型砂
關注創建者：匿名 創建時間：2021-08-25
型砂的實例教程
所以，對舊砂進行有效的處理，是保證型砂質量的前提。
為保證型砂的性能穩定，舊砂溫度的控制應保持在50℃以下，超過50℃就算是熱砂。熱砂問題，已被公認為粘土濕型砂鑄造必須面對的最大問題。型砂溫度太高，鑄件容易產生夾砂、表面粗糙、沖砂、氣孔等缺陷。目前，型砂冷卻裝置的品種、規格很多，主要有冷卻滾筒、雙盤冷卻器和冷卻沸騰床等，都是利用水份蒸發冷卻型砂。其中，冷卻沸騰床效果較好。
嚴格控制舊砂水分很重要，進入混砂的舊砂水分太低，對混砂質量的影響可能并不亞于砂溫過高。鑄型澆注以后，由于熱金屬的影響，很多砂粒表面上的土-水粘結膜都脫水干燥了，加水使其吸水恢復塑性是很不容易的。舊砂的水份越低，在混砂機中加水混碾使之達到要求性能所需要的時間就越長。由于生產中混砂的時間是有限的，舊砂的水分越低，混成砂的綜合質量就越差。進入混砂機的舊砂，水分只能比混成砂略低一點。這樣，從砂冷卻到進入混砂機還有一段相當長的時間，水可以充分潤濕舊砂砂粒表面上的膨潤土。
對于用粘土濕型砂制造的鑄鐵件，型砂的粒度以細一些為好。由于混砂時舊砂用量一般都在90%以上，決定型砂粒度的因素主要是舊砂。新砂加入量很少，不可能靠加入新砂來改變型砂的粒度。所以，應該經常檢測舊砂的粒度：140目篩上的砂粒應在10%～15%之間，200目篩、270目篩和底盤上細砂的總和應盡量少，細砂的總和一般應少于4%。吸水細粉的含量最好將其控制在2%～5%之間，吸水細粉含量太高，會使型砂的水份較高，易于導致鑄件上產生針孔、表面粗糙和砂孔的缺陷；吸水細粉含量太低，則型砂的性能(尤其是可緊實性)不易穩定。
展開 4、 水份：水平線2.8～3.4%，垂直線3.3～3.7%
在生產中，水份的測定普遍存在兩個問題：①使用托盤天平測定出的型砂水份的秤量誤差會高達± 0.5%，最好使用感量±0.01g的電子天平，且最大稱量為 200g。②烘干時，試樣要完全冷卻至室溫時，再稱量。舊砂水份問題，自動線普遍使用活化鈉基膨潤土， 這種膨潤土與水混合后，達到具最好的強度值需一定時間， 而型砂中有效膨潤土的80%多都存在于舊砂中，使舊砂的水份保持在型砂水份的 60%左右，會使型砂的混碾效果更好。
5、 型砂的含坭量：水平線 10～12%，垂直線11～13%含坭量包括了有效的膨潤土、 煤粉及死灰分，其中有效膨潤土及煤粉在保證型砂性能的情況下，其含量是穩定的。若總含坭量升高，表明無用灰分升高，它使型砂水份升高、透氣性下降、韌性下降，最快捷的定性判斷含坭量高低的數據是型砂的緊實率 /水份，應在10～12。若此值＜10，則說明含坭太高了；此值＞ 12，則含坭過低了。與控制型砂的含坭量直接相關的是砂處理生產線的除塵能力， 功能好的砂處理，除塵能力強，分檔比較細，一般正常生產時，每年大調整一次，一個月即可調整到位，其余時間根據型砂含坭量的變化做小幅調整，也有相當部分砂處理除塵開在最高檔次， 但含坭量總也降不下來。
6、 有效煤粉含量:一般以型砂型砂發氣量來判定煤粉量是否合適，高密度造型線型砂一般 1g的發氣量在16～24ml。有效膨潤土含量：5～9%。
舉例1：有一垂直分型自動線，生產中小型鑄件，每箱 4件，有一時期下部2件，因全身長滿毛刺，不得不把澆口堵上，每型由 4件變成每型2件，在討論鑄型下部兩個鑄件為什么會長滿毛刺時， 發現其型砂透氣性為～170，而垂直線由于鑄件在澆注位置是上下擺放的，鐵水從上方澆進鑄型，則型腔的底部會承受很大壓力。
展開 而型砂透氣性為170時，就意味著在砂型型腔表面的孔隙較大， 在鐵水的熱作用和重力作用下，高溫鐵水滲入了這些孔隙中，而形成了嚴重的機械粘砂，造成了沒有其他缺陷的廢品。其型砂中使用優質膨潤土、煤粉，河北承德原砂，粒度 50/100。問題出在了原砂粒度上。該廠在使用承德砂之前，使用的是鄭郊圃田、中牟一帶的原砂，粒度為 50/100,鑄件質量一直很穩定，改用承德砂后，就出了機械粘砂，且情況逐漸嚴重，至直堵掉兩個鑄件的型腔的澆口。其原因在于鄭州砂 SiO 2 含量～83%，使用過程中由熱作用和各種機械力作用，易破碎，且自動線型砂成份中原砂一般為 1%～2%。比例較小，使得型砂不會處于高透性狀態。而承德砂的 SiO 2 ～90%，型砂粒度仍采用50/100原砂，就使型砂透氣性上升至～ 170。在之前溝通過程中，一度改為 70/140原砂，透氣性降為～140，用于細砂沒及時補充，又使用了 50/100原砂兩天，型砂透氣性又恢復到 170，剛好轉一些的鑄件，粘砂情況又加劇，同時抓型砂手感煤粉量不多，且鑄件粘砂較重，做型砂的發氣量只有 13、14ml，而配料表中煤粉的含量為0.45%，不算太低，與實際情況不符。深究原因，發現稱量煤粉的電子秤上，始終有5Kg的殘留量，使煤粉加入量長期處于低水平狀態，在與型砂管理人員交談過程中， 談及為什么在透氣性快速上升時，沒有及時采取措施，該管理人員原先的認識是透氣性越高越好，甚至有人認為一型內上部兩件不粘砂是因為透氣性高， 下部兩件粘砂是排氣條件不好所致。
舉例2：某鑄造車間，垂直分型生產線生產中小鑄件，鑄件砂眼廢品嚴重，型砂：
緊實率 濕壓強度 透氣性 水份 含坭量27% 0.26MPa 55 3.75% 18.05%所使用的原砂為鄭州圃田，粒度為 70/140,并且所用芯子的復膜砂粒度也為70/140。緊實率過低，會降低型砂的韌性，易形成砂眼。
展開 4、 水份：水平線2.8～3.4%，垂直線3.3～3.7%
在生產中，水份的測定普遍存在兩個問題：①使用托盤天平測定出的型砂水份的秤量誤差會高達± 0.5%，最好使用感量±0.01g的電子天平，且最大稱量為 200g。②烘干時，試樣要完全冷卻至室溫時，再稱量。舊砂水份問題，自動線普遍使用活化鈉基膨潤土， 這種膨潤土與水混合后，達到具最好的強度值需一定時間， 而型砂中有效膨潤土的80%多都存在于舊砂中，使舊砂的水份保持在型砂水份的 60%左右，會使型砂的混碾效果更好。
5、 型砂的含坭量：水平線 10～12%，垂直線11～13%含坭量包括了有效的膨潤土、 煤粉及死灰分，其中有效膨潤土及煤粉在保證型砂性能的情況下，其含量是穩定的。若總含坭量升高，表明無用灰分升高，它使型砂水份升高、透氣性下降、韌性下降，最快捷的定性判斷含坭量高低的數據是型砂的緊實率 /水份，應在10～12。若此值＜10，則說明含坭太高了；此值＞ 12，則含坭過低了。與控制型砂的含坭量直接相關的是砂處理生產線的除塵能力， 功能好的砂處理，除塵能力強，分檔比較細，一般正常生產時，每年大調整一次，一個月即可調整到位，其余時間根據型砂含坭量的變化做小幅調整，也有相當部分砂處理除塵開在最高檔次， 但含坭量總也降不下來。
6、 有效煤粉含量:一般以型砂型砂發氣量來判定煤粉量是否合適，高密度造型線型砂一般 1g的發氣量在16～24ml。有效膨潤土含量：5～9%。
舉例1：有一垂直分型自動線，生產中小型鑄件，每箱 4件，有一時期下部2件，因全身長滿毛刺，不得不把澆口堵上，每型由 4件變成每型2件，在討論鑄型下部兩個鑄件為什么會長滿毛刺時， 發現其型砂透氣性為～170，而垂直線由于鑄件在澆注位置是上下擺放的，鐵水從上方澆進鑄型，則型腔的底部會承受很大壓力。
展開 而型砂透氣性為170時，就意味著在砂型型腔表面的孔隙較大， 在鐵水的熱作用和重力作用下，高溫鐵水滲入了這些孔隙中，而形成了嚴重的機械粘砂，造成了沒有其他缺陷的廢品。其型砂中使用優質膨潤土、煤粉，河北承德原砂，粒度 50/100。問題出在了原砂粒度上。該廠在使用承德砂之前，使用的是鄭郊圃田、中牟一帶的原砂，粒度為 50/100,鑄件質量一直很穩定，改用承德砂后，就出了機械粘砂，且情況逐漸嚴重，至直堵掉兩個鑄件的型腔的澆口。其原因在于鄭州砂 SiO 2 含量～83%，使用過程中由熱作用和各種機械力作用，易破碎，且自動線型砂成份中原砂一般為 1%～2%。比例較小，使得型砂不會處于高透性狀態。而承德砂的 SiO 2 ～90%，型砂粒度仍采用50/100原砂，就使型砂透氣性上升至～ 170。在之前溝通過程中，一度改為 70/140原砂，透氣性降為～140，用于細砂沒及時補充，又使用了 50/100原砂兩天，型砂透氣性又恢復到 170，剛好轉一些的鑄件，粘砂情況又加劇，同時抓型砂手感煤粉量不多，且鑄件粘砂較重，做型砂的發氣量只有 13、14ml，而配料表中煤粉的含量為0.45%，不算太低，與實際情況不符。深究原因，發現稱量煤粉的電子秤上，始終有5Kg的殘留量，使煤粉加入量長期處于低水平狀態，在與型砂管理人員交談過程中， 談及為什么在透氣性快速上升時，沒有及時采取措施，該管理人員原先的認識是透氣性越高越好，甚至有人認為一型內上部兩件不粘砂是因為透氣性高， 下部兩件粘砂是排氣條件不好所致。
舉例2：某鑄造車間，垂直分型生產線生產中小鑄件，鑄件砂眼廢品嚴重，型砂：
緊實率 濕壓強度 透氣性 水份 含坭量27% 0.26MPa 55 3.75% 18.05%所使用的原砂為鄭州圃田，粒度為 70/140,并且所用芯子的復膜砂粒度也為70/140。緊實率過低，會降低型砂的韌性，易形成砂眼。
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鑄造過程中采用砂型鑄造工藝，搭配型砂、粘土砂等好造型材料，經過嚴格的溫控處理，讓鑄件質地致密、無砂眼、無裂紋，從根本上杜絕了因材質缺陷導致的承重隱患。
更關鍵的是，鑄件需經過兩次人工退火（600℃-700℃）或2-3年自然時效處理，鑄造與加工過程中產生的內應力，確保地軌長期使用不易翹曲、變形，精度始終保持穩定，為重載工況提供堅實保障。
原材料是鑄造好鑄鐵試驗平臺的基礎，若原材料存在問題，易引發各類缺陷型砂、芯砂質量不合格，如型砂含水量過高、透氣性差、緊實度過硬或不均勻，會導致砂孔、氣孔產生；此外，使用受潮、生銹的冷鐵、芯撐，或含氣量較多的爐料，也會增加缺陷風險。
鑄造完成后，加工處理環節的不規范，會進一步加劇缺陷問題，或產生新的缺陷。
細小的磨料（如型砂、鐵粉）落在平臺和工件之間，會像研磨膏一樣磨損高精度的工作面。
防銹處理：
鑄鐵容易生銹。日常使用后，特別是手掌觸摸過（汗液有腐蝕性）或沾了水/切削液后，應立即擦干，并涂抹一層防銹油或無水機油進行保養。
長期不用時，應涂上較厚的防銹脂，并用防銹紙或苫布遮蓋。
三、 精度維護
避免溫度影響：
鑄鐵對溫度敏感。
⑶ 鐵型覆砂工藝鑄件開箱冷卻時間對鑄態高韌性QT450-10球墨鑄鐵性能有較大影響，決定了鑄態高韌性球墨鑄鐵最終性能能否滿足要求，必須引起足夠重視，企業應該結合自身產品特點和生產實際通過驗證來確定最佳的冷卻時間。
文章來源鑄造工業網
(6)涂料層及型砂透氣性的影響:涂層及型砂透氣性越高，越有利于模型熱解產物的排出，減少了形成皺皮傾向，因此，涂層越薄、涂料骨料越粗，型砂粒度越粗，越有利于排氣，減少皺皮出現。
(7)負壓度影響:實踐證明，隨鑄型負壓度提高，皺皮缺陷減少或消除。
球墨鑄鐵前蓋材質為QT700-2，采用濕型砂工藝生產。由于濕型砂砂型硬度不及鐵型覆砂工藝，因此鑄件在凝固過程中不能完全實現球墨鑄鐵的自補縮，需要采取相應的防縮措施。在前期的生產中，我廠采用冷鐵工藝來解決鑄件內部的縮松問題。但在批量生產中發現，冷鐵工藝不僅成本高，而且質量不穩定，氣孔和縮孔廢品比例較高。對原始工藝進行了改進，徹底解決了前蓋內部縮松問題，保證產品穩定生產。
舊砂的控制
用粘土濕型砂造型、澆鑄以后，除貼近鑄件的部分型砂中活性膨潤土受熱失效成為死粘土外，大部分型砂可以回收使用。配制粘土濕型砂時，舊砂用量一般都在90%以上，如果對舊砂處理不當，無論怎樣加強混砂，無論添加什么輔助材料，都得不到好的型砂。所以，對舊砂進行有效的處理，是保證型砂質量的前提。
由于厚度最大位置處于圓環中上部為了補縮通道的暢通，以此方位設計澆注系統和補縮系統，鑄件外包絡盒尺寸為1484mmx1710mmx1710mm，為了保證金屬液澆注平穩對底部型砂沖擊小，同時利于夾渣氣的上浮，采用階梯式澆注系統。冒口設計需要添加補貼，以保證冒口補貼和鑄件組成的區域厚度，呈現由大至小的變化，方便金屬液的補縮，具體情況如圖 1b)所示。
目前廣泛應用的造型工藝主要有粘土濕型砂工藝、CO2吹氣硬化水玻璃砂工藝、有機酯自硬水玻璃砂工藝、酸自硬呋喃樹脂砂工藝等。近年來，酯硬化酚醛樹脂自硬砂造型工藝也得到了一定程度的推廣應用。這些造型工藝的特點、對鑄件質量的影響和適用范圍分別簡介如下：
（1）粘土濕型砂工藝
粘土濕型砂工藝的優點是：
①所用原材料價格便宜，來源豐富。
所有配合連接的表面,必須仔細清洗并除去毛刺，鑄件未加工表面必須除凈殘留的型砂。
軸承安裝前應先用汽油或煤油清洗干凈，干燥后使用，并保證良好潤滑，軸承一般采用潤滑脂，也可采用油潤滑。采用脂潤滑時，應選用無雜質、抗氧化、防銹、極壓等性能優質的潤滑脂。潤滑脂填充量為軸承及軸承箱容積的30%-60%，不宜過多。
