关于砂型铸造的模用料选择

时间:2020-5-11 分享到:

砂型铸造的模砂应满足以下的要求:

①较高的纯度和洁净度,以硅砂为例,铸铁用砂要求SiO2含量在90%以上,较大的铸钢件则要求SiO2含量在97%以上;

②高的耐火度和热稳定性;

③适宜的颗粒形状和颗粒组成;

④不易被液态金属润湿;

⑤价廉易得。

中国在公元17世纪已使用硅砂作造型材料,用于制造钟、镜、锅和火炮等铸件。但早期使用的多为天然含粘土的硅砂即山砂和河砂,它有较好的可塑性,可直接用于制造铸型和型芯,适于当时手工生产的条件。

进入工厂化的大规模生产后,特别是造型机械化后,这种天然含粘土的硅砂性能的均一性差,型砂的质量难以控制,不能满足工艺要求,因此开始采用低含泥量的天然硅砂和将硅石破碎制成的人工硅砂。

同时,也扩大了各种非硅质砂的使用。树脂砂造型造芯工艺的应用和发展,对铸造用砂的质量又提出了更高的要求,如细粉少,比表面积小,耗酸值低等。此外,对砂粒大小形状和粒度分布状况也有了新的要求。一些缺乏优质砂源的国家还发展了硅砂洗选技术,以提高硅砂的品位和质量。

铸造砂的颗粒形状和颗粒组成对型砂的流动性、紧实性、透气性、强度和抗液态金属的渗透性等性能有影响,是铸造砂质量的重要指标。

颗粒形状  

铸造砂的形状一般有3种。

①圆形砂:颗粒为圆形或接近于圆形,表面光洁,没有突出的棱角。

②多角形砂:颗粒成多角形,且多为钝角。

③尖角形砂:颗粒成尖角形,且多为锐角。

铸造砂的颗粒形状一般以角形系数(砂子实际比表面积/砂子理论比表面积)来表示。(见彩图)   颗粒组成  砂子的颗粒组成是用筛号来表示的,测定的方法是将经水洗去泥分烘干后的干砂倒入标准筛,再放到筛砂机上筛分,筛分后将各筛子上停留的砂子分别称重,通常用标准筛筛分后砂粒最集中的3个相邻筛子的头尾筛号表示颗粒组成。


铸造砂按矿物组成不同分为硅砂和非硅质砂两大类。
  

硅砂  主要矿物组成为SiO2。

①天然硅砂:用于有色合金铸件、铸铁件及中小型铸钢件的型砂和芯砂。

②精选天然硅砂:用于以有机物作为粘结剂的各种型砂和芯砂。

③人工硅砂:用于铸钢件的型砂和芯砂。
  

非硅质砂  

非硅质砂种类较多,用途各异。

①石灰石砂:由石灰岩破碎而成,主要矿物组成是CaCO3,用于铸钢件的型砂和芯砂。

②锆砂:主要矿物组成是ZrO2·SiO2,用于大型铸钢件及合金钢件的芯砂或砂型的面砂,或将其粉料用作涂料。

③镁砂:主要矿物组成是MgO,用于高锰钢铸件的面砂、芯砂,其粉料可用作涂料。

④铬铁矿砂:主要矿物组成是FeO·Cr2O3,用于大型或特殊铸钢件的面砂、芯砂,其粉料可用作涂料。

⑤刚玉砂:主要矿物组成是α-Al2O3,用于熔模、陶瓷型铸造的制壳材料。

⑥橄榄石砂:主要矿物组成是(MgFe)2SiO4,用于铸铁件、有色合金铸件以及高锰钢铸件的型砂和芯砂。

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