,粘土砂_含有適量水分,太干或太濕均不適于造型
,也難鑄造出合格鑄件
。因此,型砂的干濕程度_保持在一個適宜的范圍內(nèi)
。
判斷型砂干濕程度有以下幾種方法:
(1)水分也叫含水量或濕度
它是表示型砂中所含水分的質(zhì)量百分數(shù)
,這是一般工廠中確定型砂干濕程度_常用的傳統(tǒng)方法。測定的原理是稱取定量的型砂
,放入105~110℃烘干裝置中使之干燥
,由烘干前后的質(zhì)量差異計算出型砂的水分。
(2)手捏感覺
有實際操作的混砂或造型工人常根據(jù)用手捏型砂時砂是否容易成團和是否沾手來判斷型砂的干濕程度
,還根據(jù)捏緊動作中砂是否柔軟和變形情況來判斷型砂的可塑性
;根據(jù)手指掐碎砂團時用力大小來判斷型砂的強度是否合適。
(3)緊實率
指濕型砂用1MPa的壓力壓實或者在鼓擊式制作機上打擊三次
,其試樣體積在緊實前后的變化百分率
,用試樣緊實前后高度變化的百分數(shù)來表示,見圖1
,即緊實率=[(筒高一緊實距離)筒高]×_
。
手工和機器造型用型砂_適干濕狀態(tài)下的緊實率接近50%;高壓造型和氣沖造型時為35~45%
;擠壓造型時為35~40%
;不管型砂中有效膨潤上、煤粉和灰分的含量有多少
,只要將緊實率控制在上述范圍內(nèi)
,手捏感覺的干濕程度_處于_適宜狀態(tài)。這時型砂的水分可稱為_適宜水分
。
二
、透氣性
緊實的型砂能讓氣體通過而逸出的能力稱為透氣性。
透氣性的高低主要受砂粒的大小
、粒度分布
、粒形、含泥量
、粘結劑種類
、加入量和混砂時粘結劑在砂粒上的分布狀況以及型砂緊實度的影響。對于濕型的單一砂和面砂而言
,透氣性不但要有下限
,而且_嚴格規(guī)定其上限
。
圖2為透氣性測定儀原理圖,它是測出氣鐘內(nèi)的空氣在壓力下通過試樣的時間來計算透氣性k
。
圖2透氣性測定儀示意圖
1一氣鐘2一木簡3一三通閥4一試樣座5一試樣筒
6一標準試樣7一微壓表8一阻流孔
三
、濕態(tài)強度
型砂_具備_的強度以承受各種外力的作用。型砂的強度用型砂標準試樣在外力作用下遭到破壞時的應力值來表示
。常用計量單位為兆帕(MPa)或千帕(kPa)
。濕型鑄造時,往往主要檢查型砂石的濕態(tài)抗壓強度
,有的也測濕態(tài)抗剪強度和濕態(tài)抗拉強度
。對普通機器造型用濕型砂,通?div id="jfovm50" class="index-wrap">?刂茲駢簭姸葹?.06~0.12MPa之間
,高密度造型用濕型砂,濕壓強度?div id="jfovm50" class="index-wrap">?刂圃?.09~0.20MPa
。
在生產(chǎn)中常采用表面硬度計測定硬度,以此反映型砂緊實的質(zhì)量
,反映鑄型表面強度
。
四、流動性
型砂在外力或自重作用下
,沿模樣和砂粒之間相對移動的能力稱為流動性。流動性好的型砂可形成緊實度均勻
、無局部疏松
、輪廓清晰、表面光潔的型腔
,這有助于防止機械粘砂
,獲得光潔的鑄件。此外
,還能減輕造型緊實砂的勞動強度
,提高生產(chǎn)率和便于實現(xiàn)造型、造芯過程的機械化
。
目前測流動性的方法還未統(tǒng)一
,較多采用以下幾種方方法來判定型砂流動性:
①用濕型硬度計測定標準試樣兩個端面硬度值的差別,硬度差別越小
,指明型砂的流動性越好
;
②在標準圓柱形試樣簡中放置一塊高25mm的半圓形金屬塊,測定階梯試樣兩平面的硬度差值
;
③測定在底側(cè)有環(huán)形空腔型砂試樣筒中沖擊成的試樣的高度
;
④側(cè)孔法:測定在沖擊型砂試樣時圓柱形試樣簡側(cè)面12mm小孔中擠出的型砂的質(zhì)量
;
⑤試樣質(zhì)量法:即對比測定緊實率后的試樣質(zhì)量,容積密度愈大
,則流動性好
。
五、起模性
、變形量
、韌性和破碎指數(shù)
型砂的起模性是表示起模時模樣或模板與砂型分離是否容易損壞,是否產(chǎn)生掉落的性能
。
型砂的變形量通常是在用強度試驗機測定型砂抗壓強度的同時
,用一個百分表測出試樣破碎前的變形量(高度減小量)。由此也可計算出型砂韌性
,即將型砂濕壓強度(MPa)承變形量(cm)再乘1000的乘機來表示韌性(MPa.cm)
。
對濕型砂而言,有人認為韌性也可用破碎指數(shù)來代表
,即測定在沖擊條件下型砂的韌性
。圖3為用落球法測定破碎指數(shù)示意圖。濕型砂標準抗壓試樣放在鐵砧上受到一個自lm高度自由落下的φ50mm
、510g鋼球的沖擊
,破碎的型砂,碎的通過網(wǎng)眼為12.7mm(0.5in)的篩網(wǎng)
,留在篩網(wǎng)上的大塊型砂的質(zhì)量占試樣原質(zhì)量的比值即為破碎指數(shù)
。通常震壓造型的破碎指數(shù)控制在68~75%,高壓造型型砂的破碎指數(shù)要求在68%左右
。
圖3落球法測定破碎指數(shù)示意圖
六
、發(fā)氣量和有效煤粉含量
為了檢查鑄鐵件用濕型砂的抗機械粘砂能力和推算出型砂中有效煤粉含量,我國普遍采用的是測定型砂發(fā)氣性的辦法
。發(fā)氣性(發(fā)氣量)測定大都是讓待測定量樣品在密閉體系中加熱氣化
,或測定所產(chǎn)生氣體的容積(用單位質(zhì)量析出的氣體體積表示,cm/g)
;或測定氣體的壓力(容積恒定
,發(fā)氣量大,壓力大)
;或稱量殘留物的質(zhì)量(灼燒堿量)
,以確定發(fā)氣量。
4濕型砂制備
在擬定型砂的配方之前
,_首先根據(jù)澆注合金種類
、鑄件特征和要求、造型方法和工藝
、清理方法等因素確定型砂應具有的性能范圍
。然后再根據(jù)各種造型原材料的品種和規(guī)格
、砂處理方法和設備性能、砂鐵比和各項材料燒棉比例等因素擬定型砂的配方一個車間的型砂性能指標和配方要經(jīng)長期生產(chǎn)考驗才能確定
。
一
、濕型砂的性能和配方特點
表2是一些工廠用型砂性能的實例。
表2鑄鐵件濕型砂典型性能
造型方法水分
(%)濕壓強度(kPa)熱濕強度(kPa)緊實率
(%)透氣性有效粘土(%)揮發(fā)分
(%)灼減
(%)泥分
(%)AFS細度
震壓造型3~470~100-45~5280~1005.0~5.52.57.0~7.5__約55
高壓造型2.5~3.2150~200__38~4080~1006.0~10.02.06.09.0~15.0約55
氣沖造型4.3266.02.630.5898.61.76.815.554
4.42313.0321109.11.35.215.162
4.12313.0321109.11.35.215.162
2.9243.02.836.0788.4o.91.38.963
3.6196.51.3527.61646.41.54.712.761
二
、舊砂的特性及其處理
生產(chǎn)1t濕型鑄件約需要5~10t型砂
,在實際生產(chǎn)中,配制型砂時都盡量回用舊砂(即重復使用過的型砂)
、這不僅是經(jīng)濟上的需要
,而且也是保護環(huán)境、防止公害的需要
。圖4為鑄鐵濕型單一砂循環(huán)過程的示意圖
。可以看出
,混砂時還需向舊砂中補充加入新砂
、膨潤土、煤粉和水等材料
,才能使混制出的型砂性能符合要求
。
鑄件打箱后,砂中常有鐵塊
、鐵豆和砂塊等雜物
,因而舊砂要經(jīng)過多次磁選、破碎團塊及過篩去除雜物
。還應該經(jīng)過除塵處理
,降低舊砂中的粉塵含量,然后回用
。另外,還要采取一系列措施以降低舊砂溫度
。
圖4鑄鐵濕型單一砂循環(huán)過程示意圖
三
、濕型砂的混制工藝
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