造型線粘土砂生產(chǎn)過程中,型砂的各項性能指標直接影響到鑄件在實際生產(chǎn)過程中的成品率,以下是針對型砂的各項指標進行了詳細的閘述。
一、含水量
含水量指型砂所含水分。一般<4.8﹪
含水量的計算:W=(M1-M2)/M1
M1指烘干前型砂試樣的重量
M2指烘干后型砂試樣的重量
型砂試樣取樣時間至試驗時間不超過2分鐘,取樣容器密封。托盤天平稱取50g±0.05g(20g)的型砂試樣,使用專用烘干機烘干。烘干溫度105-110℃、烘干時間8-10分鐘或(160-170℃)烘干時間8分鐘。
含水量影響型砂韌性;
含水量大鑄件會粘砂、皮下氣孔出現(xiàn)率增大;
含水量影響透氣性、濕壓強度。原砂顆粒大小不同、舊砂比例不同、加入黏土和煤粉數(shù)量不同、吸水性不同所以含水量不是定值。一般根據(jù)緊實率判斷;
高濕度砂型流動性差、砂型硬度不均、造型困難;
二、透氣性
透氣性指型砂空隙透過氣體的能力。一般手工造型70-90機器造型40-100(0.0648GR格令=1克=1600毫升)
透氣性的檢測:先稱取一定量(140g)的型砂試樣放入圓筒形標準試樣筒中,在錘擊試樣機上錘擊3次,制成高度為50mm±1mm的標準試樣。在透氣性測定儀處于測試狀態(tài)下,將內(nèi)有試樣的試樣筒放到透氣性測定儀的試樣座上,并使兩者密合。旋鈕選到測試位置,從數(shù)顯屏或微壓表上直接讀取透氣性數(shù)值。(每種試樣的透氣性必須測定3次,其結(jié)果取平均值。但每次的測定值與平均值相差應(yīng)不超過10﹪)
透氣性影響砂型澆注時漲箱、機械起模粘砂、鑄件產(chǎn)生氣孔、鑄件表面粗糙。透氣性好可在澆注時使水蒸氣盡快排出;
增加煤粉量會使透氣性降低,增加新砂可以增加透氣性;
緊實度越高則透氣性越低;
型砂顆粒大小不均勻影響透氣性,粗砂的透氣性比細沙高,砂粒尺寸分散度越大透氣性越低;
型砂中死黏土多會導(dǎo)致砂粒變大,灰粉太多會影響含水量及透氣性;
膨潤土含量和含水量增加時透氣性下降;
水分越低透氣性越高;
混砂時間過長(型砂結(jié)塊)或過短均會影響型砂透氣性;
三、濕壓強度
濕壓強度是指型砂在常溫濕態(tài)勢的強度(型砂標準試樣在達到破壞時所能承受的最大壓力)在外力作用下型砂達到破壞時單位面積上所承受的力。一般為120-180Kpa.
濕壓強度的檢測:將型砂試樣裝入標準試樣筒在錘擊式試樣機上錘擊3次錘擊高度50mm,制成高度為50±1mm的標準試樣。將試樣置于濕壓夾具上,轉(zhuǎn)動手輪或啟動儀器逐漸加載直至試樣破裂。其濕壓強度值從壓力表上讀取。(測量3次,3個試樣測量值平均計算后為準。另每次的測量值與平均值相差不得超過10﹪).
濕壓強度影響起模、合型、塌箱,主要取決于膨潤土的質(zhì)量和加入量、含水量、原砂顆粒、緊實率、混砂質(zhì)量。
原砂顆粒越細、越不均勻則型砂質(zhì)點間接觸面越大濕壓強度越高;
含水量適當時膨潤土量增加型砂濕壓強度增高,最大值在水/水+黏土=20﹪Z,緊實率提高砂型質(zhì)點緊密排列相互接觸面增大膨潤土的粘結(jié)性更好發(fā)揮,提高濕壓強度。
型砂顆粒越大濕壓強度越低,型砂顆粒越小濕壓強度越高;
濕壓強度只是在一定程度上代表型砂中膨潤土膏的粘結(jié)力同時又反應(yīng)受壓應(yīng)力時砂粒之間的摩擦阻力,因而不能用濕壓強度值直接說明型砂的粘接強度。型砂濕拉強度直接反應(yīng)型砂粘接強度的好壞。會影響造型機起模。每個公司數(shù)值不一樣20-25、26-36
四、型砂顆粒
型砂顆粒檢測是指粉體顆粒大小。選取測定過含泥量的烘干試樣檢測(篩分粒度、等效體積粒度等表示法)
篩分粒度:就是顆粒通過篩網(wǎng)的篩孔尺寸。對殘留在標準篩號篩上的砂用其對應(yīng)的篩號表示。目數(shù)以1英寸(25.4mm)寬度的篩網(wǎng)內(nèi)篩孔數(shù)表示
首尾篩號法:以主要粒度組成的三篩或四篩的首尾篩號表示。如:50∕100或50∕140、70∕140(表示集中殘留在70/100/140三個篩號上的砂其中斜線前面篩號上的砂殘留量多于后者)。
擦洗砂制作工藝:兩次擦洗、兩次除泥、三至六次篩選
砂粒粗細的分布情況。
型砂顆粒平均細度檢測的計算:平均細度=∑pn×Xn/∑pn
Xn指細度因數(shù)
n指篩號
∑pn指各篩號停留砂粒質(zhì)量百分數(shù)的總和
篩號 | 6 | 12 | 20 | 30 | 40 | 50 | 70 | 100 | 140 | 200 | 270 | 底盤 |
細度因數(shù) | 3 | 5 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 70 | 100 | 140 | 200 | 300 |
篩孔尺寸 | 3.35 | 1.7 | 0.85 | 0.6 | 0.425 | 0.3 | 0.212 | 0.150 | 0.106 | 0.075 | 0.053 |
取50±0.01g樣品洗含泥量后,將剩余物質(zhì)烘干后倒入震擺式篩沙機最上部的篩網(wǎng)上,蓋上蓋開始篩分。振幅設(shè)為1.0振動時間設(shè)為15分鐘。篩分完畢取下套篩稱量每一個篩網(wǎng)上的砂量(每個篩子及底盤上的砂子質(zhì)量與含泥量總和不應(yīng)超過50±1g)。計算出篩上停留的砂粒質(zhì)量占砂樣總量的百分數(shù)再乘以相應(yīng)的細度因數(shù),然后將各乘積相加。用乘積總和除以各篩號停留砂粒質(zhì)量百分數(shù)的總和。
五、含泥量
含泥量是指型砂中直徑小于20微米的細粉含量。(有效膨潤土、有效煤粉、無效灰分:被燒損的膨潤土和煤粉及型砂雜質(zhì))【≤1-0.7、≤0.7-0.3、≤0.3】
含泥量計算:X=(G1-G2)/G1
G1檢測前試樣的質(zhì)量g
G2洗砂烘干后試樣的質(zhì)量g
取樣50±0.01g烘干后放入600ml的專用洗砂杯中,加入蒸餾水390ml和10ml的焦磷酸鈉液開始洗砂,中間換清水洗砂后直到洗砂杯中的水達到透明為準。型砂通過定性濾紙過濾后烘干稱重。
六、緊實率
緊實率是指濕態(tài)的型砂混合料在移動緊實力的作用下其體積變化的百分率,用試樣機緊實前后高度變化的百分數(shù)來表示。一般擠壓造型為35-40﹪
緊實率的檢測:V=(H0-H1)/H0 C=B/A×100﹪
H0指試樣筒高度(緊實前試樣高度) B指型砂被緊實的距離
H1指緊實后試樣的高度 A指試樣筒高度(緊實前試樣高度)
將被測型砂通過篩子(6號)和漏斗裝滿試樣筒(篩孔直徑4.8-6.4mm),刮去多余型砂后在錘擊試樣機上錘擊3次或1Mpa壓力下試樣體積的壓縮程度即為緊實率。
緊實率是綜合指標反應(yīng)型砂中水分和膨潤土的比例1:(0.4-0.5);
緊實率影響皮下氣孔;
緊實度過高型砂水分就低,緊實度稍高強度會上升,型砂脆性大。但由于水分低會使砂型過快干燥產(chǎn)生表面活砂。澆注時有沖砂現(xiàn)象,鑄件結(jié)疤、粘砂、裂紋等。
含水量不變時膨潤土的加入量越小緊實率越高;
緊實率不變水分、強度正常透氣性下降說明型砂中細沙和灰分增多;
緊實率不變水分、強度都低、透氣性高表明型砂中有效膨潤土偏低;
緊實度低和含水量高的原因是含泥量大、灰分大;
七、其他
一般試樣機重錘6670Kg、試樣筒120mm高50mm內(nèi)徑
一般型砂有效膨潤土6.5-7﹪、有效煤粉3.5-4.5﹪
機器造型舊砂90-95膨潤土0.8-1.2新砂5-10煤粉0.3-0.5
手工造型舊砂90-95膨潤土0.6-0.9新砂5-10煤粉0.2-0.4
膨潤土常見的有鈣基和鈉基兩種。應(yīng)該選用鈉基膨潤土,天然鈉基膨潤土作為粘結(jié)劑使用吸附性強,吸水能力比其他物質(zhì)高幾倍。混砂時間比其他黏土長。優(yōu)質(zhì)膨潤土呈純白色一般也有灰色或淺黃色。
球墨鑄鐵沖天爐出爐溫度1400-1500℃,澆注時溫度1380-1420℃;
膨潤土燒結(jié)溫度950-1000℃;