㈠ 混凝土砂含泥量高如何處理
最佳答案:1、一般是要求分揀,然後用清水淘洗直至合格。2、也可以摻入大量潔凈的砂子和石子,控制總含泥量不超標即可。3.、降級使用或者退場...
㈡ 怎樣解決砂型鑄造透氣不好
1:盡量減少型砂中粉塵含量;2:合理扎置排氣孔:3:合理設置排氣通道;4:在型砂中加入透氣性好的物質,5:保持澆注過程型腔為開放狀態
㈢ 鑄造型砂為什麼要檢測水分含量有什麼作用
粘土濕型砂鑄造中,
水分不能高的原因:這是因為濕型鑄造時,由於水分的汽化溫度低,當加熱到鋁液熔化溫度時,砂型中會產生大量的氣體,隨著壓力增大,體積發生膨脹,壓力大的氣體就會進入型腔或型腔中的鋁液,導致侵入性氣孔的形成。
水分不能低的原因:沙子沒辦法粘接,無法造型。
㈣ 混凝土含泥量大了之後怎麼調試混凝土才流得開
樓主你好,看到你的問題,首先我要告訴你,混凝土的流動性跟砂子含泥量和石粉沒有直接關系,這兩者影響的是你的用水量和強度。解決方法如下:1.重新調整混凝土外加劑摻量,把摻量提上去,關鍵就是控制用水量,絕對不能超出設計用水量。2.提高粉煤灰用量,當然也不刨除你的粉煤灰有問題,建議你下次再來粉煤灰時用取樣標槍斜著取樣,我懷疑有夾心可能。如果粉煤灰沒問題,就可以每方提20Kg,以改善流動性。3.中砂含泥量大,可適當摻用部分機制砂,以改善用水量,並提高流動性,如果沒有機制砂,建議你告知你的中砂材料供貨商讓他盡量給你來粗一點的中砂,在含泥量不變的情況下,改善流動性。最後我要告訴你一點,你中砂含泥量大,不提水泥用量和外加劑基礎上,是十分危險的。所以在保證質量的同時,不要盲目的降低成本,避免造成質量事故的發生。
㈤ 灰鐵鑄件的基本特點
灰鐵鑄件高密度造型型砂的基本特點是:黏土含量高,水分低,煤粉的加入量也較低。因此,在配砂時應把握好以下幾點。
①黏土含量和含泥量。黏土含量高的型砂,隨比壓升高強度也提高,通常有效膨潤土控制在7%~10%。型砂中有效黏土和死黏土之和相當於含泥量,含泥量一般控制在12%~16%。含泥量太高或太低均會影響型砂的各項性能指標。
②水分。消失模鑄件製造型砂中的水分是決定黏土的塑性和黏結力的主要因素。水分太高時,易引起黏土黏結力惡化,型砂的流動性下降,得不到均勻的鑄型密度。水分太低時,型砂不易混勻,型砂強度低,脆性大,起模性差,易使鑄件產生粘砂缺陷。一般水分應控制在比得到濕壓強度峰值時的水分高出10%~20%。
③原砂粒度。高密度造型時砂型密度較高,澆注時膨脹大,因此原砂粒度不宜過分集中,原砂顆粒呈圓形或多角形,一般選擇三篩砂或四篩砂。

㈥ 如何降低高水分的鑄造舊砂含泥量
風選、除塵
㈦ 求砂型鑄造論文 先謝了
給你一篇看看做參考,我有部分論文,也有自己寫的。
漫談濕砂型鑄件表面缺陷
與其它鑄造方法相比,濕型鑄件是較容易產生粘砂、砂孔、夾砂、氣孔等缺陷的。如果鑄造工廠注意控制濕型砂的品質,這些缺陷本來是有可能減少或避免。以下用實例說明型砂性能與鑄件表面缺陷的關系。
一.粘砂
研究工作表明,一般濕砂型鑄件,不論鑄鋼還是鑄鐵,粘砂缺陷都是屬於機械粘砂,而不是化學粘砂。機械粘砂的產生原因有多種,最多見的如下的實例:
1.砂粒太粗和透氣性過高,金屬液容易鑽入砂粒間孔隙,使鑄件表面粗糙,或將砂粒包裹固定在表面上。江蘇某外資工廠的鑄鐵舊砂中不斷混入大量30/50目粗粒芯砂,以致型砂透氣性達到220以上,鑄件表面極為粗糙。內蒙某工廠鑄鋼車間的氣動微震造型機生產中、小鑄件。使用主要集中在40目的40/70粗粒石英砂混制型砂,鑄件表面產生嚴重粘砂。平時不檢測型砂透氣性,認為已經符合工藝規程規定的≥80。為了找到粘砂原因而專門檢測一次,發現透氣性居然高達1070左右,表明這就是產生粘砂的原因。因此型砂透氣性必須有上限,型砂粒度粗細和透氣性應當處於適宜范圍內。一般震壓機器造型單一砂最適宜的型砂粒度大多為70/140目,透氣性大致為70~100,高密度造型的型砂粒度最好是50/140或100/50,透氣性為80~140。有些生產發動機的鑄造廠大量使用50/100目粗原砂製造砂芯,落砂時不斷混入舊砂中,使型砂透氣性可能達到180以上,就應加入100/140目細砂,或將旋流分離器中的細顆粒部分返回到舊砂中,以便糾正型砂粒度。
2.鑄鐵型砂中煤粉含量不足或煤粉品質不良。北京某鑄造廠生產高速列車剎車盤,鑄件材質符合要求,而表面有嚴重粘砂,需整體打磨後才能交貨。型砂中所用煤粉來自郊區一家關系密切的私營小供應商。粘砂的產生原因可能是煤粉品質太差,還可能是型砂中有效煤粉量也不足夠。安徽某閥門總廠使用的「煤粉」是生產焦炭洗選下來的廢料,灰分高達76%。使用後整個型砂性能遭破壞,鑄件廢品超過一半。鑄造工廠應該對購入的煤粉品質加強檢驗。優質煤粉要求灰分≤10%,揮發分30~37%,焦渣特徵4~5級。型砂的有效煤粉含量可以用發氣量進行檢測。中小灰鐵鑄件震壓造型應用普通煤粉的的型砂每1g的發氣量大約在22~26mL,摺合普通品質有效煤粉量約為6~7%,或優質煤粉5~6%,或增效煤粉4~5%。高緊實度造型用型砂發氣量大體在18~24mL,摺合增效煤粉含量3~4%。我國一些外資鑄造工廠大多用灼減量(LOI)估計鑄鐵用濕型砂抗粘砂性能。例如江蘇一汽車鑄件廠的靜壓造型線規定面砂的灼減量為4.10±0.30%。國內有多家造型材料公司供應各種「煤粉代用品」。鑄造廠應先進行澆注試驗,與優質煤粉或增效煤粉比較鑄件表面效果、型砂性能變化以及鑄件生產成本,然後確定是否選用。
二.砂孔
鑄件表面的砂孔和渣孔通常合稱為「砂眼」。渣孔大多是由於用了稻草灰或干砂當做聚渣劑形成的。關於砂孔的形成原因如以下幾個實例:
1.天津某合資鑄造廠手工造型生產電機殼等中、小灰鐵鑄件。主要缺陷是整個鑄件上表面都可看到彌散分布的砂粒。分析這種砂孔形成原因是沖砂,是澆注系統和型腔被鐵液沖蝕而掉落的零散砂粒漂浮在液面上形成的。該廠平常並不控制型砂品質,據雲以前曾檢測濕壓強度只有25kPa。手工造型用型砂濕壓強度最好在70~80kPa左右,震壓機器造型應90~120kPa。如果是高密度造型,型砂濕壓強度可以是140~180 kPa。大件可以再增高些。為了提高型砂的濕壓強度,應避免使用劣質膨潤土,0.2g膨潤土吸藍量最好在35mL以上。型砂還需要含有足夠的有效膨潤土,例如高密度造型的型砂5g吸藍量大多在55~65mL。摺合優質有效膨潤土量6~7%。
2.山東某鑄造工廠只有一台震壓造型機,上班後先造下型鋪滿地面和下芯。半天以後更換模板製造上型和扣箱合型,准備澆鑄。鑄件經常出現砂孔等缺陷。其原因是濕砂型表面脫水乾燥後表面強度急劇下降,表面砂粒很容易被沖蝕落入鐵液中。天氣乾燥季節中「風干」現象更加嚴重。濕型砂下箱敞開時間最好不超過半小時。如果發覺砂型表面有乾燥脫水的跡象,合型前應用噴霧器向砂型表面噴水使恢復潮濕狀態。天津某日資汽車發動機廠過去曾用進口表面強化劑噴塗型腔表面,現也改用噴水。
3.四川某汽車件鑄造廠使用靜壓造型機流水線生產汽缸體和汽缸蓋,鑄件表面都有多少不等的砂孔。該廠型砂採用本省品質不高的膨潤土和煤粉,未對舊砂進行經常性除塵處理,致使舊砂中含泥量有時升高達到24%。為了保持型砂含水量4.0%左右以防止產生氣孔缺陷,不得不將型砂緊實率壓低在27~32%范圍內。型砂的濕壓強度並不低,在170~210kPa,不是產生砂孔的原因。由於型砂的灰分過高和緊實率很低,影響韌性不足,破碎指數只有65~75%左右。這種型砂性能太脆,起模性差,砂型的稜角和邊緣容易破碎,因而引起砂孔缺陷。該廠應當改用優質膨潤土和煤粉;還應使用舊砂除塵設備,將舊砂含泥量控制在12%以下,型砂含泥量不超過13%;將型砂破碎指數控制為80~85%。在造型處的型砂緊實率提高為35~38%,含水量為3.2~3.6%,使(緊實率)/(含水量)的比例在10~12的范圍內。這樣就能提高型砂韌性和減少砂孔缺陷。上海、北京、哈爾濱有幾家工廠在砂子中加入少量α-澱粉用來改善型砂韌性,降低起模摩擦阻力,增強表面風干強度。對防止砂孔缺陷和改善鑄件表面光潔程度都有益處。
4.河南某拖拉機廠的發動機鑄造分廠由於大量冷芯盒砂芯的混入,使型砂變脆,起模性能越來越差。不但砂型邊棱易碎,而且吊砂易斷。根據工廠規定,碾輪混砂機的周期時間只有3min,不能加長混砂時間以免影響造型機用砂需要。後來盡最大努力使混砂周期延長了1min,發現型砂的手感起了變化,起模性也有了改善。這說明原來的混砂時間太短,不能混制出優良的型砂性能。
三.夾砂(結疤、起皮)
自從國內有多家公司供應優質活化膨潤土以來,濕型鑄件表面夾砂缺陷已大為減少。但是個別濕型鑄造工廠還會意外地產生夾砂缺陷。
1.江西一家小型汽車修配廠希望用濕型生產摩托車發動機鋁鑄件。開始時曾借來兩只牛皮紙袋的仇山「陶土」供混砂使用。後來又到物資部門購買了兩只麻袋包裝的陶土。但是發現新購來陶土的型砂粘結力很低,砂型在火爐旁烘烤後開裂起皮,澆注鑄件出現嚴重夾砂缺陷。當時用極為簡陋的條件檢查兩種粘土的泥漿是否能用鹼活化變稠。證明麻袋中不是膨潤土而是真正陶土,不可用於濕型鑄造。出現問題的原因是當初地質部門將呈微弱酸性的鈣基膨潤土稱為「酸性陶土」。而很多鑄造工廠又將「酸性陶土」簡稱為「陶土」。結果把以蒙脫石為主要礦物成分的膨潤土與以高岺石為主要礦物成分的真正陶土(即普通粘土)混淆在一起。真正的陶土主要用來燒制陶瓷,不適合濕型鑄造使用。鑄造工廠也可以用吸藍量來鑒別兩種不同的粘土礦物,0.2g膨潤土吸附亞甲基藍在25~45mL,而普通粘土吸藍量只有膨潤土的十分之一。
2.水質的影響:天津的一家台資鑄造工廠,使用擠壓造型機生產出口鑄鐵煎鍋。用優質活化膨潤土混砂,型砂的濕壓強度200~250kPa,緊實率35~38%,含水量3%左右。但是後來鑄件靠近內澆道處產生夾砂缺陷,懷疑混砂所用井水有問題。該廠原來混砂用深井水的井管被堵塞。老闆為了節約,打了一口20m淺井供混砂加水之用。工人發現這口井的水咸不能喝,洗手搓肥皂也不起泡沫。經化驗這種淺井水中含有大量鈉、鎂、氯離子,對活化膨潤土有強烈的反活化作用,用來混砂生產鑄件容易產生夾砂缺陷。從鄰近工廠引來飲用水混砂後,仍不能完全消除原來水質的影響。江蘇有一家擠壓造型生產冰箱壓縮機鑄件工廠,使用流經工廠外面小河中的河水混砂,適逢河水上游有化工廠向水中排廢水而引起鑄件產生夾砂缺陷,其原因也是由於廢水的反活化效應。如果懷疑水質是否適合混砂,可以取2g或3g膨潤土分別用純凈水和待試水測定膨潤值,或膨脹倍數和自由膨脹量,如果待試水的測試結果比純凈水低很多,就表明待試水的品質不可用。
四. 氣孔
鑄件的氣孔缺陷主要有裹攜氣孔、侵入氣孔、析出氣孔和反應氣孔四個類型。以下舉例說明工廠中常見氣孔的生成原因和防止措施。
1.鑒別氣孔的類型和生成原因都是不容易的。根據生產經驗,提高澆注溫度30~50℃經常可以減少任何類型氣孔缺陷的發生。應當注意每包鐵液澆注最後一兩個砂型的溫度,因為這時包中鐵液溫度已然下降而容易產生氣孔缺陷。天津某台資鑄造廠生產工業縫紉機殼體,每台鐵液本可以澆注7個砂型,但是只澆5個砂型。剩在包中鐵液倒回電爐中,然後再重新接一滿包鐵液去澆注砂型,就是為了保持澆注溫度,減少氣孔缺陷。
2.北京某日資工廠曾發現一個有氣孔缺陷的鑄件,鋸開後看到氣孔呈一個個連續上浮狀態。估計在產生氣孔的界面上背壓力超過了鐵液的靜壓力引起侵入氣孔,但已無法判斷氣源是何物。有的工廠將舊砂堆當做垃圾堆,香煙頭、冰棍捧、廢紙團、瓜籽皮……扔到舊砂,混入型砂中都可能形成氣孔缺陷。有些外資鑄造工廠嚴格禁止在廠區中吸煙也是預防氣孔的有效措施之一。
3.山東某廠生產中等大小出口閥門鑄鐵件,用震擊造型機造型,冷芯盒制砂芯。該廠採取兩天連續造型和下芯、合型,每隔一天沖天爐開爐澆注一次。所生產鑄件氣孔廢品率極高。分析其原因是砂芯吸潮發氣進入鐵液中造成的侵入氣孔。冷芯盒砂芯長時間放置在相對濕度極高的砂型中很容易吸潮。澆注時不僅粘結劑發氣,而且砂芯吸收的水分也發出大量水汽,因而容易產生氣孔缺陷。應當將隔日開爐攺為每日開爐,或者造型後先合空型,待開爐日再開箱下芯、合箱澆注。既可以防止砂芯吸潮,又可以減少砂型風干脫水,使氣孔缺陷大為減少。多開出氣冒口,增大排氣能力。適當提高澆注速度,迅速建立靜壓力抵制界面氣體侵入,也對防止侵入氣孔有好處。
4.從河南、山東、遼寧、吉林…等發動機鑄造工廠的氣孔缺陷生成情況來看,所遇到的氣孔仍多屬於砂芯發生氣體的侵入氣孔缺陷,很少是析出性的氮針孔。因為所用砂芯的粘結劑都改為含氮量較低的樹脂,而且必要時在芯砂中和塗料中加入適當的氧化鐵。因此首先應當加強砂芯的排氣能力。砂芯中間應開通暢的排氣孔。對於厚大斷面砂芯可以抽成空心或分半挖成網格形內腔而後粘合。樹脂自硬砂芯最常用的排氣辦法是使用尼龍編織管,制芯時可以方便地沿砂芯的任意形狀預埋在砂芯中。熱芯盒、冷芯盒和殼芯都是整體射制的,不能預埋排氣管路,可以安放通氣針或棒,在取芯之前或之後抽出。但是更多的是在砂芯硬化後用硬質合金鑽頭從芯頭鑽孔幫助排氣。例如山西某液壓件廠生產形狀極為復雜的液壓閥,將殼芯所有芯頭都角鑽頭鑽盲孔幫助排氣。西班牙有一家生產小轎車的鑄造工廠,制出氣缸蓋的水套砂芯用專門多頭鑽床自下向上地將水套砂芯的各個冷卻水通道芯頭同時鑽出盲孔。較大砂芯下芯時,如果芯頭與芯座的間隙過大,會出現鐵液鑽入砂芯通氣孔現象。應當用耐火纖維氈墊、泥條、石棉繩等密封材料圍封砂芯芯頭。還要注意高溫快澆,迅速建立起鐵水壓力超過發氣點背壓力使氣體不能鑽入鐵液中成為氣泡。即使氣體已經鑽入鐵液中,也能漂浮和隨著鐵液進入排氣冒口排出。另外,採用低發氣量粘結劑對防止氣孔缺陷是必要的,例如北京某工廠生產英國的煤氣爐燃燒圈只有一個芯頭,排氣困難,就盡量將殼芯的發氣量控制在12mL/g以下,而且高溫快速澆注。
5.山西某廠使用擠壓造型機生產灰鑄鐵曲軸,在鑄件表面和皮下形成宻集的小氣孔。一般為直徑1~3mm的小孔,大多存在於表皮內1~3mm處,拋丸清理或粗加工時露出。此工廠不用樹脂砂芯,不會產生氮氣孔,缺陷應當屬於反應氣孔。即金屬液與鑄型在界面處發生化學反應,產生的氣體溶解在金屬液中。冷卻時溶解度降低析出成氣泡。鑄件材質為灰鐵,也排除掉鐵液中鎂或稀土與砂型中水分引起反應。懷疑是爐料和孕育劑有可能將鋁、鈦帶入鐵液中。因為鋁、鈦與水反應放出極易溶入鐵液層中的原子態[H]。該層凝固時氫的溶解度降低而以分子態氣相析出和長大成氫氣泡。由該廠硅鐵孕育劑的分析報告中看到含鋁量達到1.86%,可能是產生皮下氣孔的主要原因。硅鐵孕育劑的含鋁量最好為1.0%左右,最多不可超過1.5%。對於隨流孕育用硅鐵,不但要控制較低的含鋁量,而且要限制加入量一般不超過0.08~0.10%。為了防止鋁、鈦等元素與水的反應,擠壓造型的型砂含水量也必須控制在不高於4%。
6.球墨鑄鐵的鐵液澆注入濕砂型後,殘留鎂同水分子中氧強烈反應而產生原子態[H],是產生皮下氣孔缺陷的主要原因。必須採取冶煉和工藝兩方面的措施才能防止反應氣孔的產生。河北某球墨鑄鐵工廠是生產載重汽車離合器壓盤等球墨鑄鐵件的專業廠,鑄件無皮下氣孔。從該廠冶煉角度來分析其避免氣孔的原因是各項指標都未超出常規范圍。例如使用優質鑄造焦,沖天爐出爐溫度在1480℃以上,球化處理包的內腔深度為直徑的1.5~2倍,澆包和型腔表面抖冰晶石粉,鐵水含硫0.03~0.04%,殘留鎂量為0.40~0.46%。但是從工藝角度來分析:面砂含水量高達7.0~7.6%,遠遠超過通常認為的最多不可超過5.5%。分析其不出氣孔的原因可能是:(1)型砂加入了大量煤粉,灼減量高達7.0~7.9%。超過通常的4~5%。未測型砂發氣量,估計在35mL/5g以上。澆注後露出的鑄件表面呈現深藍色,表明澆注時型腔中為大量強烈還原性氣氛,將型腔中水汽沖淡。(2)砂型透氣性100,並扎有大量排氣孔,澆注生成的水汽大部分排出型腔以外,減少了可能參與反應的水汽。(3)面砂含水量雖然相當高,但含泥量高達21%。因此測得緊實率只有36%左右,說明型砂並不潮濕。可能泥分吸收了大量水分,減緩了化學反應的速度。因此可以設想產生反應氣孔缺陷主要取決於緊實率(即型砂干濕程度),而不是含水量。
五. 討論
1.獲得優質型砂的條件首先是選用優質原材料,也還需要應用優良的混砂過程。一些技術管理比較嚴格的濕型砂鑄造工廠要求在每班結束前將混砂機中的砂子完全清除干凈。美國主要的濕型鑄造廠大多要求混砂機刮板與底盤的距離為一個硬幣厚度。日本幾家使用碾輪式混砂機的汽車件鑄造工廠的混砂周期都是6min。但是我國有的鑄造廠的混砂機碾盤中和碾輪上的砂子都長期不清理,刮板磨損也不調整,碾輪混砂時間最多3min。這怎樣能夠混制出優良品質的型砂呢?
2.型砂品質表現在於性能如何,加強型砂性能的檢測和控制才能制備出優等型砂。江蘇某日資汽車件鑄造工廠靜壓造型線用面砂的日常檢測項目有二十餘種,還未包括背砂和原材料的檢測項目在內。我國有的鑄造工廠的型砂實驗室中儀器設備簡陋,濕型砂性能的日常檢測項目可能只有三、四種。怎能根據測得結果說明鑄件表面缺陷產生原因呢?又怎能用來降低鑄件廢品率呢?
㈧ 機制砂是石粉含量超標還是含泥量超標呢 怎麼控制呢
根據亞甲藍溶液測定MB值,MB值<1.4則判定以石粉為主,反之則判定以泥粉為主。
通過制砂機和其它附屬設備加工而成的砂子,成品更加規則,可以根據不同工藝要求加工成不同規則和大小的砂子,更能滿足日常需求。機制砂要有專業的設備才能制出合格適用的砂石。
石料由粗碎機進行初步破碎,然後,產成的粗料由膠帶輸送機輸送至細碎機進行進一步破碎,細碎後的石料進振動篩篩分出兩種石子,滿足制砂機進料粒度的石子進制砂機制砂,另一部分返料進細坡。

(8)鑄造含泥量怎麼控制擴展閱讀:
機制砂石粉含量對水泥拌合物性能的影響。通過水泥的試驗、砂漿試驗、混凝土試驗,用機制砂配製混凝土與天然引砂無大的區別。一般來講,同坍落度的前提下,機制砂的用水量要稍大些,但要根據施工條件及結構物和運輸等因素考慮。
但對混凝土的強度基本不變;用機制砂配製泵送混凝土等特種混凝土時,注意砂率不宜過高,防止降低混凝土強度和耐久性等工程質量。
強度等級C60混凝土,混合砂細度模數不得低於2.3,其中特細砂細度模數不低於1.1;強度等級C45-C55混凝土,混合砂細度模數不低於1.8,其中特細砂細度模數不低於0.9;用混合砂配製C60以上強度等級混凝土時,應通過試驗,取得可靠數據,經論證滿足性能要求後方可使用。
㈨ 關於砂型鑄造的問題
砂型鑄件的表面缺陷
1.1 機械粘砂和化學粘砂
砂型鑄件表面的機械粘砂是金屬液直接鑽入砂型砂粒間孔隙,靠金屬的包圍和鉤連作用與砂粒連結在一起,沒有發生化學反應。產生化學粘砂的原因是高溫金屬液可能被氧化而生成金屬氧化物,主要產物是氧化亞鐵FeO,其熔點為1370℃。FeO與型砂的SiO2起化學反應生成硅酸亞鐵(即鐵橄欖石FeO•SiO2),化學反應如下:
SiO2 + 2FeO 2FeO•SiO2
硅酸亞鐵的熔點極低,僅有1220℃,因此流動性很好,即使鑄件表面已有凝固殼,新生成的硅酸亞鐵仍呈液態,易於滲透入砂型孔隙中。凝結後的硅酸亞鐵對鑄件和型砂都有極強的粘結性,能夠將型砂牢固粘附在鑄件表面上而成個化學粘砂。
用濕型砂生產鑄鐵件一般只形成機械粘砂,而不會形成化學粘砂。這是因為鐵液中含有多量碳,不會產生大量氧化鐵等金屬氧化物。砂型中又含有相當多的煤粉,澆注時產生的還原性氣氛能防止金屬氧化物。原砂的SiO2含量較低也不是濕型鑄鐵件形成化學粘砂的必然條件。研究結果表明,使用SiO2含量只有82%左右的黃河風積砂,用濕型生產鑄鐵件並未發現有化學粘砂。
憑肉眼區別兩種粘砂是比較困難的,通常可用以下方法區分:
⑴顯微觀查:從粘砂層上敲取一小塊,用液體樹脂固定並磨製成試樣,用金相顯微鏡觀察。如果是機械粘砂,可以清楚看到單個砂粒夾在金屬之中。滲入的金屬與砂粒間有明顯的分界線,不存在任何化學反應產物。滲入的金屬金相組識與鑄件本體的金相組織一致(見圖2)。如果是化學粘砂,則可以看見在粘砂層中有新生相將鑄件和砂粒粘連(見圖3)。
⑵電測:機械粘砂中連結物是金屬,具有良好的導電能力。將萬用電表的旋鈕開到電阻測定檔,用一個電極接觸鑄件,另一電極接觸粘砂部位。如果電阻接近為零,表明粘砂是金屬包裹砂粒形成的機械粘砂。如果顯示有巨大電阻,表明粘砂部位已經形成不導電的硅酸亞鐵,屬於化學粘砂。
⑶化學鑒別:用扁鏟鑿下一小塊粘砂塊,浸入盛有濃鹽酸的試管中。如果緩慢發生氣泡,一夜之後液體顏色由無色透明變為棕紅色。反應終了時粘砂塊消失,試管底部留下少數單個砂粒,說明是機械粘砂,鐵質部分已被鹽酸溶解成為氯化鐵。化學反應式為:
2Fe + 6HCl 2FeCl3 +3H2↑
如果是化學粘砂,則氣泡產生很少,酸液也沒有明顯的變化。最後的殘留物是多孔性團絮狀物質。
1.1.1 各種因素對機械粘砂的影響
實際生產經驗表明,濕型鑄件的重量一般不超過一、二百千克,壁厚大多不超過50mm,型砂中水分引起激冷效應使鑄件外殼較快冷卻和凝固,對型砂的加熱作用並不過分嚴重。雖然鑄鐵用原砂中除了含有石英(熔點1715℃)以外,還含有相當數量熔點較低的長石(熔點1170~1550℃)、雲母(熔點1150~1400℃)及其它礦物質,但同時鑄鐵濕型砂中含有的煤粉抑制了氧化鐵的生成,因而不致引起化學反應。生產經驗表明,濕型鑄鋼件一般也都是機械粘砂,而不是化學粘砂。這是因為濕型鑄鋼件都不是厚大鑄件,而且所用硅砂含SiO2較高,鑄件對型砂的熱作用並不嚴重,不產生明顯多的鐵橄欖石。
以下將分別討論鑄件產生機械粘砂的各種影響因素:
1.1.1.1 砂型緊實程度
手工造型和震壓造型的緊實程度如果較低,則砂型表面的砂粒比較疏鬆,砂型型腔的坑凹處和拐角處局部也都更容易出現疏鬆。如金屬液鑽入砂粒之間孔隙不深,將使鑄件表面顯得粗糙;鑽入較深和包裹砂粒則形成機械粘砂。造型工人可以採取手指塞緊、用沖錘的尖頭沖緊砂型局部。高生產率的高密度造型是否有局部疏鬆,則取決於型砂流動性如何,因而很多工廠盡量降低型砂緊實率來提高型砂的流動性。在填砂和壓實過程中採用微震提高砂型緊實程度是十分有效的。此外,也取決於緊實裝置設定液壓或氣壓的高低。圖4為一灰鐵汽車鑄件出現機械粘砂,使用進口靜壓造型機,一箱兩件。但液壓系統的壓力調節不適當,砂箱的壓實比壓較低;而且兩件之間和與砂箱的吃砂量僅有25mm左右。砂型平面硬度只有50~60,邊緣側面硬度不足40。
1.1.1.2 型砂的粒度和透氣性
濕型的砂粒粗細一方面要保證澆注後排氣通暢,另一方面濕型砂的透氣能力又不可太高,以免金屬液容易滲透入砂粒之間孔隙中。手工造型生產小件的砂型上扎有較多排氣孔,而且往往採用面砂,砂粒可以細些,面砂透氣率40~60大約已然合適。機器造型濕型單一砂的型砂粒度大致在70/140目,透氣率大多在60~90的范圍內。高密度砂型比較密實,則要求型砂有較高透氣能力。粒度大多在50/140或140/50目,透氣率較多集中在100~140。很多工廠的砂芯用原砂粒度比型砂粒度粗,例如汽車發動機缸體砂芯用原砂粒度為50/100目,長期生產會有大量芯砂混入型砂而使型砂粒度變粗。以致有些工廠的型砂透氣率高達160以上,甚至達到200左右。除非在砂型表面噴塗料,否則鑄件表面變得粗糙,甚至可能有局部機械粘砂。美國有一工廠在混制濕型砂時加入100、140目兩篩細粒新砂5%來糾正型砂變粗現象,使型砂粒度維持在50/140的四篩分布。
1.1.1.3 金屬液壓力
金屬液壓力越高,機械粘砂就越嚴重。因此,高大鑄件的底部比較容易形成機械粘砂。
1.1.1.4 澆注溫度和鑄件壁厚
金屬液溫度高,流動性好,就容易滲入砂粒之間孔隙而產生機械粘砂。但從避免鑄件產生氣孔、冷隔等缺陷考慮,澆注溫度不可任意降低。生產復雜薄壁鑄件時尤需較高澆注溫度。
1.1.1.5 砂型塗料
生產重量較大的濕型鑄件,可以向砂型的型腔噴刷醇基塗料,點燃後即可下芯與合型。一般上型可以不噴塗料,因為所受金屬液壓頭比下型小。噴塗料的另一優點是提高了砂型表面耐沖刷能力。但是濕型用塗料的配方不同於砂芯用塗料,其強度不可太高,必須與砂型強度匹配,否則可能使塗層開裂翹皮,並使鑄件產生夾砂缺陷。對內腔要求不高的一般鑄鐵的濕砂型中如果有樹脂芯或油砂芯,為了防止金屬液鑽入砂芯,可以在硬化後的砂芯表面局部容易滲透金屬液處,塗抹用機油或其他粘結劑加石墨粉、石英粉或其它耐火粉料調制的塗料膏,涼干後即可下芯。當生產內腔清潔度和光潔度要求很高的鑄鐵件(如內燃機缸蓋、機體、液壓系統閥件等)時,必須對砂芯採取整體浸或澆塗料而後表面烘乾。手工生產鑄鐵件時,常用軟毛刷將土石墨粉細心塗刷在濕砂型和砂芯表面上。也有的噴土石墨與水混合液,晾乾後即可澆注。石墨粉可以填塞孔隙,又不被鐵液潤濕,鐵液難以鑽入砂粒之間。美國Caterpillar鑄造工廠用高壓造型大量生產工程機械大型發動機汽缸體,其克服機械粘砂的措施是靠對上、下砂型全面自動噴水基塗料。然後用大火焰噴槍自動噴烤,使塗層和砂型表層乾燥。這種表面烘乾的型砂所用膨潤土、煤粉等材料的品種和加入量,以及型砂性能控制均不同於普通濕型砂。
1.1.1.6 型砂的煤粉量
濕型鑄鐵件防止粘砂和改善表面光潔程度最主要的型砂加入物是煤粉。但是市售煤粉良莠不齊。一般生產中等大小鑄鐵件型砂中有效煤粉量可能在3.5~7.0%,主要取決於煤粉品質和對鑄態表面的要求不同。為了排除煤粉品質的影響,可以只用1g型砂在900℃的發氣量代表有效煤粉含量。例如普通機器造型的型砂發氣量可以在20~26mL/g之間,高宻度造型的型砂發氣可以是16~22mL/g范圍內。國外常用測定灼減量方法估計型砂中煤粉含量是否足夠多。例如有些工廠要求型砂灼減量在3.0~5.0%。在實際生產中可以觀看鑄件的外表形貌就可以查覺出型砂所含有效煤粉量是否合適。如果鑄件表面毛糙,而型砂的透氣率和砂型緊實程度都無不妥之處,可能有效煤粉不足或者煤粉品質不良。如果鑄件表面有明顯的藍色,但較為粗糙,可能有效煤粉量已夠,而型砂透氣性偏高,或砂型緊實程度不夠。
目前我國有多種煤粉代用品商品供應。其中澱粉材料的抗粘砂效果與優質煤粉基本相當。但只適合用來生產灰鐵鑄件,如用於生產球鐵件有可能產生皮下氣孔缺陷,因為不能產生足夠還原性氣氛。還有些「煤粉代用品」商品,其真實的具體配方不詳,使用效果也有很大差異。用戶應當靠澆注試驗來判斷其實際抗粘砂效果。可用同樣的原砂(不可用舊砂,以免干擾試驗結果)和膨潤土、水,再分別加入不同抗粘砂材料混制型砂。應設法保持型砂透氣率相同或接近,造型硬度相同,澆注溫度相同。比較鑄件表面光潔程度,然後即可做出選用決定。
國外生產抗粘砂商品主要有兩類:①增效煤粉(高效煤粉):在煤粉中加入20~40%高軟化點石油瀝青,使其光亮碳含量提高到12~20%,抗粘砂能力大為提高。現在我國也有幾家公司供應增效煤粉。②混合附加物:是優質膨潤土與優質煤粉的混合物,也可再根據需要加入澱粉、木粉等材料。大型鑄造工廠一條生產線中的產品特徵接近,膨潤土與煤粉的比例不需經常改變。採用混合附加物易於控制管理,設備簡化。配方由供需雙方的工程師根據鑄件生產條件共同制定。用散裝罐車運送到車間,氣力輸送進材料罐。用戶混砂時只加一種附加物即可。
單一砂混砂時煤粉的補加量首先取決於煤粉本身的品質優劣如何,同時也受砂/鐵比、鑄件厚度、澆注溫度、冷卻時間、清理方法、對鑄件表面光潔度具體要求等等因素的影響。德國有些工廠表示煤粉補加量的單位為每100kg鐵水和每1%光亮碳形成物(即有效煤粉)的煤粉補加量kg。例如Mettmann鑄造工廠統計生產中光亮碳形成物(煤粉)補加量在0.14~0.27kg / 1%光亮碳形成物 / 100kg鐵。德國南方化學公司的實例中砂/鐵比為10:1,澆注每噸鐵的ECOSIL煤粉消耗量18kg / t Fe。即澆注每噸鐵水用10噸型砂,型砂中補加18kg ECOSIL煤粉,摺合混砂時煤粉補加量為0.18%,如果按照我國大多數工廠砂/鐵比6:1左右,則ECOSIL煤粉混砂加入量應為0.30%。根據鑄造手冊「造型材料」(第2版103~104頁)介紹,我國東風汽車公司、一汽鑄造有限公司、中國一拖集團公司、上海汽車發動機公司和南京泰克西鑄鐵有限公司的高密度造型線濕型單一砂配方14種。混砂時煤粉加入量最高者3~4%,最低者0.3~0.5%。另外一汽、泰克西、上海發動機廠的震擊造型單一砂4種。混砂煤粉加入量最高者3~5%,最低者1~1.25%。上述我國工廠中大多數的煤粉補加量絕大多數的煤粉補加量高的原因在於這些工廠所用煤粉品質低。筆者由近幾年我國個別工廠使用優質煤粉和增效煤粉的經驗表明,一般濕型鑄鐵件單一砂的混砂煤粉補加量在0.15~0.3%之間,個別厚大件為0.5%。撫順某廠的氣沖線砂鐵比平均為11:1,同一車間內的擠壓線砂鐵比平均為7.5:1,兩條線共用砂處理系統混砂的增效煤粉加入量僅為0.08~0.12%。由此可見,即使優質和增效煤粉價格稍高(不到普通煤粉的兩倍),但消耗量僅為普通煤粉的幾分之一。使用後不僅生產成本大幅度下降,還節省了貯存和運輸費用。而且型砂中含泥量、含水量、大幅度下降,韌性、透氣率、起模性得到提高。不但鑄件表面光潔,而且氣孔、砂孔等缺陷必然明顯減少。
1.2 爆炸粘砂
在機械化鑄造工廠的澆注流水線上,經常看到澆注後,幾乎每一個砂箱與小車檯面之間都會發生爆炸,這並不會發生鑄件缺陷。但是有時偶爾還可以看到另一種在型腔內部發生能夠引起鑄件表面粘砂的爆炸,稱為爆炸粘砂。高密度造型的鑄件可能會出現這種爆炸粘砂缺陷,與通常機械粘砂出現在澆注位置的下表面和熱節處不同,爆炸粘砂大多發生在鑄件澆注位置的上表面。爆炸產生原因是開始澆注時砂型的水分蒸發凝聚在溫度較低的型腔上表面,當金屬液面上升與型腔上表面接觸時水分驟然蒸發而發生爆炸,產生的巨大氣體壓力迫使金屬液鑽入砂型表面而成粘砂。有時爆炸相當猛烈,金屬液甚至從冒口噴出直沖房頂。型砂含水量和緊實率高、含煤粉量高、砂型硬度高、通氣條件不良和澆注速度過快時較易發生爆炸粘砂。
1.3 熱粘砂
熱粘砂是比較少見的粘砂。有以下幾種現象:
⑴鑄鐵件濕型砂用原砂的SiO2含量較低,例如是黃河風積砂和一些當地河砂或山砂的SiO2含量只有80%左右,原砂本身的燒結溫度較低。澆注厚大件時,鑄件表面被一厚層砂包裹。如果型砂中含有充分的煤粉,燒結砂層容易脫落被清理掉,不出現機械粘砂。
⑵河北省有一家用擠壓造型機生產灰鑄鐵汽車件工廠,平日鑄件落砂後大部分表面都能顯露出來,經過短時間拋丸清理後鑄件表面相當清潔。但是有一次突然發現鑄件落砂後表面被一層砂子包裹。鑄件拋丸清理後能夠較容易地露出表面,表明鐵液並未鑽入砂型中,不屬於機械粘砂。所出現的異常現象屬於「熱粘砂」缺陷。產生原因不會是原砂二氧化硅降低,因為該廠一直使用品質穩定的內蒙砂。鐵液澆注溫度也未過高。懷疑是膨潤土公司處理活化膨潤土時加入碳酸鈉配料量過高引起的。碳酸鈉本身是冶金用熔劑,能夠降低硅砂和膨潤土的燒結點和熔點而引起熱粘砂。
㈩ 鑄造成型及控制工程的鑄造成型及控制
鑄造種類很多,按造型方法習慣上分為:①普通砂型鑄造,包括濕砂型、干砂型和化學硬化砂型3類。②特種鑄造,按造型材料又可分為以天然礦產砂石為主要造型材料的特種鑄造(如熔模鑄造、泥型鑄造、鑄造車間殼型鑄造、負壓鑄造、實型鑄造、陶瓷型鑄造等)和以金屬為主要鑄型材料的特種鑄造(如金屬型鑄造、壓力鑄造、連續鑄造、低壓鑄造、離心鑄造等)兩類。鑄造工藝通常包括:①鑄型(使液態金屬成為固態鑄件的容器)准備,鑄型按所用材料可分為砂型、金屬型、陶瓷型、泥型、石墨型等,按使用次數可分為一次性型、半永久型和永久型,鑄型准備的優劣是影響鑄件質量的主要因素;②鑄造金屬的熔化與澆注,鑄造金屬(鑄造合金)主要有鑄鐵、鑄鋼和鑄造有色合金;③鑄件處理和檢驗,鑄件處理包括清除型芯和鑄件表面異物、切除澆冒口、鏟磨毛刺和披縫等凸出物以及熱處理、整形、防銹處理和粗加工等。
鑄造工藝可分為三個基本部分,即鑄造金屬准備、鑄型准備和鑄件處理。 鑄造金屬是指鑄造生產中用於澆注鑄件的金屬材料,它是以一種金屬元素為主要成分,並加入其他金屬或非金屬元素而組成的合金,習慣上稱為鑄造合金,主要有鑄鐵、鑄鋼和鑄造有色合金。
行業趨勢:鑄造產品發展的趨勢是要求鑄件有更好的綜合性能,更高的精度,更少的餘量和更光潔的表面。此外,節能的要求和社會對恢復自然環境的呼聲也越來越高。為適應這些要求,新的鑄造合金將得到開發,冶煉新工藝和新設備將相應出現。
鑄造生產的機械化自動化程度在不斷提高的同時,將更多地向柔性生產方面發展,以擴大對不同批量和多品種生產的適應性。節約能源和原材料的新技術將會得到優先發展,少產生或不產生污染的新工藝新設備將首先受到重視。質量控制技術在各道工序的檢測和無損探傷、應力測定方面,將有新的發展。
鑄造業的發展鑄造是現代機械製造工業的基礎工藝之一,因此鑄造業的發展標志著一個國家的生產實力。我國目前已經成為世界鑄造機械大國之一,在鑄造機械製造行業近年來取得了很大的成績。
