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      粘土湿型砂及其控制要点(三)
      发布者:admin  点击:588

      浇注、落砂后回收砂的处理

      用粘土湿砂造型工艺时,浇注以后,除粘在铸件上的少量型砂随铸件转移到清理工部脱除,不能循环使用外,大量的型砂都要回收,经处理后循环使用。

      配制粘土湿型砂时,回收砂用量一般都在90%以上,如果对回收砂的处理不当,无论怎么样加强混砂,无论添加什么辅助材料,都不可能得到质量良好的型砂。所以。对回收砂进行有效的处理,是保证型砂质量的关键。

      1、回收砂温度的控制

      热砂问题,己被公认为是采用粘士湿型砂铸造工艺时必须面对的大问题。型砂温度太高,铸件容易产生夹砂、表面粗糙、冲砂、气孔等缺陷。热砂对铸件质量的负面影响,主要由于以下几个方面:

      ◆由于热砂使水分蒸发,混砂时无论怎样注意,也难以控制型砂的性能;

      ◆将热型砂送往造型机的过程中,由于水分损失,型砂性能改变,

      造型时实际上用的型砂,其性能与混砂时测定的有所不同;

      ◆造型时,热型砂的水分容易在模样表面上凝结,导致型砂粘模;

      ◆合型后,热砂的水分蒸发,凝结在冷的芯子上,会使芯子的强度降低,铸件也易于产生气孔;

      ◆如果回用砂要贮存在砂斗中备用,则热砂容易粘附在砂斗壁上。严重时,砂斗四周堵满了型砂,只剩中间一个孔洞,使系统中的型砂只有一部分循环使用,型砂周转快、温度又会进一步提高,使热砂问题更加严重。

      多高温度的砂算是热砂?判断热砂的温度界限,是看其是否使混砂、造型及铸件质量方面出现问题。对此,许多研究者从各方面进行了研究:有人研究了型砂温度对其性能稳定性的影响;有人研究了温度对膨润土-水系统流变性的影响;有人研究了型砂温度与铸件质量的关系。各方面的研究都得到了一致的结论,即:为保证型砂的性能稳定,温度应保持在50℃以下。

      使型砂冷却,有效的办法是加水,但是,简单的加水,效果是很差的,一定要吹入大量空气使水分蒸发,才能有效地冷却。因为水的蒸发热是其比热的540倍。

      目前,回收砂冷却装置的品种、规格很多,主要有冷却滚筒、双盘冷却器和沸腾床等。无论采用何种冷却装置,在回收砂进入冷却装置前先加足够量的水、然后充分鼓风使水分蒸发都是十分重要的。

      2、增加回收砂与水分作用的时间

      几乎所有的铸造厂都重视混成砂的水分,但是,对于严格控制回收砂水分的重要性,多数铸造厂都缺乏足够的认识。实际上,如果不严格控制回收砂的水分,就不可能保持型砂的质量稳定。

      加水润湿膨润土,其吸水膨胀需要很长的时间,向已经吸收了一部分水的膨润土进一步加水,吸水过程就容易得多,这一点已为许多研究试验所证实。

      铸型浇注后,由于浇注金属的热影响,相当一部分砂粒表面上由粘土膏形成的粘结膜已脱水干燥,润湿这种脱水膨润土比润湿粉状膨润土更为困难,因为其表面面积减少了。如果回收砂以这种状态进入混砂机混制,虽然水分的数值是符合要求了,但所加的水不能使膨润土充分膨胀,发挥更好的作用。结果导致混砂效率降低,混成砂的质量不佳,而且很不稳定。

      近年来,国外很多高水平的铸造厂,都将尽可能早地向落砂后的回收砂中加水作为改善型砂质量的重要措施。

      采用较多的方式是:回收砂送入冷却装置之前,先加入足够的水,使回收砂冷却之后的水分仅略低于混成砂的预期水分。也有些铸造厂在落砂之后立即向回收砂中加水。

      采取这样的措施,大幅度增加了回收砂中已脱水的膨润土与水作用的时间,使水-粘土系统能更好地发挥其粘结作用。然后,在混砂过程中,只需补加少量的水和其他附加物,不仅可提高混砂效率,而且可得到质量高而且稳定的型砂。

      基于这种认识,目前,各工业国的一些高端铸造企业,在回收砂进入终混砂机上的储砂斗前,用混砂设备对其进行一次预混。预混时,加入水和补加的膨润土,使型砂中的水和粘土得到更好的调制,调匀后又有一段“熟化”的过程,然后在终混机中只加煤粉、淀粉和少量的水调整型砂的性能。天津新伟祥铸造公司,为确保粘土湿型砂的质量,采用德国Eirich 混砂机作为预混设备。

      3、回收砂的粒度

      对于用粘土湿型砂制造的铸铁件,型砂的粒度以细一些为好。由于混砂时回收砂用量一般都在90%以上,决定型砂粒度的主要因素是回收砂。新砂加入量很少,不可能靠加入新砂来改变型砂的粒度。所以,应该经常检测系统中砂的粒度。

      检测粒度时,取样后先清洗、除去泥分(可用测定含泥量时剩下的砂样),烘干后筛分,观察其粒度分布情况。

       (1)140目筛上的砂粒应在10~15%之间。保持较多的细砂,可以减轻铸件表面粘砂。而且,可增加砂粒之间粘结桥的数量,从而降低型砂的脆性,避免冲砂缺陷。此外,这对提高型砂湿强度、干强度和水分迁移后增湿层强度都有好处。

      (2)200目筛、270目筛和底盘上细砂的总和应尽量地少。这样的细粉对改善铸件表面质量的作用不大。却会使混成砂的水分较高,而且会使型砂的透气性降低。细粉的总和一般应少于4%。

      4、吸水细粉的含量

      吸水细粉主要是死粘土,还包括已经焦化的煤粉细粒和其他细粉。

      吸水细粉的含量并非越低越好,好将其控制在2~5%之间。

      通常认为,混砂时吸水细粉会和膨润土争夺水分,使混成砂达到可紧实性目标值所需的水分增高。但是,据目前大家的认识,吸水细粉的吸水能力比膨润土强,而保持水分的能力却低于膨润土。因此,在型砂中加水量略有不当时,吸水细粉对型砂性能有一定的“微调与稳定”的作用。水分高时,细粉先吸水,可以使膨润土所吸收水比较稳定一致。型砂在输送过程中水分蒸发时,吸水细粉所吸的水先蒸发,而粘结砂粒的粘土膏中的水分则较为稳定,型砂的性能也就波动较小。

      吸水细粉含量太高也不好,这会使型砂的水分较高,易于导致铸件上产生针孔、表面粗糙和砂孔等缺陷。

      吸水细粉含量太低,则型砂的性能(尤其是可紧实性)不易稳定。


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