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粘土砂铸造造型时,对型砂、粘结剂、煤粉有哪些要求?强度,湿度等有哪些要求?需要注意什么?

2022-12-14 10:53:25

粘土砂铸造造型时,对型砂、粘结剂、煤粉有哪些要求?强度,湿度等有哪些要求?需要注意什么?

(1)紧实度及砂型硬度型砂被紧实的程度通常称为紧实度,可以用单位体积内型砂的质量表示,即

δ=G÷V

 ( 2-1)

式中 δ—型砂的紧实度(g/cm³或t/m³);

G——型砂的质量(g或t);

V——型砂的体积(cm³或m³)。

型砂紧实度和物理学中密度的单位相同而概念不同,因为型砂体积中包含了砂粒间的空隙。

下面是几种常见型砂的紧实度数值:十分松散的型砂,1.2~1.3g/cm³;一般紧实的型砂,1.55~1.7g/cm³;高压紧实后的型砂, 1.6~1.8g/cm³;非常紧密的型砂,1.8~1.9g/cm³。

在实际生产中,测量型砂的紧实程度时,常采用砂型硬度计。砂型硬度计可分为A、B、C三种形式。其中,A、B型的压头为球形,用于测量一般砂型。C型硬度计的压头为锥形,用于测量高硬度砂型。使用砂型硬度计测量型砂紧实程度比较方便,而且不破坏型腔表面,但缺点是不能测量砂型内部的紧实度。

型砂的紧实度对起模的难易程度及砂型的强度、透气性等其他性能具有重要的影响。

(2)湿度与紧实率湿度是指粘土砂的干湿程度,一般用含水量表示。紧实率是指用1MPa的压力压实粘土湿型砂或者在锤击式制样机上打击三次,在紧实前后试样体积的变化百分率,用试样紧实前后高度变化的百分率表示。

试验证明,紧实率与型砂的含水量(湿度)成正比例关系。通常用紧实率来检查粘土砂的含水量是否合适,即应按固定的紧实率范围来控制混砂时的加水量。通常的手工和机器造型用型砂,Z适宜的干湿状态对应的紧实率接近50%;高压造型和气冲造型时为35%~45%;挤压造型时为35%~40%。

(3)湿强度在外力作用下,型砂破坏时,单位面积上所承受的力称为强度。型(芯)砂在湿态时的强度称为湿强度。湿强度包括湿拉强度、湿压强度、湿剪强度、湿劈(抗裂)强度。它反映的是粘土湿型砂以及未经硬化的树脂砂、水玻璃砂、油砂、合脂砂等抵抗破坏的能力。如果型(芯)砂的湿强度不足,则在起模、翻箱、合型及搬运过程中会造成塌箱;在浇注时,则可能承受不住金属液的冲刷而冲坏铸型表面,使铸件产生砂眼,甚至造成跑火。树脂砂由于未经硬化而湿强度很低,造型时不能立即起模,需要经过一段时间的硬化后才能起模,这是树脂砂与粘土砂造型工艺的差别之一。

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对于粘土砂而言,影响湿强度的因素主要有:

1)原砂的颗粒特性。在粘土加入量、含水量、混砂质量、紧实度等条件相同时,砂粒越细、粒度越不均匀,则型砂质点间的接触面积越大,湿强度越高。从颗粒形状而言,圆形砂容易紧实,故湿强度较高。当增大紧实力时,尖角形砂粒间的接触面积大,可得到更高的湿强度。

2)粘土加入量和含水量。当水分适当时,粘土加入量增加,型砂湿强度提高。但是粘土含量达到一定程度后会造成混砂困难,容易结成团块,强度不再提高。当粘土含量一定时,膨润土砂的湿强度比普通粘土砂高得多。将钙基膨润土处理成钠基膨润土,湿强度也明显提高。当粘土含量一定时,随着水分含量的增加,型砂湿压强度提高到一定程度后将出现下降。试验证明,当水土比(水与水和粘土的总量之比)为20%时,湿压强度出现极大值。

3)混砂质量。混砂质量取决于混砂时的混砂机类型、物料加入顺序和混砂时间。

4)紧实度。随着紧实度的提高,型砂质点间的接触面积增大,湿强度提高,但有一定的限度。

5)失效粘土及惰性粉尘。由于生产上粘土砂是循环使用的,失效粘土及惰性粉尘越来越多,造成湿拉强度和湿剪强度下降而湿压强度提高,型砂发脆,起模时容易损坏砂型。

(4)干强度干强度是指粘土砂经过烘干后,或者树脂砂、油砂等经过硬化后所测得的强度。粘土砂干型、表面烘干型、干芯等经过烘干处理后,自由水和吸附水逸失,质点相互靠近,附着力增大,干强度比湿强度明显提高。

影响粘土砂干强度的因素包括:

1)粘土种类及其加入量。在相同的粘土加入量和含水量情况下,一般膨润土砂的干强度高于普通粘土砂。但是实际生产中,由于型砂中膨润土的用量和水分均较低,并且膨润土砂在100~200℃烘干时失水集中,容易造成砂型和砂芯开裂,故实际干强度低于普通粘土。

2)原有含水量。砂型烘干前的含水量增加,更能充分地发挥粘土的粘结性,强度较高。

3)紧实度。增大紧实度,可提高砂型的干强度。

(5)热湿拉强度粘土湿砂型在浇注时,由于高温急热造成水分向内部迁移,在砂型表面以下形成了高湿度凝聚层,此砂层的抗拉强度称为热湿拉强度。由于该层湿度一般提高50%以上,使湿拉强度下降,容易引起铸型开裂,产生夹砂缺陷。热湿拉强度更适合衡量湿型砂在实际工作条件下抵抗破坏的能力。

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