錄下所有工作對(duì)于跟隨進(jìn)過(guò)程來(lái)說(shuō)非常重要

1、3. 砂型鑄造返回下一頁(yè)粘土砂型概述 粘土砂型可分為濕型、干砂型和表面烘干砂型。三者之間的主要差別在于：濕型是造好的砂型不經(jīng)烘干，直接澆入高溫金屬液體；干砂型是在合箱和澆注前將整個(gè)砂型送入窯中烘干；表面烘干砂型只在澆注前對(duì)型腔表層用適當(dāng)方法烘干一定深度（一般510mm，大件20mm以上）。 目前，濕型砂是使用最廣泛的、最方便的造型方法，大約占所有砂型使用量的6070，但是這種方法還不適合很大或很厚實(shí)的鑄件。表面烘干型與干型比，可節(jié)省烘爐，節(jié)約燃料和電力，縮短生產(chǎn)周期，所以曾在中型和較大型鑄鐵件的生產(chǎn)中推廣過(guò)。通常采用較粗砂粒（使有高的透氣性），加入較多粘土和水分，有時(shí)還在型砂中加12的木屑（提

2、高抗夾砂結(jié)疤能力），其型腔表面必須涂敷涂料。 干型主要用于重型鑄鐵件和某些鑄鋼件，為了防止烘干時(shí)鑄型開(kāi)裂，一般在加入膨潤(rùn)土的同時(shí)還加入普通粘土。干型主要靠涂料保證鑄件表面質(zhì)量。其型砂和砂型的質(zhì)量比較容易控制，但是砂型生產(chǎn)周期長(zhǎng)，需要專門的烘干設(shè)備，鑄件尺寸精度較差，因此，近些年的干型，包括表面烘干的粘土政型已大部分被化學(xué)粘結(jié)的自硬砂型所取代。3.1 濕型鑄造3.1.1濕型鑄造特點(diǎn) 濕型鑄造法的基本特點(diǎn)是砂型（芯）無(wú)需烘干，不存在硬化過(guò)程。其主要優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)靈活性大，生產(chǎn)率高，生產(chǎn)周期短，便于組織流水生產(chǎn)，易于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)械化和自動(dòng)化；材料成本低；節(jié)省了烘干設(shè)備、燃料、電力及車間生產(chǎn)面積；延長(zhǎng)

3、了砂箱使用壽命等。但是，采用濕型鑄造，也容易使鑄件產(chǎn)生一些鑄造缺陷，如：夾砂、結(jié)疤、鼠尾、粘沙、氣孔、砂眼、脹砂等。隨著鑄造科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)金屬與鑄型相互作用原理的理解更加深刻；對(duì)型砂質(zhì)量的控制更為有效；加上現(xiàn)代化砂處理設(shè)備使型砂質(zhì)量得到了一定保證；先進(jìn)的造型機(jī)械使型砂緊實(shí)均勻，起模平穩(wěn)，鑄型的質(zhì)量較高，促進(jìn)了濕型鑄造方法應(yīng)用范圍的擴(kuò)大。例如汽車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)等工業(yè)中，質(zhì)量在300500kg以下的薄壁鑄鐵件，現(xiàn)都已成功地采用濕型鑄造?，F(xiàn)代化造型方法有：普通機(jī)器造型、微震壓實(shí)造型、多觸頭高壓造型、射壓造型、沖擊造型及靜壓造型等。各種造型方法的特點(diǎn)及所生產(chǎn)的鑄件尺寸精度和表面粗糙度值見(jiàn)表1。3

4、.1.2濕型砂用原材料(鑄造用砂數(shù)據(jù)查詢) 濕型砂是由原砂、粘土、附加物及水按一定配比組成的。常用的加料順序是先將回用砂和新砂、粘土粉、煤粉等干料混勻，再加水混至要求的水分。型砂的配方應(yīng)根據(jù)澆注合金種類、鑄件特征和要求、造型方法和工藝、清理方法等因素確定型砂應(yīng)具有的性能范圍，然后再根據(jù)各種造型原材料的品種和規(guī)格、砂處理方法和設(shè)備性能、砂鐵比等因素?cái)M定。一、 石英質(zhì)原砂(具體參數(shù)請(qǐng)查詢鑄造技術(shù)數(shù)據(jù)-鑄造技術(shù)-鑄造工藝參數(shù)-鑄造造型材料-鑄造用砂) 鑄造生產(chǎn)中使用量最大的原砂是以石英為主要礦物成分的天然硅砂。天然硅砂資源豐富，分布極廣，易于開(kāi)采，價(jià)格低廉，能滿足鑄造上多數(shù)情況的要求。生產(chǎn)中通常根據(jù)

5、鑄件的合金種類、質(zhì)量、壁厚的不同來(lái)選定原砂的化學(xué)成分和礦物組成。例如鑄鋼的澆注溫度高達(dá)1500左右，鋼液含碳量較低，型腔中缺乏能防止金屬氧化的強(qiáng)還原性氣氛，與鑄型相接觸的界面上金屬容易氧化生成FeO和其他金屬氧化物，因而較易與型砂中雜質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而造成化學(xué)粘砂。所以要求原砂中SiO2含量應(yīng)較高，有害雜質(zhì)亦應(yīng)嚴(yán)格控制。鑄鋼件的澆注溫度越高，壁厚越厚，則對(duì)原砂中SiO2含量的要求就越高。表1 各種造型方法的特點(diǎn)及所生產(chǎn)的鑄件尺寸精度和表面粗糙度造型方法比壓/MPa硬度砂型平均密度（g.cm-3）鑄件基本尺寸mm和尺寸公差等級(jí)CT鑄件表面粗糙度Ra/um76363100100160160250低壓

6、造型；例如普通機(jī)器造型0.130.460801.21.389898991050400中壓造型：例如微震壓實(shí)0.40.770901.41.579797981050400高壓造型射壓造型0.790左右1.51.6676767786.350(12.525)多觸頭高壓造型0.790左右1.51.6566767786.350(12.525)沖擊造型氣流沖擊造型90左右1.51.6提高了砂型的尺寸精度、鑄件的尺寸精度低于高壓造型6.350動(dòng)力（機(jī)械）沖擊造型90左右1.51.6提高了砂型的尺寸精度、鑄件的尺寸精度相當(dāng)或略優(yōu)于高壓造型6.350指砂型上下平面的表面度度值，用B型砂到硬度計(jì)利出 括號(hào)內(nèi)為常見(jiàn)的

7、粗糙度值，但我國(guó)的勞件q比此但法度值大12個(gè)等級(jí)。 我國(guó)高壓造型實(shí)際達(dá)到的精度比表中約差13個(gè)等級(jí)。二、非石英質(zhì)原砂 非石英質(zhì)原砂是指礦物組成中不含或只會(huì)少量游離SiO2的原砂。雖然硅砂來(lái)源廣，價(jià)格低，能滿足一般鑄鐵、鑄鋼和非鐵合金鑄件生產(chǎn)的要求而得到廣泛應(yīng)用，但是硅砂還有一些缺點(diǎn)：熱膨脹系數(shù)比較大，熱擴(kuò)散率比較低，蓄熱系數(shù)比較低，容易與鐵的氧化物起作用等。這些都會(huì)對(duì)鑄型與金屬的界面反應(yīng)起不良影響。在生產(chǎn)高合金銅鑄件或大型鑄鋼件時(shí)，使用硅砂配制的型砂，鑄件容易發(fā)生粘砂缺陷，使鑄件的清理十分困難。清砂過(guò)程中，工人長(zhǎng)期吸入硅石粉塵易患矽肺。為了提高鑄件表面質(zhì)量，改善勞動(dòng)條件，在鑄鋼生產(chǎn)中已逐漸采用

8、一些非石英質(zhì)原砂來(lái)配制無(wú)機(jī)和有機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑型砂、芯砂或涂料。這些材料與硅砂相比，大多數(shù)都具有較高的耐火度、熱導(dǎo)率、熱擴(kuò)散率和蓄熱系數(shù)，熱膨脹系數(shù)低而且膨脹均勻，與金屬氧化物的反應(yīng)能力低等優(yōu)點(diǎn)，能得到表面質(zhì)量高的鑄件并改善清砂勞動(dòng)條件。但這些材料中有的價(jià)格較高，比較稀缺，故應(yīng)當(dāng)合理選用。目前可用的非石英質(zhì)原砂有橄欖石破、鋯砂、鉻鐵礦砂、石灰石砂、鎂砂、剛玉砂、鈦鐵礦砂、鋁礬土砂等等。三、 粘土(粘結(jié)劑數(shù)據(jù)查詢) 粘土是濕型砂的主要粘結(jié)劑。粘土被水濕潤(rùn)后具有粘結(jié)性和可塑性，烘干后硬結(jié)，具有干強(qiáng)度。而硬結(jié)的粘土加水后又能恢復(fù)粘結(jié)性和可塑性，因而具有較好的復(fù)用性。粘土資源豐富，價(jià)格低廉，所以應(yīng)用廣泛。

9、粘土主要是由細(xì)小結(jié)晶質(zhì)的粘土礦物所組成的土狀材料。按晶體結(jié)構(gòu)可分為高嶺石（kaolinite）組，包括高嶺石、珍珠陶土、地開(kāi)石、埃洛石等；蒙脫石（montrillonite）組，包括蒙脫石、貝得石、綠脫石、皂石等；伊利石（illite）組，包括依利石、海綠石等。 鑄造工作者通常根據(jù)所含粘土礦物種類不同將所采用的粘土分為鑄造用粘土（fireclay）和鑄造用膨潤(rùn)土兩類。膨潤(rùn)土主要是由蒙脫石組礦物組成的，主要用于濕型鑄造的型砂粘結(jié)劑。鑄造用粘土主要含有高嶺石或依利石類礦物。四、附加物(輔助材料數(shù)據(jù)查詢) 型砂中除了含有原砂、粘土和水等材料以外，通常還加入一些附加物如煤粉、渣油、淀粉等，目的是使型砂

10、具有特定的性能，并改善鑄件的表面質(zhì)量。 在鑄鐵及有色合金用濕型砂中加入煤粉，可以防止鑄件表面產(chǎn)生粘砂缺陷，并能改善鑄件的表面光潔程度。濕型鑄鐵件所用型砂中煤粉的含量常在38（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）范圍內(nèi)，根據(jù)鑄件大小和厚薄而異。 煤粉的代用材料，包括固體瀝青或其乳化液，渣油或煤焦油或其乳合液，膨潤(rùn)土與瀝青或其他石油衍生物的混合粉末或漿液，固態(tài)或水中分散的合成聚合物和淀粉等。鑄鐵面砂中淀粉含量（按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)）一般為0.5左右，鑄鋼面砂在0.51.0左右。3.1.3濕型砂性能要求及檢測(cè)方法 高質(zhì)量型砂應(yīng)當(dāng)具有為鑄造出高質(zhì)量鑄件所必備的各種性能。根據(jù)鑄件合金的種類，鑄件的大小、厚薄、澆注溫度、金屬液壓頭、砂型緊

11、實(shí)方法、緊實(shí)比壓、起模方法、澆注系統(tǒng)的形狀、位置和出氣孔情況，以及砂型表面風(fēng)干情況等的不同，對(duì)濕型砂性能提出不同的要求。最主要的，即直接影響鑄件質(zhì)量和造型工藝的濕型性能有水分、透氣性、強(qiáng)度、緊實(shí)率、變形量、破碎指數(shù)、流動(dòng)性、含泥量、有效粘土含量、顆粒組成、緬化物、砂溫、發(fā)氣性、有效煤粉含量、灼燒減量、抗夾砂性、抗粘砂性等。一、水分、最適宜濕程度和緊實(shí)率 為了得到所需要的濕態(tài)強(qiáng)度和韌性，粘土砂必須含有適量水分，太干或太濕均不適于造型，也難鑄造出合格鑄件。因此，型砂的干濕程度必須保持在一個(gè)適宜的范圍內(nèi)。判斷型砂干濕程度有以下幾種方法： （l）水分也叫含水量或濕度 它是表示型砂中所含水分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)

12、，這是一般工廠中確定型砂干濕程度最常用的傳統(tǒng)方法。測(cè)定的原理是稱取定量的型砂，放入105110烘干裝置中使之干燥，由烘干前后的質(zhì)量差異計(jì)算出型砂的水分。 （2）手捏感覺(jué) 有實(shí)際操作的混砂或造型工人常根據(jù)用手捏型砂時(shí)砂是否容易成團(tuán)和是否沾手來(lái)判斷型砂的干濕程度，還根據(jù)捏緊動(dòng)作中砂是否柔軟和變形情況來(lái)判斷型砂的可塑性；根據(jù)手指掐碎砂團(tuán)時(shí)用力大小來(lái)判斷型砂的強(qiáng)度是否合適。 （3）緊實(shí)率 是指濕型砂用 1MPa的壓力壓實(shí)或者在鼓擊式制作機(jī)上打擊三次，其試樣體積在緊實(shí)前后的變化百分率，用試樣緊實(shí)前后高度變化的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示，見(jiàn)圖1，即緊實(shí)率=（筒高一緊實(shí)距離）筒高100%。手工和機(jī)器造型用型砂最適干濕狀態(tài)

13、下的緊實(shí)率接近50；高壓造型和氣沖造型時(shí)為3545；擠壓造型時(shí)為3540；不管型砂中有效膨潤(rùn)上、煤粉和灰分的含量有多少，只要將緊實(shí)率控制在上述范圍內(nèi)，手捏感覺(jué)的干濕程度就處于最適宜狀態(tài)。這時(shí)型砂的水分可稱為最適宜水分。圖1 緊實(shí)率測(cè)定法示意圖a)填滿型砂b)刮去多余型砂c)緊實(shí)二、透氣性 緊實(shí)的型砂能讓氣體通過(guò)而逸出的能力稱為透氣性。 透氣性的高低主要受砂粒的大小、粒度分布、粒形、含泥量、粘結(jié)劑種類、加入量和混砂時(shí)粘結(jié)劑在砂粒上的分布狀況以及型砂緊實(shí)度的影響。對(duì)于濕型的單一砂和面砂而言，透氣性不但要有下限，而且必須嚴(yán)格規(guī)定其上限。圖2為透氣性測(cè)定儀原理圖，它是測(cè)出氣鐘內(nèi)的空氣在壓力下通過(guò)試樣的

14、時(shí)間來(lái)計(jì)算透氣性k。圖2透氣性測(cè)定儀示意圖1 一氣鐘 2一木簡(jiǎn) 3一三通閥 4一試樣座 5一試樣筒 6一標(biāo)準(zhǔn)試樣 7一微壓表 8一阻流孔三、濕態(tài)強(qiáng)度 型砂必須具備一定的強(qiáng)度以承受各種外力的作用。型砂的強(qiáng)度用型砂標(biāo)準(zhǔn)試樣在外力作用下遭到破壞時(shí)的應(yīng)力值來(lái)表示。常用計(jì)量單位為兆帕(MPa)或千帕(kPa)。濕型鑄造時(shí)，往往主要檢查型砂石的濕態(tài)抗壓強(qiáng)度，有的也測(cè)濕態(tài)抗剪強(qiáng)度和濕態(tài)抗拉強(qiáng)度。對(duì)普通機(jī)器造型用濕型砂，通?？刂茲駢簭?qiáng)度為0.060.12MPa之間，高密度造型用濕型砂，濕壓強(qiáng)度?？刂圃?.090.20MPa。 在生產(chǎn)中常采用表面硬度計(jì)測(cè)定硬度，以此反映型砂緊實(shí)的質(zhì)量，反映鑄型表面強(qiáng)度。四、流動(dòng)

15、性 型砂在外力或自重作用下，沿模樣和砂粒之間相對(duì)移動(dòng)的能力稱為流動(dòng)性。流動(dòng)性好的型砂可形成緊實(shí)度均勻、無(wú)局部疏松、輪廓清晰、表面光潔的型腔，這有助于防止機(jī)械粘砂，獲得光潔的鑄件。此外，還能減輕造型緊實(shí)砂的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)率和便于實(shí)現(xiàn)造型、造芯過(guò)程的機(jī)械化。目前測(cè)流動(dòng)性的方法還未統(tǒng)一，較多采用以下幾種方方法來(lái)判定型砂流動(dòng)性：用濕型硬度計(jì)測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)試樣兩個(gè)端面硬度值的差別，硬度差別越小，指明型砂的流動(dòng)性越好；在標(biāo)準(zhǔn)圓柱形試樣簡(jiǎn)中放置一塊高25mm的半圓形金屬塊，測(cè)定階梯試樣兩平面的硬度差值；測(cè)定在底側(cè)有環(huán)形空腔型砂試樣筒中沖擊成的試樣的高度；側(cè)孔法：測(cè)定在沖擊型砂試樣時(shí)圓柱形試樣簡(jiǎn)側(cè)面 12mm

16、小孔中擠出的型砂的質(zhì)量。試樣質(zhì)量法：即對(duì)比測(cè)定緊實(shí)率后的試樣質(zhì)量，容積密度愈大，則流動(dòng)性好。五、起模性、變形量、韌性和破碎指數(shù) 型砂的起模性是表示起模時(shí)模樣或模板與砂型分離是否容易損壞，是否產(chǎn)生掉落的性能。 型砂的變形量通常是在用強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)測(cè)定型砂抗壓強(qiáng)度的同時(shí)，用一個(gè)百分表測(cè)出試樣破碎前的變形量（高度減小量）。由此也可計(jì)算出型砂韌性，即將型砂濕壓強(qiáng)度(MPa)承變形量(cm)再乘1000的乘機(jī)來(lái)表示韌性(MPa.cm). 對(duì)濕型砂而言，有人認(rèn)為韌性也可用破碎指數(shù)來(lái)代表，即測(cè)定在沖擊條件下型砂的韌性。圖3為用落球法測(cè)定破碎指數(shù)示意圖。濕型砂標(biāo)準(zhǔn)抗壓試樣放在鐵砧上受到一個(gè)自 lm高度自由落下的5

17、0mm、510g鋼球的沖擊，破碎的型砂，碎的通過(guò)網(wǎng)眼為12.7mm（0.5in）的篩網(wǎng)，留在篩網(wǎng)上的大塊型砂的質(zhì)量占試樣原質(zhì)量的比值即為破碎指數(shù)。通常震壓造型的破碎指數(shù)控制在6875，高壓造型型砂的破碎指數(shù)要求在68左右。圖3 落球法測(cè)定破碎指數(shù)示意圖六、發(fā)氣量和有效煤粉含量 為了檢查鑄鐵件用濕型砂的抗機(jī)械粘砂能力和推算出型砂中有效煤粉含量，我國(guó)普遍采用的是測(cè)定型砂發(fā)氣性的辦法。發(fā)氣性（發(fā)氣量）測(cè)定大都是讓待測(cè)定量樣品在密閉體系中加熱氣化，或測(cè)定所產(chǎn)生氣體的容積（用單位質(zhì)量析出的氣體體積表示，cmg）；或測(cè)定氣體的壓力（容積恒定，發(fā)氣量大，壓力大）；或稱量殘留物的質(zhì)量（灼燒堿量），以確定發(fā)氣量

18、。3.1.4濕型砂制備 在擬定型砂的配方之前，必須首先根據(jù)澆注合金種類、鑄件特征和要求、造型方法和工藝、清理方法等因素確定型砂應(yīng)具有的性能范圍。然后再根據(jù)各種造型原材料的品種和規(guī)格、砂處理方法和設(shè)備性能、砂鐵比和各項(xiàng)材料燒棉比例等因素?cái)M定型砂的配方一個(gè)車間的型砂性能指標(biāo)和配方要經(jīng)長(zhǎng)期生產(chǎn)考驗(yàn)才能確定。一、濕型砂的性能和配方特點(diǎn)3.2干型(芯)砂和表面烘干砂型鑄造3.2.1 基本特點(diǎn) 干型砂是以粘土和膨潤(rùn)土作粘結(jié)劑的一種型砂。干型砂制成的砂型（芯）都需要經(jīng)過(guò)烘干，因此濕態(tài)強(qiáng)度可以稍低一些，含水量可以稍高一些，以達(dá)到較高的干強(qiáng)度。干型主要靠涂料保證鑄件表面質(zhì)量，對(duì)原砂化學(xué)成分和耐火度要求不很高。砂

19、型表面可以涂刷水基涂料，也可以采用粒度較粗的原砂，型砂可以有較高的透氣性，不容易產(chǎn)生沖砂、粘砂、氣孔等缺陷。 干型主要用于澆注中、大型鑄件。型砂和砂型的質(zhì)量都比較容易控制，但鑄件尺寸精度較差，砂型需要專門的烘干設(shè)備，生產(chǎn)周期較長(zhǎng)，因此在許多方面干型正逐漸被自硬砂型所代替。表干型砂的主要特點(diǎn)是采用粗砂、活化膨潤(rùn)土和加入木屑。表干型砂的性能及配制基本兼有濕型砂和干型砂的要求。表干砂型不需專門的烘干設(shè)備，生產(chǎn)周期比較短，清砂也比較容易，但它對(duì)型砂性能和工藝操作要求比較嚴(yán)格。表干砂型主要用于澆注中型鑄件，其中較大的達(dá)十幾噸重。3.2.2 各種材料的選用 (1）原砂 鑄鐵件和鑄鋼件的干型大多采用粒度較粗

20、的原砂。例如，4070目以上。非鐵合金鑄件干型所用原砂其粒度則較細(xì)，一般為70140目和100200目。 (2）粘結(jié)劑 表干型砂一般都采用鈉膨潤(rùn)土或采用濕強(qiáng)度和熱濕拉強(qiáng)度較高的鈣膨潤(rùn)上作粘結(jié)劑。干型砂所用的粘土應(yīng)具有一定的干強(qiáng)度和耐火度。 (3）附加物 形狀比較復(fù)雜的砂芯和砂型可在型砂混合料中加入可以提高退讓性和潰散性的附加物。3.2.3 干型砂和表干型砂的配比和性能控制 (1）配比 干型砂和表干型砂主要由新砂、舊砂、粘土、膨潤(rùn)土、附加物和少量的水所組成。鑄鐵件和非鐵合金鑄件用的干型砂和表干型（芯）砂，舊才回用量一般占5080。鑄鐵表干型砂中膨潤(rùn)土加入量在510之間，總含泥量要求控制在1618

21、以下；如采用鈣基膨潤(rùn)土還須在配砂時(shí)加入占膨潤(rùn)土量4左右的碳酸鈉進(jìn)行活化處理。鑄鐵件的干型砂中粘土和膨潤(rùn)土的總量控制在812，兩者比例一般在1：1左右，可根據(jù)鑄件大小適當(dāng)調(diào)整。表干型砂和芯砂中一般還加入0.51.5的木屑，還可加入23的石油瀝青乳濁液或其它有機(jī)水溶性粘結(jié)劑。鑄鋼件用的干型砂大都采用新砂配制。膨潤(rùn)土及粘土的加入量占1015，有的芯砂和型砂中還加入1.53.0的有機(jī)水溶性粘結(jié)劑。 (2）性能控制 對(duì)干型砂和表干型砂除含水量、濕透氣性、濕壓強(qiáng)度等性能外，表干型砂應(yīng)著重控制其熱濕拉強(qiáng)度，干型砂應(yīng)著重控制其干強(qiáng)度。3.2.4 混制工藝干型砂的混制工藝與濕型砂基本相同?；烀霑r(shí)間一般在515m

22、in之間。鑄鐵表干型砂的混砂時(shí)間一般均在10min以上。3.2.5 烘干工藝 干型和表干砂型很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)是烘干工藝的控制。表干砂型在每刷一次水基石墨涂料后，要經(jīng)過(guò)自然干燥（如24h）或噴烘才可刷下一遍涂料。厚大鑄鐵件往往要刷23遍涂料。砂型的烘干溫度見(jiàn)表3。烘干后的砂型，干燥層深度一般都在50mm以上，砂芯的干燥層深度更大一些。表3幾種砂型（芯）烘干保溫溫度（）名稱一般砂型加木屑的砂型加有機(jī)粘結(jié)劑的砂芯烘干溫度3504003003602503003.2.6 舊砂回用及性能控制指標(biāo) 和濕型砂一樣，干型砂及表干型砂需要定期對(duì)舊砂的總含混量和有效膨潤(rùn)上含量及pH值進(jìn)行監(jiān)測(cè)相應(yīng)調(diào)整新砂和舊砂的比例

23、，以求得型砂和芯砂性能的穩(wěn)定?？偤炝恐燎罂刂圃?618以下。 表2是一些工廠用型砂性能的實(shí)例。表2 鑄鐵件濕型砂典型性能造型方法水分(%)濕壓強(qiáng)度(kPa)熱濕強(qiáng)度(kPa)緊實(shí)率(%)透氣性有效粘土(%)揮發(fā)分(%)灼減(%)泥分(%)AFS細(xì)度震壓造型3470100455280100505.52.5 7.07.5_約55高壓造型2.53.2150200 _3840801006.010.02.06.09.015.0約55氣沖造型4.3266.02.630.5898.61.76.815.5544.42313.0321109.11.35.215.1624.12313.0321109.11.35

24、.215.1622.9243.02.836.0788.4o.91.38.9633.6196.51.3527.61646.41.54.712.761二、舊砂的特性及其處理 生產(chǎn)1t濕型鑄件約需要510t型砂，在實(shí)際生產(chǎn)中，配制型砂時(shí)都盡量回用舊砂（即重復(fù)使用過(guò)的型砂）、這不僅是經(jīng)濟(jì)上的需要，而且也是保護(hù)環(huán)境、防止公害的需要。圖4為鑄鐵濕型單一砂循環(huán)過(guò)程的示意圖?？梢钥闯?，混砂時(shí)還需向舊砂中補(bǔ)充加入新砂、膨潤(rùn)土、煤粉和水等材料，才能使混制出的型砂性能符合要求。 鑄件打箱后，砂中常有鐵塊、鐵豆和砂塊等雜物，因而舊砂要經(jīng)過(guò)多次磁選、破碎團(tuán)塊及過(guò)篩去除雜物。還應(yīng)該經(jīng)過(guò)除塵處理，降低舊砂中的粉塵含量，然后

25、回用。另外，還要采取一系列措施以降低舊砂溫度。圖4鑄鐵濕型單一砂循環(huán)過(guò)程示意圖三、濕型砂的混制工藝 生產(chǎn)中常用的混砂機(jī)有碾輪式、擺輪式、葉片式等。有些大量生產(chǎn)的鑄造工廠使用的雙碾盤碾輪式混砂機(jī)，是一種高生產(chǎn)率的連續(xù)式混砂機(jī)。常用的加料順序是先將回用砂和新砂、粘土粉、煤粉等干料混勻，再加水混至要求的水分。對(duì)濕型砂而言，混砂時(shí)嚴(yán)格控制加水量是必要的。3.4 有機(jī)粘接劑砂芯和砂型3.4.1概述 砂芯主要用來(lái)形成鑄件的內(nèi)腔、孔洞和凹坑等部分，在澆注時(shí)，它的大部分或部分表面被液態(tài)金屬包圍，經(jīng)受鐵液的熱作用、機(jī)械作用都較強(qiáng)烈，排氣條件也差，出砂、清理困難，因此對(duì)芯砂的性能要求一般比型砂高。3.4.2植物油

26、砂 采用干性油和靠近干性油的半干性油作油砂粘結(jié)劑。干性油含不飽和脂肪酸，其加熱硬化機(jī)理一般認(rèn)為是氧化聚合的結(jié)果。常用的植物油有，桐油、亞麻油等。 烘干溫度一般以200220為宜。如需縮短烘干時(shí)間，可將溫度提高到250，但不能超過(guò)300，否則粘結(jié)性能將被破壞。3.4.3合脂粘結(jié)劑及合脂砂 （一）合脂粘結(jié)劑 合脂是合成脂肪酸蒸餾殘?jiān)暮?jiǎn)稱，是從煉油廠原料脫蠟過(guò)程中得到的石蠟，制皂工業(yè)再將石蠟制取合成脂肪酸時(shí)所得的副產(chǎn)品。 合脂砂的烘干濕度范圍比油砂寬些，但是最適宜范圍仍是200220之間。合脂粘結(jié)劑的加入量一般為砂質(zhì)量的2.54.5，過(guò)多，強(qiáng)度增加不顯著，而發(fā)氣量明顯增大，粘膜加重，蠕變加大，出砂

27、性變差。存在的問(wèn)題： 1濕強(qiáng)度低 合脂砂的濕壓強(qiáng)度只有2.02.5kPa。比植物油砂還要低。加入膨潤(rùn)土或者含泥量高的天然粘土砂可以提高濕強(qiáng)度。 2砂芯蠕變 合脂砂濕強(qiáng)度低，合脂本身在常溫下粘度大，芯砂流動(dòng)性差，造芯時(shí)不易緊實(shí)；因此合脂砂芯在濕態(tài)和烘干過(guò)程中易發(fā)生蠕變，即逐漸往下沉。在冬天，合脂變得更加粘稠，蠕變現(xiàn)象就更為嚴(yán)重?？刹捎眉尤肱驖?rùn)土和高溫入爐烘干硬化的方法來(lái)減少蠕變的缺陷。3.4.4殼芯（型）一、殼芯（型）的制造 1940年，Johannes Croning發(fā)明用熱法制造殼型，稱為“C”法或“殼法”，此法不僅可用于造型，更主要的是用于制造殼芯。該法用酚醛樹(shù)脂作粘結(jié)劑，配制的型（芯）砂

28、叫做覆膜砂像干砂一樣松散。其制殼的方法有兩種：翻斗法和吹砂法（見(jiàn)圖1）。圖1 頂吹法和底吹法制造殼芯示意圖 殼法造型、造芯的優(yōu)點(diǎn)是混制好的覆膜砂可以較長(zhǎng)期貯存（三個(gè)月以上）；無(wú)需搗砂，能獲得尺寸精確的型、芯；型、芯強(qiáng)度高，質(zhì)量輕，易搬運(yùn)；透氣性好，可用細(xì)的原砂得到光潔的鑄件表面；無(wú)需砂箱；覆膜砂消耗量小；型、芯可以長(zhǎng)期貯放。盡管酚醛樹(shù)脂覆膜砂價(jià)格較貴，造型、造芯耗能較高，但在要求鑄件表面光潔和尺寸精度甚高的行業(yè)仍得到一定應(yīng)用。通常殼型多用于生產(chǎn)液壓件、凸輪軸、曲軸以及耐蝕泵件、履帶板等鋼鐵鑄件上：充芯多用于汽車、拖拉機(jī)、液壓閥體等部分鑄件上。二、殼型砂用原材料及混制工藝 （1）酚醛樹(shù)脂 殼法采

29、用熱線塑性酚醛樹(shù)脂。它是在苯酚過(guò)量（通常苯酚與甲醛的物質(zhì)的量之比為1：0.750.85）及溫度在105以下縮合制成的。常用的硬化劑為烏洛托品，學(xué)名六亞甲基四胺，即（CH2）6N4，其加入量一般占樹(shù)脂質(zhì)量的1015。 （2）原砂 殼法一般采用硅砂，對(duì)于表面質(zhì)量要求很高的鑄件，特別是壁很厚實(shí)、易產(chǎn)生粘砂的鑄鋼件，也常使用鋯砂、鉻鐵礦砂。 （3）附加物 為了改善覆膜砂的性能，有時(shí)在覆膜過(guò)程中加入某些附加物。例如加人硬脂酸鈣（為砂量的0.250.35），可防止覆膜砂存放期間結(jié)塊；增加覆膜妙的流動(dòng)性，制殼時(shí)易于頂出等。加入石英粉（加入量為砂質(zhì)量的2左右），可提高覆膜砂的高溫強(qiáng)度。 （4）覆膜砂混制工藝

30、酚醛樹(shù)脂覆膜砂一般以原砂為 100（質(zhì)量比），酚醛樹(shù)脂加入量為：對(duì)于殼型是3.56.0，殼芯是1.54.0，另加入烏洛托品和硬酯酸鈣。覆膜砂的混制工藝可分為冷法、溫法和熱法三種。 其中熱法是一種適于大量制備覆膜砂的方法，需要專門設(shè)備?；熘茣r(shí)一般為先將加熱到130160的砂加到間歇式混砂機(jī)中，再加樹(shù)脂混勻，熔化的樹(shù)脂包在砂粒表面，當(dāng)砂溫降到105110時(shí)，加入烏洛托品水溶液，吹風(fēng)冷卻，再加入硬脂酸鈣混勻，經(jīng)過(guò)破碎、篩分備用。3.4.5熱芯盒法制芯 熱芯盒法制芯，是用液態(tài)熱固性樹(shù)脂粘結(jié)劑和催化劑配制成的芯砂，填入加熱到一定溫度的芯盒內(nèi)，貼近芯盒表面的砂芯受熱，其粘結(jié)劑在很短時(shí)間即可縮聚而硬化。而且

31、只要砂芯的表層有數(shù)毫米結(jié)成硬殼即可自芯盒內(nèi)取出，中心部分的砂芯利用余熱和硬化反應(yīng)放出的熱量可自行硬化。它為快速生產(chǎn)尺寸精度高的中小砂芯（砂芯最大壁厚一般為5075mm。）提供了一種非常有效的方法，特別適用于汽車、拖拉機(jī)或類似行業(yè)的鑄件生產(chǎn)。 （1） 熱盒法用粘結(jié)劑 熱芯盒用的樹(shù)脂有呋喃樹(shù)脂和酚醛樹(shù)脂，大多數(shù)是以尿醛、酚醛和糠醇改性為礎(chǔ)的一些化合物，根據(jù)所使用的鑄造合金及砂芯的不同以及市場(chǎng)供應(yīng)情況，進(jìn)行樹(shù)脂的選擇。 常用的呋喃樹(shù)脂有：1）脲呋喃（UFFA）樹(shù)脂；2）酚呋喃（PF FA），樹(shù)脂此類樹(shù)脂不含氮，或含極少量的氮，主要用于制造鑄鋼和球墨鑄鐵件，硬透性較尿呋喃樹(shù)脂稍差。我國(guó)的呋喃一2型熱芯

32、盒樹(shù)脂屬于這類樹(shù)脂中的一個(gè)品種；3）脲酚呋喃共聚物（UF PFFA），含氮高的這類樹(shù)脂主要用于鑄鐵件也可用于有色合金鑄件。 （2） 熱芯盒法硬化用催化劑 國(guó)內(nèi)對(duì)呋喃-1型樹(shù)脂砂最常用的催化劑是氯化銨和尿素的水溶液，其配比（質(zhì)量比）為氯化銨：尿素：水l：3：3。 （3）熱芯盒法砂的工藝性能及樹(shù)脂砂的配制熱芯盒法可以使用任何干凈、干燥的原砂。要求砂芯有較好的透氣性時(shí)，可選用稍粗的原砂；對(duì)鑄件內(nèi)表面要求很光潔的，可選用較細(xì)的原砂。熱芯盒砂可用一般碾輪式混砂機(jī)混碾，混制工藝如下：干砂十附加物加催化劑加樹(shù)脂粘結(jié)劑出砂 熱芯盒制芯工藝通常采用射芯機(jī)射芯，呋喃型樹(shù)脂砂的固化溫度在140250oC之間，芯盒溫

33、度保持在200250OC較適宜。一般幾十秒即可從芯盒中取出砂芯。3.4.6氣硬冷芯盒法制芯 氣硬冷芯盒法制芯是將樹(shù)脂砂填入芯盒，而后吹氣硬化制成砂芯。根據(jù)使用的粘結(jié)劑和所吹氣體及其作用的不同，而有三乙胺法、SO2法、酯硬化法、低毒和無(wú)毒氣體促硬造芯法等方法。一、三乙胺法 此法為美國(guó)Ashland油脂化學(xué)公司研制成功，1968年開(kāi)始向鑄造廠推廣并取得應(yīng)用，國(guó)外常稱1socure法，或稱酚醛一尿烷冷芯盒法，我國(guó)叫三乙胺法。粘結(jié)劑由兩部分液體組成：組分是酚醛樹(shù)脂，組分為聚異氰酸酯。催化劑為液態(tài)叔胺，可用三乙胺(C2H5)3N(TEA)、二甲基乙胺（DMEA）、異丙基乙膠和三甲胺（CH3）N3（TMA

34、）,造芯時(shí)，其工藝過(guò)程如圖2所示。填砂后向樹(shù)脂砂中吹入催化劑氣霧（壓力0.140 2MPa）便能在數(shù)秒至數(shù)十秒內(nèi)硬化，達(dá)到滿足脫模搬運(yùn)的強(qiáng)度。圖2 三乙胺法造芯工藝過(guò)程 采用三乙胺法造芯時(shí)，原砂采用干凈的AFS細(xì)度5060的硅砂，也可使用鋯砂、鉻鐵礦砂。原砂必須干燥，水分超過(guò)0.l（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），就會(huì)減少芯砂的可使用時(shí)間，降低砂芯抗拉強(qiáng)度。典型的芯砂配方是樹(shù)脂粘結(jié)劑占砂質(zhì)量的1.5，由等質(zhì)量的組分和組分構(gòu)成。二、SO2法 S02法是繼三乙胺法之后開(kāi)發(fā)的一種新型吹氣冷芯盒制芯和造型方法，用于鑄造生產(chǎn)始1978年，近些年來(lái)又開(kāi)發(fā)了一些新型 SO。法。 （）呋喃樹(shù)脂SO2法 此法在 1971年由法國(guó)

35、SaPic公司取得專利權(quán)，稱Sapici法，直到1978年才用于生產(chǎn)，歐洲大陸稱Hardox法，英國(guó)稱SO2Fast法，美國(guó)叫Insta-Darw法。其造芯工藝過(guò)程類似三乙胺法。 SO2許多優(yōu)點(diǎn)勝過(guò)其他方法，因此從鋼鐵到有色合金均有應(yīng)用。其主要優(yōu)點(diǎn)如下；熱力度高，使鑄件的尺寸精度和表面質(zhì)量高（高于三乙膠法）：出砂性優(yōu)良，對(duì)給鎂合金也極易出砂；樹(shù)脂砂有效期特別長(zhǎng)，混好的砂不接觸SO2氣體，決不會(huì)硬化；發(fā)氣量是有機(jī)粘結(jié)劑中最低的；強(qiáng)度發(fā)展快。 SO2的缺點(diǎn)也很明顯，例如：樹(shù)脂中游離糠醇汽化易使芯表面結(jié)垢；低碳鋼芯盒用于砂芯大量生產(chǎn)時(shí)，銹蝕是一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題；SO2泄漏，將引起嚴(yán)重環(huán)境問(wèn)題；過(guò)氧化物為強(qiáng)

36、氧化劑，易燃燒，要妥善保管。 （二）環(huán)氧樹(shù)脂SO2法 環(huán)氧樹(shù)脂SO2法于19 8 3年用于生產(chǎn)。此法與呋喃SO2法比，芯砂的可使用時(shí)間更長(zhǎng)（可達(dá)5天），而且基本解決了芯盒結(jié)垢和粘模問(wèn)題，很適合大量生產(chǎn)。 環(huán)氧樹(shù)脂SO2法有效地克服了呋喃一SO2法的大部分缺點(diǎn)，但是用于鋼鐵鑄件時(shí)，由于易產(chǎn)生沖砂和夾砂，因此需涂敷耐火涂料；澆注系統(tǒng)應(yīng)有助于平穩(wěn)層流。當(dāng)使用水基涂料時(shí)，建議在低于81oC溫度下烘干。 （三）自由基硬化法 自由基硬化法用于鑄造生產(chǎn)始于1982年。此法采用三種組分組成的液態(tài)粘結(jié)劑，包括：丙烯基聚氨酯樹(shù)脂；少量有機(jī)氫過(guò)氧化物引發(fā)劑（用來(lái)激發(fā)自由基聚合）用來(lái)提高抗拉強(qiáng)度、延長(zhǎng)砂芯保存期的乙烯

37、基硅烷增強(qiáng)劑。此法用氮稀釋的SO2氣體促進(jìn)硬化。 粘結(jié)劑的加入量通常為0.91.8。所用樹(shù)脂混合物的典型組成是95的粘結(jié)劑、3的增強(qiáng)劑和2的過(guò)氧化物引發(fā)劑。催化劑氣體由110（典型的為2）的 SO2和情性氣體載體（氮）所組成。每噸芯砂約需 SO2 0.45kg。用干燥空氣或氮清洗是為了充分分散S02氣體催化劑，并使SO2隨后從硬化好的砂芯或砂型中排出。三、乙縮醛硬化法（紅硬法） 乙縮醛硬化法又稱紅硬（red-set）法，這是因?yàn)樵摲ㄓ脴?shù)脂砂硬化后變成粉紅色而得名。此法是由原聯(lián)邦德國(guó)開(kāi)發(fā)的，粘結(jié)劑是三級(jí)分體系。組分1是樹(shù)脂，是一種具有高反應(yīng)的甲階酚醛樹(shù)脂水溶液，不合游離酚，含游離甲醛少于0.l：

38、組分2是活化劑，是不同類型的磷酸在無(wú)機(jī)酸中的濃縮水溶液；組分3是硬化劑，常用乙縮醛。 此法所配樹(shù)脂砂在二周內(nèi)使用仍有好的強(qiáng)度。硬化時(shí)需要的乙醛量理論上占組分40，實(shí)際為60100。所制出的砂芯（型）有好的抗吸濕性，砂芯有強(qiáng)的抗毛刺能力。但這一方法不宜采用橄欖石砂，高耗酸值砂也減慢硬化過(guò)程。此法的工藝較復(fù)雜，對(duì)工藝參數(shù)要求嚴(yán)格，成本較高，價(jià)格為三乙胺法的23倍。3.4.7 樹(shù)脂自硬砂 將砂子、液態(tài)樹(shù)脂及液態(tài)催化劑混合均勻后，填充到芯盒（或砂箱）中，稍加緊實(shí)、即于室溫下在芯盒（或砂箱）內(nèi)硬化成型，叫自硬冷芯盒法造芯，簡(jiǎn)稱自硬法造芯（型）。自硬法可大致分為酸催化樹(shù)脂砂自硬法、尿烷系樹(shù)脂砂自硬法和酚醛

39、一脂自硬法。 樹(shù)脂自硬砂不僅用于造芯，亦用于造型，特別適用于單件和小批量生產(chǎn)，可生產(chǎn)鑄鐵、鑄鋼及有色合金鑄件。其主要優(yōu)點(diǎn)是；提高了鑄件的尺寸精度，改善了表面粗糙度；節(jié)約能源，節(jié)約車間面積；砂中的樹(shù)脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，由早期的34降到了0.81.2，這是通過(guò)對(duì)原砂的處理及對(duì)樹(shù)脂、催化劑、混砂設(shè)備、工藝等方面進(jìn)行改進(jìn)得到的，從而降低了成本；大大減輕了造芯、造型、落砂、清理工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化；舊砂可再生，有利于防止二次公害。一、 酸催化樹(shù)脂自硬砂 （1）酸催化樹(shù)脂自硬砂用的樹(shù)脂 常用粘結(jié)劑為呋喃樹(shù)脂和熱固性酚醛樹(shù)脂。也有采用酮醛樹(shù)脂與糠醇的混合物（ARFA）、糠醇甲醛聚合體（FAF）、糠醇與其

40、他活性化合物的混和物（FAC）?？反己吭礁撸退暮繒?huì)愈低，粘結(jié)劑的質(zhì)量也愈好，但價(jià)格也高. （2）酸催化樹(shù)脂自硬砂用的催化劑 通常自硬法用催化劑應(yīng)符合以下要求：保證改工藝過(guò)程帶所規(guī)才的硬化速度和強(qiáng)度；具有低的粘度的液體，不產(chǎn)生沉淀；長(zhǎng)期貯存時(shí)，性能不變；如冬季運(yùn)輸引起冷凝，隨后加熱熔化，性能可回復(fù)；價(jià)格合理，經(jīng)濟(jì)。 （3）可使用時(shí)間和脫模時(shí)間 可使用時(shí)間是指自硬樹(shù)脂砂混砂后能夠制出合格砂芯的那一段時(shí)間。脫模時(shí)間是指從混砂結(jié)束開(kāi)始，在芯盒內(nèi)制的砂芯（或未脫模的砂型）硬化到能滿意地將砂芯從芯盒中取出（或脫模），而不致發(fā)生砂芯（或砂型）變形所需的時(shí)間間隔。 影響可使用時(shí)間、脫模時(shí)間的因素很多

41、。實(shí)驗(yàn)表明，所采用的原砂、樹(shù)脂、催化劑的類型、質(zhì)量和加入量、混砂工藝、環(huán)境溫度和濕度，均對(duì)可使用時(shí)間和脫模時(shí)間有明顯的影響，影響最大的為環(huán)境溫度和催化劑加入量。當(dāng)催化劑量相同，室溫不同時(shí)，溫度低時(shí)可使用時(shí)間長(zhǎng)；溫度高時(shí)可使用時(shí)間短。其趨勢(shì)是溫度每增加10oC,可使用時(shí)間縮短1/21/3。室溫相同時(shí)，催化劑入量減少，可使用時(shí)間明顯增長(zhǎng)；催化劑增多，可使用時(shí)間縮短，但是催化劑加入量超過(guò)一定范圍后，可使用時(shí)間變化不大，但對(duì)脫模時(shí)間影響顯著，溫度變化也明顯影響脫模時(shí)間，其趨勢(shì)是每增加5 oC，脫模時(shí)間縮短1/21/3。 （4）混砂工藝 合理地選用混砂機(jī)，采用正確的加料順序和恰當(dāng)?shù)幕焐皶r(shí)間有助于得到高質(zhì)

42、量的樹(shù)脂砂。混砂工藝如下： 混砂 混砂砂十催化劑樹(shù)脂出砂 砂和催化劑的混合時(shí)間的確定，應(yīng)以催化劑能均勻地覆蓋住砂粒表面所需的時(shí)間為準(zhǔn)。太短了混合不勻，樹(shù)脂強(qiáng)度低，個(gè)別地方樹(shù)脂砂型硬化不良或根本不硬化；太長(zhǎng)了，影響生產(chǎn)率和使砂溫上升。樹(shù)脂加入后的混拌時(shí)間也不能過(guò)短（混拌不均）和過(guò)長(zhǎng)（砂溫升高，可使時(shí)間變短），混拌時(shí)間一般通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。二、自硬尿烷樹(shù)脂砂 自硬尿烷樹(shù)脂砂有不同的品種。 (1) 醇酸油尿烷樹(shù)脂砂（Linocure法） 這種方法是1965年左右由美國(guó)Ashland化學(xué)公司開(kāi)發(fā)的，稱為L(zhǎng)inocure法。這種工藝采用的粘結(jié)劑由三部分組成，即組分I油改性醇酸樹(shù)脂;組分II液態(tài)胺金屬催干劑，

43、常用的催干劑為有機(jī)酸的金屬皂類催干劑；組分III聚MDI型異氰酸酯。三種成分均為液體，其中I和II是主要成分。組分I的加入量占砂質(zhì)量的l2；組分III加入量為組分I的1820；組分II為用來(lái)達(dá)到預(yù)定的可使時(shí)間和脫模時(shí)間，加入量為組分I的210，可單獨(dú)加入，也可預(yù)先接入組分I內(nèi)。 (2) 多元醇尿烷樹(shù)脂砂 它是在70年代末期開(kāi)發(fā)的，特別適用于鋁、鎂和其他輕合金鑄造廠。組分1是一種具有良好熱潰散性的多元醇，組分II是MDI型異氨酸酯，組分正是胺催化劑。當(dāng)組分1和組分II的質(zhì)量比為50：50時(shí)可得到最好結(jié)果。組分III一般不用，脫模時(shí)間從8min到超過(guò)1h，但也可用組分見(jiàn)來(lái)控制脫模時(shí)間，有時(shí)可快達(dá)3

44、min。粘結(jié)劑加入量對(duì)于輕合金來(lái)說(shuō)為砂質(zhì)量的0.71.5%。 (3) 酚醛尿烷樹(shù)脂砂（Pepset法） 這種工藝于1970年開(kāi)始用于鑄造，國(guó)外稱Pepset法，采用的粘結(jié)劑由三部分組成，即苯基醚酚醛樹(shù)脂組分I，聚異氰酸酯組分II，胺催化劑組分III。三種成分均為液體。組分I和組分II之比常采用50:50，或?yàn)榱藴p少含氮量而采用6O：4O。這兩種成分的總加入量為砂質(zhì)量的1.41.6。催化劑用于調(diào)整樹(shù)脂砂的硬化速度，其加入量為組分I質(zhì)量的l5。 混制方法如下：先把酚醛樹(shù)脂與催化劑混合，使催化劑均勻地分散在樹(shù)脂中?；焐皶r(shí)再把含有催化劑的酚醛樹(shù)脂和聚異氰酸酯依次加到砂中。最好使用高效混砂機(jī)。三、酚醛酯

45、自硬砂 酚醛酯自硬砂低氮或無(wú)氮，在混砂、澆注時(shí)氣味和煙霧少，自1981年開(kāi)始推廣以來(lái)，已逐步獲得較多的應(yīng)用。 （1）樹(shù)脂的性能 酚醛一酯自硬法用樹(shù)脂的粘度與酸催化酚醒自硬樹(shù)脂相似。在室溫下的保存（儲(chǔ)存）期約為46個(gè)月。 （2）酯催化劑 用于這種粘結(jié)劑的催化劑為一系列的液態(tài)酯，它不能取代通常的自硬法用酸催化劑，也不能同它們混合在一起。盡管這種酯催化劑具有弱酸性，但它們不能同呋喃和酚醛用酸催化自硬的磺酸相容。脫模時(shí)間取決于所用酯催化劑的類型，催化劑加入量和砂子的溫度。 （3）混砂 當(dāng)采用間歇式或連續(xù)式混砂機(jī)混砂時(shí)，象酸催化法一樣，首先加入酯催化劑組分，直到完全包覆砂子后再加入樹(shù)脂組分。 （4）使用

46、情況 原砂中的粘結(jié)劑的典型質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.52，催化劑占樹(shù)脂質(zhì)量的2025。這一方法采用各種各樣的石英砂、鉻砂、鋯砂都合適，特別是橄欖石砂。 樹(shù)脂和催化劑都是水溶性的，一些地方即使粘附了未受催化劑作用的樹(shù)脂砂，也易清洗掉。 在樹(shù)脂加入量差不多的條件下，酯硬化砂的實(shí)際強(qiáng)度沒(méi)有酸催化的樹(shù)脂砂和尿烷自硬的高。不過(guò)當(dāng)采用通常的1.52（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的加入量時(shí)，一般已足夠適合生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)低碳鋼、不銹鋼、球鐵、灰鐵、青銅和鋁鑄件。由于此法不含硫，它能很好地用于那些因吸收硫會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題的鋼種的生產(chǎn)。 酯硬化酚醛自硬法的一個(gè)特殊優(yōu)點(diǎn)是降低脈紋缺陷。其他自硬酚醛鑄型，在澆鑄過(guò)程中，在鑄型金屬界面會(huì)出現(xiàn)裂紋，而此法在澆注過(guò)

47、程中，表層出現(xiàn)可避免開(kāi)裂的短暫的熱塑性階段，然后再變成剛性并清散，因而可得到無(wú)脈紋缺陷的光潔鑄件。3.5 鑄造用涂料(涂料數(shù)據(jù)查詢)(具體參數(shù)請(qǐng)查詢鑄造技術(shù)數(shù)據(jù)-鑄造技術(shù)-鑄造工藝參數(shù)-鑄造造型材料-輔助材料-涂料)3.5.1 涂料的作用 砂型鑄造用涂料是指用來(lái)涂敷在砂型型腔和砂芯表面形成薄層的材料。其作用是： 1）避免鑄件產(chǎn)生表面粗糙、機(jī)械粘砂、化學(xué)粘砂； 2）防止減少鑄件產(chǎn)生與砂子有關(guān)的其他鑄造缺陷或質(zhì)量問(wèn)題； 3）用涂料來(lái)產(chǎn)生冶金效應(yīng)，改善鑄件局部的表面性能和內(nèi)在質(zhì)量。3.5.2 優(yōu)質(zhì)涂料應(yīng)具有的性能 1）好的懸浮性及再攪勻性； 2）一定的觸變性； 3）好的覆蓋能力，對(duì)砂芯（型）施涂時(shí)，

48、涂料能以一定厚度遮蓋砂芯（型）表面的性能； 4）具有適當(dāng)?shù)臐B透性； 5）具有良好的粘結(jié)強(qiáng)度和耐激熱性，也不應(yīng)出現(xiàn)開(kāi)裂或剝落； 6）好的抗粘砂性； 7）低的發(fā)氣性； 8）好的貯存性； 9）各種原材料資源豐富成本低廉，并能滿足勞動(dòng)衛(wèi)生方面的要求。3.5.3 涂料的基本組成 1）耐火粉料 耐火粉料是涂料中的最主要組分，在涂料中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常高于50。國(guó)外常稱為耐火填料、基料。因其主要組成物皆為耐火材料粉碎而成的細(xì)粉。 2) 載體液體 載體液體的作用是使耐火粉料分散或懸浮在載體液體內(nèi)，使涂料保持一定粘度和密度，便于噴涂、浸徐、流涂或刷涂到型、芯工作表面?？捎玫妮d體液體有水、乙醇、甲醇、異丙醇、1一丁酸

49、、汽油、煤油、2一丙烯醛、氯化烴類等，其中最常用的是水。 3）懸浮劑 它是稠化載體液體，促使涂料中耐火粉料在載體液體中保持懸浮，防止沉淀、分層和防止載體液體過(guò)分滲入造型材料而加入的物質(zhì)。水基涂料常用的懸浮劑一類是使水形成膠體溶液的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑，例如膨潤(rùn)土、蒙托石等；一類是能與水形成高分子溶液的有機(jī)懸浮劑，例如羥甲基纖維素（CMC）、海藻酸鈉、聚乙烯醇（PVA）、糖漿、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸胺等。 4）粘結(jié)劑 它使涂料中的耐火粉料彼此粘結(jié)在一起，并使涂料能牢固粘附在型、芯的表面。屬于低溫型的有水溶性合成樹(shù)脂、聚醋酸乙烯乳液（乳白膠）、淀粉、干性植物油、亞硫酸鹽紙漿廢液、水柏油等；屬于高溫型的有鈉水玻

50、璃、硅溶膠、聚合磷酸等，后者中大多在低溫時(shí)也起粘結(jié)作用。 醇基涂料用的粘結(jié)劑屬于低溫型的有松香、漆片（蟲(chóng)膠）、PVB等；屬于較高溫型或高溫型的有加了六亞甲基四胺的線性酚醛樹(shù)脂、熱固性酚醛樹(shù)脂、硅酸乙酯等。 5）其他添加劑 為了改善涂料的某種性能而須另加少量物質(zhì)。有表面活性、消泡劑、防腐劑、防潮劑、減水劑和防滲劑等。3.5.4 涂料的配制 鑄造涂料按使用的合金種類分，有鑄鋼、鑄鐵、有色合金用涂料；按涂料中的主要耐火粉料分，有石墨涂料、鋯英粉涂料、剛玉涂料等；按使用的載體液體分，有水基、醇基及無(wú)載體液體（無(wú)溶劑）涂料；按砂型鑄造采用的主要工藝分，有濕型用涂料、化學(xué)粘結(jié)劑砂型（芯）用涂料、氣化模用涂

51、料以及具有冶金效應(yīng)的涂料等。 涂料的配制按砂型鑄造采用工藝的不同而有所差別。濕型采用液體涂料，例如將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5060%的石墨粉和4050%廢機(jī)油摻和攪拌，再用適量汽油稀釋噴涂于濕型型腔表面或采用其他類似配方。 化學(xué)粘結(jié)劑砂型一般采用水基涂料。耐火粉料的加入量，以其質(zhì)量為100，其他組分按比例假如。用膨潤(rùn)土作懸浮劑加入量不宜超過(guò)4%，粘結(jié)劑的加入量為13%，改善某些性能用的其他添加劑，則根據(jù)具體實(shí)際需要決定。 涂料的組分及配比確定后，制備工藝是很重要的一環(huán)。制備時(shí)各組分定量要準(zhǔn)，所用容器及設(shè)備應(yīng)清潔。為使涂料各組分高度分散，可采用多種制備工藝。例如：先使用輪碾機(jī)或球磨機(jī)對(duì)涂料進(jìn)行充分碾壓或球磨

52、，制成膏狀（用輪碾機(jī)時(shí)）或液態(tài)涂料，使用時(shí)再稀釋和用攪拌機(jī)攪拌；單純用攪拌機(jī)攪拌；用攪拌機(jī)攪拌后的涂料再經(jīng)膠體磨（或?qū)L機(jī)）使涂料受到很大的剪切力、摩擦力、離心力和高頻振動(dòng)等作用，達(dá)到被有效的粉碎、攪拌、均質(zhì)和分散的目的。3.5.5 涂料的涂敷方法 涂料的主要涂敷方法有刷、浸、噴、流、靜電噴等。每種涂敷方法需要不同的涂料性能，而正確涂敷方法的采用，取決于砂芯（型）形狀，大小、批量，以及是型還是芯。 1）刷涂法 要求涂料的流型是觸變性流體，刷涂要求工人有熟練的技術(shù)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)率低。 2）浸涂法 是將砂芯用手工或機(jī)械浸沒(méi)在涂料槽中，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間從槽內(nèi)取出，用振動(dòng)或旋轉(zhuǎn)或摔動(dòng)或刷子去除多余涂料

53、。此法是最快的施涂方法，大多用于高生產(chǎn)率的鑄造車間，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械操作。 3）噴涂法 是比刷涂要快得多的施涂法。此法最好用于形狀較簡(jiǎn)單的砂型和砂芯。使用醇基涂料時(shí)，灑精霧化散入空氣的量大，污染環(huán)境。 4）流涂法 是一種新型快速方法，特別適合較大砂型和砂芯生產(chǎn)線上涂料工位的施涂要求。圖29是流涂裝置示意圖。圖1 流涂裝置示意圖1一泄流閥, 2一涂料罐, 3一電動(dòng)機(jī), 4一攪拌桿, 5一濾網(wǎng), 6一回收槽7一砂型, 8一流涂桿頭, 9一控制開(kāi)關(guān), 10一軟管, 11一泵 5）靜電噴涂法 采用粉末涂料，借高壓直流電形成強(qiáng)大靜電場(chǎng)使粉末涂料微粒在噴槍頭部的電暈放電區(qū)帶電，在電場(chǎng)力和風(fēng)力作用下向異極性砂芯

54、（型）表面迅速集積成涂層，然后加熱使涂料中粘結(jié)劑軟化重熔建立涂層強(qiáng)度。此法適用于尺寸較狹小的凹坑或狹縫不易徐敷上涂料的場(chǎng)合。3.6 工藝分析與設(shè)計(jì)(工藝分析與參數(shù)查詢)3.6.1澆注位置的確定 根據(jù)對(duì)合金凝固理論的研究和生產(chǎn)經(jīng)椋范階恢檬庇悸且韻略潁?br 1鑄件的重要部分應(yīng)盡量置于下部。 2重要加工面應(yīng)朝下或呈直立狀態(tài)。 3. 使鑄件的大平面朝下，避免夾砂結(jié)疤類缺陷。 對(duì)于大的平板類鑄件，可采用傾斜澆注，以便增大金屬液面的上升速度，防止夾砂結(jié)疤類缺陷（見(jiàn)圖1、2）。傾斜澆注時(shí)，依砂箱大小，H值一般控制在200400mm范圍內(nèi)。圖1具有大平面的鑄件正確的澆注位置 圖2 大平板類鑄件的傾斜澆注4應(yīng)保證鑄件能充滿。 對(duì)具有薄壁部分的鑄件，應(yīng)把薄壁部分放在下半部或置于內(nèi)澆道以下，以免出現(xiàn)澆不到、冷卻等缺陷。圖3為曲軸箱的澆注位置。 5應(yīng)有利于鑄件的補(bǔ)縮。 6. 避免用吊砂、吊芯或懸臂式砂芯，便于下芯、合箱及檢驗(yàn)。 7. 應(yīng)使合箱位置、澆注位置和鑄件冷卻位