行業資訊
影響覆膜砂性能的主要因素有原砂、樹脂、固化劑和附加物。
(1)原砂
鑄造用原砂主要有硅砂、再生砂、特種砂。
1)原砂粒形:一般圓形為好,因砂粒表面積小,粘結劑加入量少,砂粒間空隙大,有利于通氣和排氣。
2)集中粒度:三篩分,集中粒度75%~80%為好;四篩分,集中粒度85%~90%為好。由于礦源不同的砂子粒形各異,要求的型砂強度有高有低,透氣性、發氣量各不相同,要獲得合適的性能,需要將砂各目數適當調配,一種粒度配比不可能都適用。
3)硅砂中SiO2的含量高低要求,要根據鑄件材質具體情況具體分析。總體來說,如果SiO2的含量過低,則易造成粘砂,導致鑄件表面光潔度降低,但熱膨脹率低,抗脈紋性好。
硅砂粒度一般使用70/140目、50/100目。樹脂在高溫時的碳膜隔絕了金屬液與砂粒的接觸,所以一般不刷涂料也不會粘砂。大型鑄件可選用粒度粗一些的硅砂。
4)再生和焙燒硅砂:因高溫受熱砂粒表面雜質減少,熱膨脹率降低(試驗證明膨脹率從1.6%降至1.1%),所以其常溫和高溫抗拉、抗彎蠕變減小,抗脈紋性好。
5)原砂含細粉粒和泥分:細粉和砂粒中粘附的泥分增多會增加粘結劑用量,應嚴格控制在0.3%以下。
6)人工破碎硅砂嚴禁覆膜,因形狀均為片、尖角形及裂紋(破碎時震動形成),同時砂的表面積大,粘結劑加入量就大。
7)特種砂以人造陶瓷砂為例,人造陶瓷砂為球形,表面光潔度更高,膨脹率均在0.3%~0.6%,應用于覆膜砂工藝時粘結劑加入量少,砂芯蠕變小,應用于單獨或摻入硅砂中制造高耐火、高精度的砂芯效果較好。
(2)粘結劑(樹脂)
覆膜砂用樹脂是熱塑性酚醛樹脂,對于樹脂而言,影響覆膜砂強度的因素有:樹脂本身的內聚強度,樹脂在砂表面的附著力及潤濕性。
樹脂內聚強度取決于相對分子的質量,質量越大,內聚強度越高。但隨著質量的增大,樹脂流動性變差,軟化點升高,型砂抗彎強度降低,熱膨脹率變小。另外,樹脂在覆膜過程中,原砂的加熱溫度、固化速度(結塊)、設備混制的均勻性都直接影響覆膜砂的性能。
(3)固化劑
固化劑是使樹脂在熱作用下進行固化反應,選擇好的固化劑(比如烏洛托品)和確定合適加入量對覆膜砂性能有重要作用。
(4)附加物
為了實現覆膜砂的一些特殊性能要求,在覆膜砂混制時需要加入一些輔助材料,借助這些輔助材料可按需改善覆膜砂性能,比如:
1)如覆膜砂有耐高溫需求,則添加含碳物質和防金屬液浸透的惰性材料;
2)如需要覆膜砂易潰散,則加入MnO2;
3)如需提高覆膜砂的強度、韌性,則加硅烷、各種酯類、超短玻璃纖維等;
4)如需覆膜砂防粘砂、防脈紋、防橘皮,則加氧化鐵、粘土、淀粉等。
(1)原砂
鑄造用原砂主要有硅砂、再生砂、特種砂。
1)原砂粒形:一般圓形為好,因砂粒表面積小,粘結劑加入量少,砂粒間空隙大,有利于通氣和排氣。
2)集中粒度:三篩分,集中粒度75%~80%為好;四篩分,集中粒度85%~90%為好。由于礦源不同的砂子粒形各異,要求的型砂強度有高有低,透氣性、發氣量各不相同,要獲得合適的性能,需要將砂各目數適當調配,一種粒度配比不可能都適用。
3)硅砂中SiO2的含量高低要求,要根據鑄件材質具體情況具體分析。總體來說,如果SiO2的含量過低,則易造成粘砂,導致鑄件表面光潔度降低,但熱膨脹率低,抗脈紋性好。
硅砂粒度一般使用70/140目、50/100目。樹脂在高溫時的碳膜隔絕了金屬液與砂粒的接觸,所以一般不刷涂料也不會粘砂。大型鑄件可選用粒度粗一些的硅砂。
4)再生和焙燒硅砂:因高溫受熱砂粒表面雜質減少,熱膨脹率降低(試驗證明膨脹率從1.6%降至1.1%),所以其常溫和高溫抗拉、抗彎蠕變減小,抗脈紋性好。
5)原砂含細粉粒和泥分:細粉和砂粒中粘附的泥分增多會增加粘結劑用量,應嚴格控制在0.3%以下。
6)人工破碎硅砂嚴禁覆膜,因形狀均為片、尖角形及裂紋(破碎時震動形成),同時砂的表面積大,粘結劑加入量就大。
7)特種砂以人造陶瓷砂為例,人造陶瓷砂為球形,表面光潔度更高,膨脹率均在0.3%~0.6%,應用于覆膜砂工藝時粘結劑加入量少,砂芯蠕變小,應用于單獨或摻入硅砂中制造高耐火、高精度的砂芯效果較好。
(2)粘結劑(樹脂)
覆膜砂用樹脂是熱塑性酚醛樹脂,對于樹脂而言,影響覆膜砂強度的因素有:樹脂本身的內聚強度,樹脂在砂表面的附著力及潤濕性。
樹脂內聚強度取決于相對分子的質量,質量越大,內聚強度越高。但隨著質量的增大,樹脂流動性變差,軟化點升高,型砂抗彎強度降低,熱膨脹率變小。另外,樹脂在覆膜過程中,原砂的加熱溫度、固化速度(結塊)、設備混制的均勻性都直接影響覆膜砂的性能。
(3)固化劑
固化劑是使樹脂在熱作用下進行固化反應,選擇好的固化劑(比如烏洛托品)和確定合適加入量對覆膜砂性能有重要作用。
(4)附加物
為了實現覆膜砂的一些特殊性能要求,在覆膜砂混制時需要加入一些輔助材料,借助這些輔助材料可按需改善覆膜砂性能,比如:
1)如覆膜砂有耐高溫需求,則添加含碳物質和防金屬液浸透的惰性材料;
2)如需要覆膜砂易潰散,則加入MnO2;
3)如需提高覆膜砂的強度、韌性,則加硅烷、各種酯類、超短玻璃纖維等;
4)如需覆膜砂防粘砂、防脈紋、防橘皮,則加氧化鐵、粘土、淀粉等。
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