型型砂为172,万国收割机公司Loisville铸造厂生产拖拉机缸体高压型砂为134~156。有人认为欧洲铸造工厂的型砂湿压强度比美、日两国工厂高的原因之一是由于欧洲铸铁用原砂含SiO较高,型砂中必须加入大量膨润土才能避免铸件产生夹砂2 结疤缺陷。我国工厂高密度造型的型砂湿压强度比较接近美洲和日本工厂,对于铸铁件而言,除个别铸造厂以外,高密度造型的湿压强度大多在120~200范围内,比较集中在140~180。湿压强度控制值比较低的优点之一是即使使用的振动落砂机破碎效果不好,也不致有大砂块随铸件跑掉。而且很多铸造工厂所选用膨润土的品质较差,宁愿型砂的湿压强度稍低些,就无需加入大量膨润土,型砂含水量也可低些。高密度湿型铸钢需要放置铸件生成热烈缺陷,因而所用型砂的湿压强度大多在70~130之间,以降低对铸件收缩阻力。 3.2 湿拉强度和湿劈强度 从材料力学角度来看,抗压强度除代表型砂粘结强度以外,也还受砂粒之间摩擦阻力的影响,而抗拉强度无此缺点。但是测定型砂的湿态抗拉强度必须使用特制的试样筒和试验机,所以很多中小铸造工厂不测定型砂的抗拉强度。通常要求湿拉强度,20kPa。有人按照混凝土试验中曾使用过的办法将圆柱形标准试样横放,使它在直径方向受压应力,就可以得出近似抗拉强度的湿态劈裂强度值。我国几家工厂的要求在30~50范围内。DISA公司推荐的湿劈强度是30~34,还给出了用劈裂强度估算抗拉强度的近似公式: 湿拉强度 = 湿劈强度 × 0.65 3.3 湿剪强度 湿剪强度比湿压强度较能表明型砂的粘结力而且容易测定。国外设备公司建议的高密度造型线型砂的湿剪强度值为30~50(剪切力作用在标准试样的两端平面上)。A-5实测为52,B-1实测为38~55.另一种较新的测试方法,剪切力作用在试样圆周面上。这种仪器可以同时测出抗剪强度和剪切断裂的变形量。两种湿剪强度数值时一致的。通常生产用型砂的变形量多在0.40~0.70mm范围内。例如A-6测得挤压造型型砂剪切强度约为60kPa,变形量约在0.50Mm。 3.4 表面强度,表面耐磨性, 湿砂型应当具有足够高的表面强度,能够经受起模、清吹、下芯、浇注金属液等过程 15/20 的擦磨作用。否则型腔表面砂粒受外力作用下容易脱落,可能造成铸件的表面粗糙、砂孔、粘砂等缺陷。在有些铸造工厂中,从起模到合箱之间砂型敞开放置较长时间,以致铸型表面水分不断蒸发,即“风干现象”,可能导致表面耐磨性急剧下降。间隔时间长,天气干燥,型砂温度较高时,风干现象尤其严重。美国Dietert公司推荐利用测定造型性的圆筒筛,将两只圆柱标准试样并列放置其中,转动1min后称量掉落的砂量,用来代表型砂表面耐磨性。日本较多使用的方法是将标准试样放置在6目筛上,在震摆式筛砂机上震动60s,以震摆前、后试样重量的比率称作为“表面安定度(SSI)”。例如东久公司推荐水平分型无箱射压线的型砂试样湿态即时表面安定度为,88%。该公司调查6家铸造厂的表面安定度都在88.9~91.0%范围内。土芳公司调查8家静压和气冲线在77.6~86.6%范围内,平均82.5%。我国A-1实测结果在70~89范围内;A-4实测结果是89.9~90.6%。在湿砂型喷涂表面稳定剂或涂料和在型砂中加入淀粉材料都能提高表面耐磨性。为了避免表面安定度试验的试样在筛上出现不规则的颠簸翻滚,而是掉落砂量波动。清华大学研制出的耐磨性测定装置使用钢丝针布对试样施加100g正压力耐磨表面,称量1min的磨下量即可代表湿型砂试样的表面耐磨性。用内蒙精选砂100%,天然钠基膨润土或钙基膨润土8%,α淀粉量0~1%配制型砂,紧实率按45%控制。不如α淀粉的钠基膨润土空白试样,即时磨损量约为8g,风干2h后磨损量即已增加到40g以上。加入α淀粉1%的钠基膨润土试样即时磨损量降为0.37g,风干2h后磨损量约为2g左右。钙基膨润土试样即时磨损量高达16g,加入α淀粉后即时磨损量降为1.8g。 4 型砂含泥量 型砂和旧砂的泥分是由有效的膨润土、煤粉以及无效的灰分组成的。一般型砂比旧砂的泥分含量多0.5~3.0%。型砂的含泥量才是直接地影响型砂的各种性能的因素,旧砂的含泥量只是供参考之用。所以应当以型砂含泥量的检测和控制为主。附表中含泥量除专门注明外大概都是指旧砂而言。 大多数铸造厂的型砂和旧砂含泥量过高的原因可能是所使用的原砂、膨润土和煤粉品质不良,旧砂缺乏有效地除尘处理造成的。还有些发动机铸造工厂的型砂出现含泥量过低现象,是旧砂中混入大量溃碎树脂砂芯造成的,以致型砂适宜含水量太低,透气率太高,性能难以控制。一些国外生产铸铁件工厂型含泥量的情况举例如下:美国的汽车制造厂型砂含泥量大多较低,例如International Harvester生产拖拉机缸体的型砂含泥量为9~10%;GMC生产学弗兰缸体型砂为9~11%。德国Meinheim的John Deere工厂的三种型砂含泥量的控制指标分别为10.0~12.5、11.0~13.0和11.0~13.5%;Luitpold铸造厂生产大众缸体用型砂为12~13.5%。日本三菱自动车川崎工厂的SPO线型砂管理标准规定含泥量为12~14%,五十铃汽车厂型砂含泥量为9.6%。几家国外铸造设备公司推荐型砂含泥量在10~13.5%范围内。我国几家外资和合资工厂的含泥量(估计均为旧砂)在9.5~13%。但有些本国生产的旧砂含泥量偏高。例如C-8的B&P线—16.7%;北京和山东两乡镇企业的气冲线盒挤压线分别为25.8&和28%。山西某纺织厂Hunter线—16~19%。 归纳以上数据可以得出:高密度造型最理想的铸铁用型砂(含煤粉)含泥量为10~13%,不应?14%和?9%;理想的旧砂含泥量为8~11%,不应?12%和?7%。关于型砂泥分中无效的灰分含量,德国Mettman铸造厂要求灰分不超过3.0%,国外也有人主张应当不超过3.5~5.0%。如果含泥量过高,应当加强各种原材料的选用和检验,改善旧砂除尘装置的工作效果。如果含泥量过低,就应该将除尘系统的排出物部分地返回旧砂系统中。 5 型砂粒度 型砂粒度直接影响透气性和铸件表面粗糙程度。原砂的粒度并不能代表型砂粒度,因为在铸造过程中部分砂粒可能破碎成细粉,另一部分可能烧结称粗粒。而且不同粗细的砂 16/20 芯溃碎后也会混入旧砂。经过多次铸造过程的积累就使型砂的粗细逐渐改变。因此很多工厂将测定过含泥量的型砂用筛分法测定粒度。Buhr调查加拿大铸造厂铸件品质较好的型砂AFS细度为50~65(大致相当于50/140或140/50目),四筛分布。日本新东公司要求射压型砂粒度目标值为50~60(相当于50/100~100/50目);川崎三菱自动车作业标准58?2(大致相当于100/50目);大发工厂要求48~53(相当于50/100目)。几家国内外资和合资工厂如A-1工厂洗后粒度48.5~51;A-4实测型砂去泥后粒度65.2;B-1实测52~54.如果粒度过粗,就需要加入特定粒度(例如100和140目两筛砂)的原砂、或除尘器的砂粒来调整。国外一般认为型砂的粒度分布不可过分集中,最好是4筛分布(停留量超过10%即可算为一筛)。还有人提出停留在200目、270目和底盘的微粒含量应当为3~5%,以便降低型砂对水分的敏感性。 6 有效膨润土量 一般湿型铸造生产中,都是根据型砂实测的湿态抗压强度高低补加膨润土。如果型砂中灰分含量多而含有效膨润土量不足,也仍会显得湿压强度较高。这种型砂的性能变脆,起模性变坏,透气性下降,同样紧实率下的含水量提高。铸件容易产生夹砂、冲砂、砂孔、气孔等缺陷。自五十年代末期起美国有些人陆续通过大量有关型砂的湿压强度、含水量、紧实率和膨润土加入量关系绘制成直线和折现形成的网格图。后来又将“膨润土”改称为较为笼统的“粘结剂”。从网格图可得出总的粘结剂含量称为可用粘结剂量(AB);还又得出型砂中真正起着粘结砂粒作用的粘结剂含量称为工作粘结量(WB)。又从网格图推导出AB和WB的两个计算式。我国有个别外资铸造厂也引用这些计算式,例如A-2高压造型用型砂计算得出:AB=8.1~8.3%,WB=4.3~4.7%。到80年代末期起,美国有人考虑到湿型砂中大多数含有煤粉、膨润土含量已超过绘图时的5~7%,而且钠基膨润土和钙基膨润土是按不同比例掺合使用,砂粒分布也分散到4~5筛,混碾效率有所提高,所绘制出的网格图是由极为 。此外,各国的膨润土和原砂复杂的曲线形成的,已不能用简单的数学式计算出AB和WB 资源各异,更难于简单地利用前述的网格图和计算公式。国内外大多数工厂已改用亚甲基蓝吸附量检验型砂的有效膨润土含量。 型砂中最适宜的有效膨润土含量不仅取决于对型砂湿态强度的要求如何,所用膨润土的品质如何,也还受型砂中的膨润土是否混合均匀的影响。因此各厂型砂的有效膨润土含量都有相当大的差异。例如国外设备公司要求高密度造型的型砂有效膨润土含量6~9%。我国使用一般品质膨润土的本国工厂大多为8~11%,而使用优质膨润土的型砂有效膨润土量可以降低到6~7%。我国膨润土的品质相差悬殊,测得有效膨润土量(%)并不能直接说明型砂的粘结强度。不如改用吸蓝量表示。例如有的工厂要求高密度型砂的吸蓝量为55~65ml。 当年作者将亚甲基蓝溶液浓度定为0.2%,通常的型砂吸蓝量都不超过40ml。如今高密度造型型砂的亚甲基蓝溶液的滴定量大多为55~65ml之间,都超过了50ml滴定管的容积。因此,建议可降型砂试料量缩减成2.50g,或者型砂量不变,而将亚甲基蓝溶液浓度按照美国AFS规定改为0.374%。我国有些外资企业就是采用美国AFS标准的,例如A-1静压型砂要求吸蓝量为30?1ml,如亚甲基蓝溶液浓度按照0.20%计算,要求应为54.4~58.1ml。A-7的高压型砂实测为31~33.5ml,如亚甲基蓝溶液浓度按照0.20%计算应为58.1~62.8ml。 型砂的有效膨润土是指全部仍然具有粘结能力的膨润土而言。生产用型砂中有一部分膨润土自己积聚成团,成为对型砂不起粘结作用的“潜在膨润土”。主要形成原因是型砂制备时混合不够均匀。美国有人将前面所述的工作粘土量(WB)除以可利用粘土量(AB)作为混砂机效率,也用来说明型砂的膨润土利用率,即起粘结作用的膨润土占膨润土总量的比率有多少,认为通常在55~65%。A-2计算得出的混砂机效率为52.6~56.6%。作者推荐的方法 17/20 是取铸造工厂现用的型砂,在实验室小混砂机中先将紧实率调整成45?2%,测定其湿态强度。然后每次继续混碾1min,同时补充加水少许以保持型砂紧实率稳定不变,知道湿态强度不再升高为止,即达到“峰值强度”为止。混砂机的混砂效率可以按下式计算: 混砂机的混砂效率(%) = (实际混砂强度) / (型砂峰值强度) 7 型砂的有效煤粉量 生产铸铁件的湿型砂大多加入煤粉附加物,但是每次混砂时煤粉的补加量需要靠型砂和旧砂的有效煤粉量差值来确定。国外靠测定型砂或旧砂的灼减量(通常简写为LOI,美国又称为可燃物总量)、挥发分、含碳量,固定碳量等参数推测有效煤粉量。我国几家外资和合资企业的型砂灼减量如下:B-1高压造型要求4.0~5.5%;A-3的FBM造型用型砂目标值为2.5~4.5%;A-7挤压型砂实测为4.4~4.6%。A-5的FBM造型和A-4挤压造型的灼减量分别为3.7%和2.0~2.2%,挥发分为3.06%和1.4%。A-1规定面砂和背砂的灼减量分别为4.10?0.30%和3.80?0.30%,总碳量分别为3.00?0.50%和2.80?0.50%。但是各国规定的灼减量和挥发分测试规范有很大差别。当年作者认为煤粉起抗粘砂作用主要是靠挥发分而不是固定碳或灼减量。因而采用反映型砂中挥发分的发气量来估计出有效煤粉量。 铸铁件型砂中应有的有效煤粉量因铸件大小和厚薄、浇注温度、面砂或单一砂等因素而异。更重要的是因煤粉品质不同而已。例如,应用普通煤粉的高密度造型的型砂中有效煤粉量多为5~7%,应用较高品质煤粉的有效煤粉量可降低到4~5%。如果使用高效煤粉只要3~4%即可。目前我国各地销售供应的煤粉品质差异较大,有的煤粉中杂质甚多,发气量较低。高密度造型型砂发气量大体应在14~20ml。例如天津某合资厂静压线型砂实测为16ml,无箱射压线,15ml。有些型砂中还含有淀粉类材料或混有溃散芯砂,也都起抗粘砂作用和发生气体,可以和煤粉一并考虑。还应注意个别煤粉是用挥发分相当高的气煤或长焰煤制成的。配制出型砂的发气量虽高但抗粘砂能力较差,而且铸件易出气孔缺陷。因此,用发气量控制型砂和旧砂中有效煤粉量的方法最适合用于挥发分28~35%和灰分?10%范围内的煤粉。 8 热湿拉强度 国内外很多铸造工厂都用热湿拉强度来检验型砂的抗夹性能。影响型砂热湿拉强度的最主要因素是膨润土所吸附阳离子的种类,其次是膨润土纯度和型砂中有效膨润土含量。天然钠土的活化土的热湿拉强度比钙基膨润土高几倍。然而用碳酸钠活化钙土超过极限活化量后热湿拉强度反而下降,而且还可能会影响型砂的抗粘性能。我国常用钙土的极限活化量是碳酸钠加入量4~5%,对型砂热湿拉强度值的要求需根据生产条件而定。美国汽车铸铁件工厂考虑到混砂、造型和落砂的需要将怀俄明天然钠土和美国南部钙土比例按2:1掺合应用;生产小铸铁件所用膨润土按1:1比例掺合。相当于在我国将钙土的碳酸钠加入量分别为极限活化量的67%和50%左右。在欧洲,普通铸铁件高密度造型用型砂的热湿拉强度大约为1.5~2.5kPa,对于较敏感的铸件可能要求,2.5kPa。例如,德国Luitpold铸造厂生产大众汽缸体型砂的热湿拉强度为2.7~3.0kPa;Benz公司的Esslingen铸造厂用BMD无箱射压造型机生产制动鼓的型砂热湿拉强度为2.8kPa。Hofmann实测五家使用气冲造型机铸造厂的型砂为1.35~3.7kPa。DISA公司推荐挤压造型用型砂的热湿拉强度为,2.0kPa。我国铸铁生产所用原砂的SiO不高,型砂中还加入了煤粉、淀粉类材料,生成的热压应力2 较低,可放宽对热湿拉强度的要求。几家生产汽车和柴油机发动机铸造工厂的型砂热湿拉强度大多在1.3~3.0kPa之间。也有些生产形状简单小件、薄壁件的工厂只从是否生产夹砂缺陷考虑,型砂热湿拉强度极低,例如山西某纺织机械厂的Hunter造型机用砂的热湿拉强度只要求,0.9kPa,仅只使用钙土似乎已然足够,但是还应考虑到钠土和活化土的热稳定性高和不易烧损,除非铁金属铸件以外,都应当使用适当活化的膨润土。 18/20 9 型砂韧性和起模性 9.1 型砂韧性 型砂应当具有一定的韧性。否则在起模、下芯、合型和运搬时砂型的棱角和吊砂受到冲击和震动容易碰碎或掉落。但型砂韧性也不应太高,以免其流动性下降而影响砂型的紧实均匀程度。强度代表将物体破坏所需施加的力大小如何;而韧性反映的是将物体破坏所需做的功大小如何,它包含了强度和变形量两种参数。早年美国有人曾用下列公式计算使试样破坏所作的功来近似地表示韧性: 型砂韧性 = 湿压强度 × 变形量 × 1000 式中的湿压强度单位为磅/平方英寸,变形量单位为英寸。但靠眼睛观看试验机上附带千分表是不可能准确读出达到强度最大值时的变形量。60年代末期美国Dieter等人研制出落球式破碎指数测定仪,用来检测型砂韧性。我国仿制的仪器存在网孔宽度稍窄和钢球滚落筛网上等问题。仪器工厂为防止钢球滚落而震碎砂块,将具有三根直立细钢丝的钢环套在铁砧上来防止落下的钢球滚动。清华大学的研究表明,将网孔尺寸由10mm增大到12.7~14mm,则可使常用型砂破碎指数的变化范围扩大一倍以上。将砧座厚度减薄到不超过3mm,注意调整测定仪的垂直度,不加钢丝也可以防止钢球滚落到筛网上。几家国内铸造厂高密度造型的型砂破碎指数大多集中在75~85%范围内。 9.2 起模性 当型砂的膨润土量、紧实率、糊精加入量等有利于起模的参数提高时,试样的破碎指数也随之提高。但是砂型的紧实程度越高就越难起模,而型砂的破碎指数仍随紧实程度提高。因此破碎指数不能完全代表砂型的起模性。型砂的起模性是一个综合复杂的特性,假定模样的材质、起模斜度、表面粗糙度、清洁度、与型砂的温度差异、脱模剂有无和种类、是否形成真空等因素都不变,则砂型的起模难易除了取决于型砂抗拉、抗剪强度和韧性以外,也还取决于型砂的变形量和砂型与模样间的摩擦阻力和粘附力。 9.2.1 变形量 手工造型的起模前在围绕模样的砂型棱角上刷水,虽然使局部的砂型各种强度剧烈下降,但能够大大改善起模性能。刷水的作用主要是提高了砂型棱角和吊砂型砂的变形能力,起模时受模样水平方向振击和碰撞能够退让变形,就能避免砂型棱角破损。因而型砂破碎前的变形量也是表达型砂起模性能的重要参数。清华大学新研制的剪切强度与变形测定仪和气动湿压强度仪是由压力传感器、位移传感器、微型计算机和打印机组成的。不仅能够测定试样的温度,而且能够精确记录下型砂试样破坏时的变形量。也还可以推算出型砂的韧性。 9.2.2 试样顶出阻力 在液压式强度试验机上安装一个附加装置,测定使试样在筒中受顶推作用而开始移动的力成为顶出阻力,它是起模时砂型与模样之间的摩擦阻力和粘附力的综合表现。试验结果表明,型砂的湿压强度越高,顶出阻力也高,型砂中加有煤粉、淀粉,试样筒表面涂有硅油,都能降低顶出阻力。清华大学研究表明型砂的膨润土含量对试样顶出阻力仅有不大的影响。而提高紧实率和减少试样冲击次数都能降低试样的顶出阻力。研究结果还表明,型砂中加入糊精和α-淀粉可使型砂对模样的摩擦阻力极为明显地减少,对起模尤其有利。 10 型砂流动性和可紧实性 型砂的颗粒在外力作用下可以紧密靠近的性能成为可紧实性。型砂在外力作用下质点可以自由地越过模样的边角,通过狭窄缝隙和孔洞的性能称为流动性。具有良好可紧实性和流动性的型砂能保证高密度砂型的硬度分布均匀,棱角、凸台清晰无疏松,铸件表面光洁和无局部机械粘砂。然而各种不同紧实方法所要求的可紧实性和流动性都具有极大区别, 19/20 至今没有标准测试方法。只是当型砂组分有较大变化或者添加某些新的附加物时,才可能显著影响可紧实性和流动性。本文仅介绍几种使用稍多的试验方法如下: 10.1 试样硬度差法 Kyle提出将型砂过筛使它均匀分散,称取170g置入圆柱形标准试样筒中。用锤击式制样机冲击一次后,顶出试样,用湿型硬度计测量试样两端的硬度。硬度差别越小,说明其可紧实性越好。 10.2 试样冲击阻力法 将冲击Φ50×50mm标准试样所需型砂量置入试样筒中,放到制样机下用重锤冲击。第三次冲击前后的试样高度差(mm)越小,表示冲击阻力低。这就是日资铸造工厂所测定的型砂“抗缩值”。A-1要求面砂抗缩值为1.30?0.15mm;A-3实测为1.1~1.2mm。 10.3 阶梯试样硬度差法 在圆柱形标准试样筒中放置高度为25mm的半圆形金属块。将110~120g型砂放入试样筒中,用制样机冲击三次。测定试样筒底盖端面和金属块端面的试样硬度。二者的硬度值差别越小,说明型砂向空隙中移动的流动性越好。 10.4 试样重量法 ?称量测定型砂紧实率后的试样重量,可反映不同型砂在松散状态下流动的性能,可称为松散流动性。将紧实率试样重除以试样筒容积235.62cm?可得型砂的堆密度,德国Rexroth要求堆密度为0.86~0.94g/cm?。?称量Φ50×50mm标准圆柱试样的重量,可反映不同型砂在紧实过程中的可紧实性。德国Rexroth公司规定为148~150g。我国A-5规定为145~155g;A-7实测为144~145g;B-1实测147~148g。如果标准试样重量较低(例如C-8只有135g),估计其原因是型砂中灰分过多。 湿型砂的流动性和可紧实性除了受紧实率影响外,原砂的颗粒形状对型砂也有明显影响。如果湿型砂的膨润土含量和可紧实率不变,用椭圆形内蒙砂混制型砂的标准试样重量 -3用内蒙砂替代福建砂后发现不但型砂流动性提高,比用方角形新会砂大约重10g左右。A 而且含水量也有下降。型砂经过松砂处理可以减少团块和提高可紧实性。提高型砂的膨润土量或加入糊精能够提高型砂韧性,但都会使流动性和可紧实性下降。 结束语 以上各段所述的高密度砂型的型砂性能是生产高品质铸件需要控制的项目。具体的检测技术可按照专门的标准、手册等资料。此外,拙作“对湿型砂检测技术的几点评论”也可供型砂试验室操作人员参考。 为了准确反映型砂的真实性能和及时得到控制,铸造工厂的型砂实验员应当亲自按规定频率取样和进行检测,随时记录测定结果。用图表绘制出每日各种性能的变化趋势图。如有特殊情况就可以立即采取相应措施。高密度砂型的型砂检测频率可以分为以下三类: ?随时性检验:为一日多次检验的项目,包括紧实率、含水量、透气性、湿压强度、标准试样重量。一个具有良好旧砂冷却和混砂湿度自动控制设备的工厂,铸件厚薄和砂芯数量相近或者能够合理搭配的条件下,型砂随时性检测频率每班两次可能已够。否则可能需要每班检测4~8次。 ?逐日性检验:为一天或两三天检验一次的项目,包括有效膨润土量、有效煤粉量、热湿拉强度、韧性。 ?周期性检验:为一两周检验一次的项目,包括含泥量、型砂粒度、团块量。 20/20
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