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铸造用覆膜砂介绍

2020-03-23 10:13:37 青岛中铸自动化科技有限公司 阅读

一、覆膜砂铸造工艺的发展历史
覆膜砂铸造工艺是德国克洛宁博士在二次大战期间发明的,由于优点突出,很快在全世界铸造生产中得到推广,主要用于汽车缸体,缸盖,进气歧管,各类管件,泵体,阀体,齿座和集装箱角件等更重复杂铸件的生产,我国覆膜砂铸造工艺始于20世纪50年代中期,进入80年代,随着汽车工业的迅速发展和机械产品出口的扩大,对高品质铸件需求激增,推动了覆膜砂铸造工艺及其材料覆膜砂产业的快速发展,到21世纪我国覆膜砂年产销量已达90万吨以上,基本满足了市场的需要。

覆膜砂铸造工艺

二、什么是覆膜砂铸造工艺
覆膜砂铸造工艺使用覆膜砂制作铸型的过程,其工艺流程为将松散颗粒状的覆膜砂用压缩空气,射入带有一定温度的金属芯盒内,当覆膜砂受热时,包覆在沙粒表面的酚醛树脂熔融使砂粒相互粘结起来,在固化剂鸟洛托品的作用下,酚醛树脂由熔融态迅速转变成不熔的固体结构,从而固化制成砂型(芯)合型浇筑金属液得到铸件。
三、覆膜砂的制造
覆膜砂是一种在原砂表面覆膜了一层酚醛树脂的铸造用型砂,其制造方法为现将原砂砂热到一定温度后,在于粉状热塑性酚醛树脂机械混合搅拌,酚醛树脂受热熔融均匀的在硅砂表面附上一层树脂膜,然后再加入固化剂乌洛托品,润滑剂硬脂酸钙和改性添加剂等,再继续混合均匀,经冷却、破碎、筛分成砂。

覆膜砂铸造工艺

四、覆膜砂用原材料
覆膜砂用原材料一般有原砂,粘结剂,固化剂,润滑剂及改性添加剂等。
1、原砂:原砂是构成覆膜砂的主体材料,天然硅砂储量丰富,价格便宜能满足大多数铸件质量要求,是制作覆膜砂的主要原砂,对于浇筑温度高或厚壁铸件可采用锆砂、宝珠砂等特种砂作覆膜砂的原砂。
2、粘结剂:覆膜砂用粘结剂是热塑性酚醛树脂,它使覆膜砂硬化后,具有较高的强度和一定的韧性。
3、固化剂:覆膜砂用固化剂是乌洛托品学名叫六亚甲基四胺,在一定温度下它能使线性热塑性酚醛树脂,变成热固性酚醛树脂。
4、润滑剂:覆膜砂用润滑剂是硬脂酸钙,作用是防止覆膜砂结块,提高其流动性。
5、添加剂:覆膜砂中常加入金属氧化物,碳质材料等改性添加剂,其作用是提高覆膜砂耐热性,溃散性,强韧性和防粘砂能力等。
五、覆膜砂及其铸造工艺的优点
1、覆膜砂铸造工艺与湿型砂,水玻璃砂,树脂自硬砂等砂型铸造工艺相比,具有很多突出优点,覆膜砂具有超高较高强度和韧度,流动性好,低膨胀性,适合于制造复杂壳型,壳芯,用于各类结构复杂精密铸件的生产。
2、覆膜砂热稳定性好,抗粘结性能力强,用其生产的铸件表面光洁,尺寸精度高,甚至可以和熔模铸造工艺的铸件质量媲美,
3、覆膜砂适应性强,可用于铸铁,铸钢,铸铝等各种合金的铸造。
4、覆膜砂铸造工艺简单,流程短,只有制壳芯,合型,浇注,落砂清理等4个工序,生产效率高,适合大批量中小铸件的生产。
5、覆膜砂铸造工艺用砂量小,一般只有其他砂型铸造工艺用砂量的三分之一到四分之一,生产成本较低。
六、覆膜砂的种类
1、普通型覆膜砂,用硅砂,热塑性酚醛树脂乌洛托品和硬脂酸钙构成,不加改性添加剂,适用于一些要求不高,结构胶简单的铸铁件和铸铝件的生产。
2、高强度低发气型覆膜砂实在普通覆膜砂的基础上加入改性添加剂,减少了树脂用了采用新的覆膜工艺制成,特点是发气量低,发气时间滞后,适用于铸铁件,中小铸钢件的砂芯制作。
3、高温型覆膜砂是在普通型覆膜砂中加入耐热添加剂制成,特点是在钢或铁液的高温下,覆膜砂壳型(芯)耐热持久性长,强度下降缓慢,适用于凝固时间长的厚壁铸件生产。
4、易溃散型覆膜砂采用低温易溃散树脂及其添加剂配方制成,具有较高的强度,优异的低温溃散性能,特别适用于铝合金铸件的生产。
5、湿态型覆膜砂是一种在常温下呈湿态的覆膜砂,具有湿压强度,适用于单件,小批量铸件的生产或手工造型,制芯,湿态覆膜砂脱模后,将制芯放入烘炉内加热固化。
6、低气味环保型覆膜砂特点是在制芯过程中,只有很少的气味释放,大大改善了工人的操作环境,得到了铸造企业的认可。

覆膜砂铸造工艺

七、覆膜砂铸造工艺分类
1、覆膜砂壳型将覆膜砂制成薄壁半型壳,将两个半型壳粘合、紧固然后浇入金属液,形成铸件,这种工艺适合于无砂芯铸件的生产。
2、覆膜砂壳型叠铸将覆膜砂制成的半型壳一个个垂直叠合或水平叠合,并锁紧,共用一套浇冒系统,一次浇注,壳型叠铸的优点是铸造工艺出品率和生产效率均高,适合于铸件大批量的生产。
3、壳芯,将覆膜砂射入预先加热的金属芯盒中,当与型腔接触的表面覆膜砂固化到一定厚度时,将芯盒翻转180°,把中间没有固化的覆膜砂倒出,制成壳芯,由于壳芯中间是空心的,用砂量少,发气量小,在浇注过程中排气通畅有效避免了铸件气孔缺陷,在汽车等铸造行业壳芯得到了广泛应用。
4、组芯造型砂型和砂芯都采用覆膜砂工艺制造,然后下芯,合箱,浇注不需要采用其他工艺制造砂型,工艺流程短,生产效率高,铸件质量好,适合于生产各种材质的中小铸件。
5、铁型覆砂铸造,是在预先加入的金属型表面,覆上一层覆膜砂,固化后形成铸型的一种铸造工艺,铁型覆砂铸型刚度好,铸件冷却速度快,从而显著地提高了铸件的尺寸精度和致密性,这种工艺适合于中小型铸铁件的批量生产。
6、覆膜砂激光3D打印,利用激光束快速扫描覆膜砂层,使覆膜砂加热硬化,这样逐层硬化后形成砂芯或砂型,特点是不需要模具,砂芯或砂型精度高,适用于铸件产品的开发或单件,小批量生产。
八、覆膜砂铸造工艺展望
覆膜砂是一次性使用的型砂用过后为废砂,这种废砂可通过专用旧砂焙烧热法再生设备处理,得到再生硅砂,其再生利用率可以达到80%以上,再生硅砂性能接近新硅砂,可以再次覆膜制成覆膜砂,达到资源循环利用的目的,随着环境保护日益趋严,铸造材料和劳动力价格不断上升,寻求短流程,少消耗,低成本的铸造工艺,替代传统工艺方法,已经是众多铸造企业必然的选择,覆膜砂铸造工艺正好契合了这种需求,随着低污染,低气味环保型覆膜砂的推广,再生技术的普及,未来覆膜砂铸造工艺的应用,将会更加广泛,用它生产更多复杂、高精度,不同合金种类的铸造件,有力支撑这我国现代工业的持续发展。