铸造工艺性之粘土型砂的性能模板.doc

铸造工艺性之粘土型砂性能工艺性能：和各铸造工序操作相关砂型性能。影响：生产率、劳动强度、同时影响铸件质量、流动性、可塑性、粘膜型、保留性、吸湿性、溃散性、复用性。工作性能;直接影响铸件质量型砂性能成为工作性能。如湿强度、干强度、高温强度、热湿拉强度、透气性、发气性、耐火度、退让性、导热性等。粘土砂性能，关键取决于粘土和原砂材料性质及砂、土、水配合百分比在很大程度还受混制工艺、紧实度、温度等影响。1. 湿强度在外力作用下，型砂达成破坏时，单位面积上所承受力称为强度。型砂在湿态势强度为湿强度。影响：起模、翻转、合型、搬运过程中造成塌箱。而在浇注时，则可能承受不住金属液冲刷，冲坏铸型表面，使铸件产生砂眼，甚至炮火。湿强度包含湿压、湿拉、湿剪强度。湿强度关键取决于粘土质量和加入量，含水量、原砂颗粒组成、混砂质量、紧实程度。（1） 原砂 在粘土加入量足够情况下，砂粒越细、越不均匀，则型砂质点间接触面积越大，湿强度越高。（2） 粘土和水分 水分合适时，伴随粘土量增加，型砂湿强度增高。湿强度最大值在水/水+粘土=20%z左右时出现。（3） 混砂时间 为了确保粘土砂取得一定强度，混砂时间要充足，钠基膨润土因为吸水时间长，所以比钙基膨润土和一般粘土混砂时间长。（4） 紧实度 伴随紧实度提升砂型质点紧密排列，相互接触面积增大，粘土粘结性能愈加好发挥，提升湿强度。湿强度度对惰性粉末很敏感，惰性粉末增加，湿强度增加，不过湿拉强度和湿剪强度会降低，砂型发脆，起模时轻易损坏型腔。2. 干强度干强度对于干型、表面干型和干芯在运输、合型及浇注早期有着实际意义通常测定抗弯、抗压、抗拉和抗剪等干强度。砂型烘干后，自由水和吸附水逸失，质点相互靠近，质点间附着力增加，砂型湿强度比干强度有显著增加。 砂粒大小对型砂干强度影响不显著。影响干强度关键是粘土和水分。 在相同粘土加入量情况下，通常膨润土砂干强度高于一般粘土砂。但在实际生产中因为膨润土用量和水分均较低，而且膨润土砂在100-200脱水量集中，假如不采取严格烘干制度将会造成砂型和砂芯开裂，所以实际强度反而回比一般粘土砂低。增加紧实度，能提升粘土砂干强度。3. 热湿拉强度型砂式样在高温急热条件下，因水分向内迁移，在表面层下数毫米处形成高湿度凝聚层，此层砂抗拉强度称为热湿拉强度。此层砂湿度较前增高50%以上，其温度低于水沸点。热湿拉强度之有正常室温几分之一，是铸件产生加沙缺点关键原因之一。 粘土砂热湿拉强度关键和粘土砂种类和加入量相关。钠基膨润土砂热湿拉强度比钙基膨润土砂高。钙基膨润土砂经过活化处理后热湿拉强度显著提升。试验表明，NA2CO3加入量4%左右最好。粘土加入量增加时，多种粘土热湿拉强度全部有不一样程度提升。其次提升式样紧实度可使热湿拉强度提升;加入面粉、糊精等附加物可使热湿拉强度略有提升；当粘土含量不变时，随砂粒变粗，角形系数变小，热湿拉强度提升。没有揉搓作用混砂机混制型砂，其热湿拉强度差。4. 高温强度试样在高温（相当于铸型在金属液作用下）测得强度称为高温强度。高温强度太低，型壁在金属液压力作用下会产生移动，造成铸件壁厚偏差或变形、缩孔、缩松等缺点。高温强度过高，会阻碍铸件收缩，使铸件应力增大，严重时造成裂纹。 伴随温度升高，型砂高温强度逐步增高，达成最高值后很快下降。膨润土砂和一般粘土砂高温强度均在950-1000左右。 伴随粘土加入量和湿态水分增加热压强度会有显著提升。提升式样湿强度和紧实度全部能提升高温强度。5. 残留强度和溃散性铸型受高温作用后冷却至室温所含有抗压强度称为残留强度。铸件凝固冷却后，型砂和芯砂从铸件上清理下来难易程度称为溃散性。残留强度于高温强度有一定关系，加热至高温强度最大值时温度。冷却下来残留强度最小。钙基膨润土砂和一般粘土砂残留强度比钠基膨润土砂低，溃散性好。增加粘土型砂水分含量，残留强度提升；加入木屑可降低残留强度。所以在确保必需高温强度条件下，不应过多加入水分和粘土。，以免恶化粘土砂溃散性和残留强度。6. 表面强度 型腔和砂芯表层强度称为表面强度。假如金属液对型腔表面进行冲刷和冲击力大于表面强度，会产生冲砂、砂眼、表面粗糙等缺点。 表面强度提升：刷涂料、在型砂中加入糖浆、糊精，提升紧实度，角形系数小和粒度分散原砂。7. 透气性型砂孔隙透过气体能力称为透气性。金属液在浇入砂型时，和浇入铸型后，在金属液热作用下，型腔和砂型中气体受热膨胀、水分蒸发、有机物燃烧或升华、碳酸盐分解等产生大量气体，这些气体假如不立即排出型外，浇注时轻易产生呛火，甚至使金属液飞溅，铸件易产生气孔、浇不足等缺点。（1）原砂 原砂对透气性影响关键表现在砂颗粒大小和颗粒均匀度方面。圆形、颗粒粗大均匀、含泥量少砂比表面积小，气体透过时所受阻力小，型砂透气性好。颗粒不均匀原砂，细小颗粒镶嵌在大颗粒空隙中，使型砂透气能力大幅下降。（2）粘土和水分 透气性随粘土加入量增加而降低，对不一样粘土加入量全部有对透气性最适应含水量。 旧砂中含有较多灰分，若不经除尘处理就回用时，会使型砂透气性变坏，强度降低。（3）紧实度 紧实度越高透气性越差。（4）煤粉含量 型砂中加入煤粉回使透气性降低。（5）混制工艺 为了使型砂混合均匀，混砂时间应足够，使粘土能形成粘土膜均匀包在砂粒表面。但混砂时间过长，不仅影响生产率，而且在用活化膨润土砂时易使型砂结块，影响到型砂透气性。 对于不刷涂料砂型，透气性不易过高，不然会造成铸件表面粗糙或粘砂缺点。8. 发气性 发气性是指型砂在加热时析出气体能力，通常见单位面积型砂被加热时所产生气体量表示。随发气物质增加和浇注温度提升，发气量增大；当型砂中加入有机粘结剂如（糖浆、糊精）发气量急剧增加，在考虑发气性时，发气速度和开始析出气体而时间也很关键，因在铸件凝固早期，铸型中形成气体可能性大。9.流动性 型砂在外力作用或本身重力作用下沿模样和砂粒间相对移动能力称为流动能力。流动性好型砂可得到紧实度均匀、轮廓清楚、表面光洁、尺寸正确型腔，有利于预防机械粘砂，并可降低紧砂时间和提升生产率。 粒度大而集中，角形系数小砂流动性好。粘结剂性质和加入量对流动性也有很大影响。实践证实钙基膨润土砂流动性最好，一般粘土稍次，钠基膨润土最差。在原砂加入量一定时，不能借提升水分来提升流动性。 混砂时间过久会使粘土砂结块，到哪混砂时间不足以致没混均匀，全部显著降低流动性。未经松砂处理型砂流动性也较差。加入柴油或重油提升流动性。10.可塑性 型砂在外力作用下变形，当去除外力后能完整保持所给予形状能力称为可塑性。型砂可塑性好，能够制造出形状正确，轮廓清楚型腔；起模时不易损坏；轻易修型；铸件夹砂缺点少。但可塑性高型砂，流动性差，型砂不易春实到需要紧实度。细砂配制型砂可塑性比粗砂好。当合适提升粘土含量可提升可塑性。当粘土含量一定是合适提升水分含量可提升可塑性。钠基膨润土砂可塑性不钙基膨润土砂可塑性好。型砂中粉尘和失效粘土增加，混砂时间短全部可降低可塑性。11.其它性能能 （1）耐火度 通常见烧结点来衡量。型砂在高温作用发生溶化或烧结时温度称为烧结点。影响原砂耐火度关键原因是原砂化学成份和矿物组成。（2）复用性 型砂反复使用后保留原有性能而能数次反复使用性能。粘土砂复用性于原砂和粘土性质相关。反复使用时，其中砂粒体积膨胀和收缩而破碎细化，粘土丧失结构水或丧失重新取得层间水能力成为死粘土。钠基膨润土复用性最好，活化处理钙基膨润土次之，一般粘土稍次，钙基膨润土最差。（3）保留性配制好型砂放置一段时间后不损失其原有性能能力称为保留性。保留性关键取决于粘土保持水分性质。保留性排列次序一般粘土、钙基膨润土、钠基膨润土、活化钙基膨润土。（4）吸湿性 烘干硬化后型砂在储存过程中吸收水分能力称为吸湿性。干型（芯）吸收空气中水分后将使强度下降，可能造成铸件产生气孔和夹砂缺点。影响吸湿性关键原因空气湿度、停放时间和附加物种类，型砂中加入纸浆残夜或水溶性材料等均会增加吸湿性。（5）退让性 当铸件凝固和凝固后继续冷却收缩时，型砂能被压缩而不阻碍铸件收缩性能。型砂退让性差会使铸件产生应力甚至产生裂纹缺点。型砂退让性关键取决于其所在温度下高温强度。高温强度高则退让性差。，钠基膨润土砂退让性最差。伴随粘土和水分增加退让性下降。在型砂中加入木屑、焦炭末等，有利于提升退让性。 在退让性要求高铸件时常加入稻草绳。铸件收缩时稻草绳已烧坏，就不会阻碍铸件收缩，清砂也比较轻易。（5） 粘膜型 造型或造芯时，型（芯）砂粘附在铸件表面性质称为粘膜型。粘膜是因为型（芯）砂粘结材料和模样表面附着力超出了砂粒之间粘结膜凝聚力造成，故粘膜性于粘结材料和磨具材料相关。膨润土尤其是钠基膨润土产生粘膜时 含水量较高，故较不易粘膜。湿润粘土对木材附着力比较大，故木模较易发生粘膜。 当型砂温度高，摸样温度低，因水气粘结，易发生粘膜。粘土砂中含水量越高，越易发生粘膜为了降低粘膜，木质模样和木质芯盒表面应刷漆，或檫拭防粘膜材料，如石墨粉、松子粉、滑石粉、经稀释重油、煤油等；降低型砂含水量，使用内聚力较大钠基膨润土，旧砂温度不宜过高。 型（芯）砂需要含有多个性能，但无法同时使多种性能全部很好，在制订和控制型砂性能时，必需依据合金种类、铸件类型和大小、生产方法等条件来具体确定，由此对应确定原砂、粘土种类及加入量、紧实度和配制工艺。