扛鼎中国铸造材料行业

股权代码:100171

全国服务热线400-6769-677

热门关键词搜索: 红煤粉煤粉α淀粉xsl粉旭光得瑞

以品质成就旭光,以服务回馈客户,旭光感谢有您一路同行!
当前位置: 首页 » 旭光得瑞新闻中心 » 行业资讯 » 铸元素在含大量覆膜砂芯砂粘土砂中的应用

铸元素在含大量覆膜砂芯砂粘土砂中的应用

文章出处:   责任编辑:   发布时间:2016-08-13 09:42:00    点击数:-   【

铸元素在含大量覆膜砂芯砂粘土砂中的应用

相士强   孙清洲

山东旭光高新材料股份有限公司,山东临邑 251500  山东省清洁生产工程技术研究中心

摘要 针对含大量覆膜砂芯砂粘土砂系统因覆膜砂芯砂混入使型砂脆性增加,成型性降低,铸造工艺性能恶化的实际情况,用铸元素取代粘土砂系统中的膨润土和煤粉,在不加新砂的情况下,采用含大量覆膜砂芯砂的粘土旧砂混制型砂和加入新砂、膨润土和煤粉后混制的型砂相比,湿压强度、透气性、紧实率相近,热湿拉强度明显提高。采用铸元素消除了大量覆膜砂芯砂混入对粘土砂性能的不利影响,实现了在不添加新砂的情况,稳定含大量覆膜砂芯砂粘土型砂的性能。

关键词 铸元素;覆膜砂;芯砂;粘土砂

在粘土砂铸造生产过程中,有机粘结剂芯子被广泛应用,经过铸件浇注和冷却过程后,芯子受到铁水的高温热作用,全部或部分处于溃散或接近溃散状态,在随后的落砂环节这部分芯砂将直接混入粘土砂中,成为粘土旧砂的一部分。随着铸造生产过程的循环往复,混入粘土砂中的芯砂数量不断增加,粘土型砂的脆性增加,成型性降低,铸造工艺性能恶化1-3。为了消除有机粘结剂芯砂混入对粘土型砂性能的影响,开展了铸元素在含大量覆膜砂芯砂粘土砂中的应用研究。

1.问题的提出

某铸造企业采用粘土砂工艺生产HT250汽车刹车盘类铸件。砂处理系统由常州法迪尔克提供,设有型砂性能在线自动检测系统。造型采用日本新东生产的水平分型无箱射压造型线,芯子用覆膜砂制造。造型和制芯采用SiO2含量为90%,粒度为50/140的四筛石英砂,对型砂的性能要求如表1所示。

1 粘土湿型砂的性能

湿压强度 /MPa

透气性

紧实率 / %

泥分含量 /%

0.14-0.18

100

34-45

11-13

在生产过程中由于在粘土砂中混入了大量的覆膜砂芯砂,使型砂韧性强低,脆性增加,容易产生掉砂、冲砂及夹砂铸造缺陷,铸件废品率增加。为了保证铸件质量,在每次混砂时加入5%8%的新砂,型砂配比如表2所示,这不仅增加了混砂时膨润土和煤粉的补加量,而且需定期排放掉一部分旧砂以保持砂处理系统的砂量平衡,提高了生产成本,同时增加了铸造生产过程中固体废弃物的排放量,污染了自然环境。

2 型砂配比

新砂 /%

旧砂 /%

膨润土 / %

煤粉 /%

水 /%

5-8

92-95

0.8-1.2

0.2-0.3

3.2-3.8

注:表中各值均为占新砂和旧砂质量之和的质量分数。

2.铸元素对含大量覆膜砂芯砂粘土砂性能的影响

粘土被润湿后,带电的粘土胶核把水吸附到自己周围形成水化膜,依靠粘土颗粒之间的公共水化膜,通过其中的水化阳离子起着“桥”或“链”的作用,使颗粒相互连接起来4,这就是粘土型砂获得强度的基础。溃散覆膜砂砂粒表面残留的惰性树脂膜具有憎水性,消弱了与水化膜的结合强度,影响到了型砂的性能,随着旧砂中覆膜砂数量的增加,型砂的热湿拉强度和表面耐磨性降低。加入α淀粉可以改善型砂的韧性和起模性,提高型砂的热湿拉强度、抗夹砂能力5及表面耐磨性,但降低型砂的流动性。这就要求在加入α淀粉的同时,按比例加入提高增加型砂流动性的材料。经反复试验研究,发现当型砂中α淀粉含量占型砂质量的0.2%-0.3%,增强型砂流动性材料和α淀粉的质量比为1:2时,在不明显降低型砂湿压强度的前提下,可消除覆膜砂芯砂混入对粘土型砂性能的不利影响,并增强了型砂的抗粘砂性能。在此基础上以优质钠基膨润土、高碳防粘砂材料、α淀粉及其他有机物质为基础开发出了铸元素粘土湿型砂混合添加料。从生产现场取样,按照工厂现行的混砂工艺,分别采用工厂现行的型砂配比和采用铸元素时的型砂配比在实验室混制粘土湿型砂,其型砂配料表及性能如表3和表4所示。

3 型砂配料表

型砂组成

新砂

旧砂

膨润土

煤粉

铸元素

现行工艺各成分的质量 /g

120

1880

20

4

 

采用铸元素时各成分的质量 /g

 

2000

 

 

12

4 采用铸元素前后型砂的性能

型砂性能

湿压强度 /MPa

热湿拉强度 /kPa

紧实率 / %

透气性

型砂实际水分 /%

现行配比

0.157

36.7

36

108

3.5

采用铸元素

0.155

40.7

37

109

3.6

由表1、表3和表4可以看出,采用铸元素取代型砂中的膨润土和煤粉,在不加新砂的情况下,用含大量覆膜砂芯砂的粘土旧砂混制的型砂和采用新砂、旧砂、膨润土和煤粉在相同工艺条件下混制的型砂相比,湿压强度、透气性、紧实率相近,热湿拉强度明显提高,由此可见采用铸元素和含大量覆膜砂芯砂的粘土砂旧砂混制粘土型砂,可以消除大量覆膜砂芯砂混入对型砂性能的不利影响。

3.铸元素在含大量覆膜砂芯砂粘土砂系统中的应用

基于上述试验结果,在型砂系统实施铸元素取代膨润土和煤粉同时减少新砂加入量的工作。为保证生产的正常进行,以免型砂性能产生大的波动,造成批量废品,在工作过程中采取逐渐减少新砂加入量,随着铸元素在旧砂中残留量的增加逐步将新砂加入量降为零,通过覆膜砂芯砂的混入保持砂处理系统砂量平衡的操作方式,过渡期间型砂的配比及性能如表5和表6所示。

5 过渡期间型砂的配比

时间

新砂 / %

旧砂 / %

铸元素 / %

第1至第3天

4

95

    1-1.2

3.7

第4至第6天

2

98

    0.8-1.1

3.6

第7至第 10天

1

99

0.6-0.8

3.3

第11至第15天

0

100

0.5-0.7

3.4

 

6 过渡期间型砂的性能

时间

平均湿压强度 /MPa

平均热湿拉强度 /kPa

平均紧实率 / %

平均透气性

第1至第3天

0.156

35.4

38

104

第4至第6天            

0.159

 

36

39

108

第7至第10天

0.157

38.7

38

115

第11至第15天

0.161

39

39

125

通过3个月的生产实践,采用铸元素代替膨润土和煤粉后,型砂系统不再加入新砂,用覆膜砂溃散后的芯砂保持系统的砂量平衡,型砂性能稳定,旧砂排放量明显减少,铸件表面质量得到了提高,铸件成品率稳定在96%。

4.结论

1)采用铸元素可消除大量覆膜砂芯砂混入对粘土型砂性能的影响,明显提高型砂的热湿拉强度;

2)采用铸元素在大量覆膜砂芯砂混入的情况下,可实现粘土砂系统无新砂添加作业,通过芯砂的加入保持砂处理系统的砂量平衡;

3)可明显降低铸造生产过程中的废砂排放量。

 

 

参考文献

[1] 张普庆, 孙清洲, 赵中魁等. 泥分, 芯砂混入对粘土型砂质量的影响[J]. 铸造技术, 2007, 28(5): 590-592.

[2] 龙威, 樊自田, 毕丽珍等. 影响流水线生产粘土型砂性能的因素[J]. 铸造技术, 2006, 27(11): 1154-1157.

[3] SUN Q Z, JING J, ZHANG P Q, etal. Research on Changing Regularity of Green Sand Properties [J]. Advanced Materials Research, 2011(328-330): 1220-1224

[4] 石德全. 造型材料[M]. 北京:北京大学出版社, 2009.

[5] 李元才. 铸造造型材料实用手册[M]. 北京:机械工业出版社, 2009.

 

  原文出自 如需转载请注明出处

【 推荐阅读 】

【本文标签】:铸元素粉 高效煤粉 XSL粉 α淀粉 铸造煤粉
【责任编辑】:旭光得瑞版权所有:转载请注明出处
铸造材料生产基地:临邑县德平镇碱李驻地 铸造生产基地:临邑县经济开发区远征路 机械加工生产基地:临邑县经济开发区华兴路中