粘土湿型砂的控制要点.doc

粘土湿型砂的控制要点用粘土粘结砂作造型材料生产铸件是历史悠久的工艺方法也是应用范围最广的工艺方法。说起历史悠久可追溯到几千年以前；论其应用范围则可说世界各地无一处不用。值得注意的是在各种化学粘结砂蓬勃发展的今天粘土湿型砂仍是最重要的造型材料其适用范围之广耗用量之大是任何其他造型材料都不能与之比拟的。据报道美国钢铁铸件中用粘土湿型砂制造的占80%以上；日本钢铁铸件中用粘土湿型砂制造的占73%以上。适应造型条件的能力极强也是粘土湿型砂的一大特点。1890年震压式造型机问世长期用于手工造型条件的粘土湿型砂用于机器造型极为成功并为此后造型作业的机械化、自动化奠定了基础。近代的高压造型、射压造型、气冲造型、静压造型及无震击真空加压造型等新工艺也都是以使用粘土湿型砂为前提的。各种新工艺的实施使粘土湿型砂在铸造生产中的地位更加重要也使粘土湿型砂面临许多新的问题促使我们对粘土湿型砂的研究不断加强、认识不断深化。现今随着科学技术的速发展各产业部门对铸件的需求不断增长同时对铸件品质的要求也越来越高。现代的铸造厂造型设备的生产率已提高到前所未有的水平如果不能使型砂的性能充分适应具体生产条件或不能有效的控制其稳定、一致则不用多久就可能将铸造厂埋葬于废品之中。随着科学技术的发展目前采用粘土湿型砂的铸造厂一般都适合其具体条件的砂处理系统其中包括：旧砂的处理、新砂及辅助材料的加入、型砂的混制和型砂性能的监控。粘土湿砂系统中有许多不断改变的因素。如某一种或几种关键性能不能保持在控制范围之内生产中就可能出现问题。一个有效的砂处理系统应能监控型砂的性能如有问题应能及时加以改正。由于各铸造厂砂处理系统安排不同选用的设备也不一样要想拟定一套通用的控制办法是做不到的。这里打算提出一些目前已被广泛认同的控制要点。各铸造厂认真地理解了这些要点之后可根据自己的具体条件确定可行的控制办法。而且还要随着技术的进步和工厂的实际能力（包括人员和资金）不断改进对型砂系统的控制。一．旧砂的处理用粘土湿型砂造型浇注以后除贴近铸件的部分型砂中活性膨润土受热失效成为死粘土外大部分型砂可以回收使用。这是粘土湿型砂的主要优点之一。配制粘土湿型砂时旧砂用量一般都在90%以上如果对旧砂的处理不当无论怎样加强混砂无论添加什麽辅助材料都不可得到好的型砂。所以对旧砂进行有效的处理是保证型砂质量的前提。1．旧砂温度的控制热砂问题已被公认为粘土湿型砂铸造必须面对的最大问题。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份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控制的性能差别很大；·造型时热型砂的水分容易在模样表面上凝结型砂粘模；·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；·如果旧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周期使用这部分型砂周转快、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。对此许多研究者从个方面进行了研究；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。使型砂冷却最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。以下给出一个简略的计算比较：型砂的比热大致是：9.22×102J/kg·℃水的比热是：4.19×103J/kg·℃水的蒸发热是：2.26×106J/kg1吨砂中加20℃的水10kg（加水1%）使其温度升到50℃所能带走的热量为4.19×103×10×30即12.57×105J。1吨砂温度降低1℃需散热9.22×102×1000J即9.22×105J。所以在旧砂中加水1%只能使温度降低24.5℃。使1吨砂中的水分蒸发1%（10kg）能带走的热量为2.26×107J却可使砂温降低24.5℃。以上的分析表明：简单地向皮带机上加水或向砂堆洒水冷却效果是很差的。即使加水后向砂表面吹风也不能有多大的改善。加水后要使水在型砂中分散均匀然后向松散的砂吹风使水分迅速蒸发同时将蒸汽排除。目前型砂冷却装置的品种、规格很多主要有冷却滚筒、双盘冷却器和冷却沸腾床等都是利用水分蒸发冷却型沙。其中冷却沸腾床效果较好。2．旧砂的水分控制几乎所有的铸造厂都检查和控制混成砂的水分但是对于严格控制旧砂水分的重要性很多铸造厂的领导和技术人