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V法铸造用石英砂的特性及分析

来源:www.gzrskcp.com         发布时间:2020-06-17 返回列表

V法铸造用型砂特性及分析

V法铸造工艺缘于普通砂型铸造,但是又有别于普通砂型铸造。所以,V法铸造用型砂的选用也同样有别于普通砂型铸造,不宜照搬照用。必须结合铸件的材质、形状大小、结构、铸造工艺、工艺装备设计、真空系统、砂处理设备、产量、产品质量要求、生产成本、安全环保等诸多方面进行科学、经济的分析和选择。

根据世界各国多年来对V法用型砂的研究成果,结合自己的V法工艺设计和生产实践,以下关于型砂特性的论断和总结对于V法用型砂的选用至关重要,汇总至此。

a) 硅砂震动6秒后,型砂的紧实度已基本达到最大值,再震动也不再有大的变化。

b) 型砂振实过程中,砂子粒度越大,型腔扩张越小,但大颗粒砂子易粘砂。

c) 生产铸铁件,采用中等透气性的砂子,铸钢件选用透气性较高的砂子较好。在透气性低的情况下,铸铁件中易产生侵入性气孔,而在铸钢件则由于表面窝气而使铸件表面不平整。

d) 采用有棱角的造型材料比用圆颗粒造型材料的跨型强度更高。圆形颗粒在一起时会有较大空隙。所以次棱角形的颗粒通常会更好一些,尖角形的砂子在振动时会阻止运动。砂粒形状应该选择次棱角形或圆形,尖角的砂尽量不要使用。

e) 细粒度型砂可使铸件获得较高的表面光洁度,并能防止金属液在真空作用下渗入砂粒间隙,造成铸件机械粘砂或毛刺;和粗砂比较,细砂制成的砂型的透气性差,浇注时薄膜烧失后,漏气量小,利于保持砂型内外压差;细的砂子意味着颗粒表面积增大,让粘土和涂料附着困难。

f) V法造型使用细砂能够保证铸件的表面光洁度,粗砂子则易产生毛刺。随着铸件壁厚的增加,毛刺越多,要得到表面光洁的厚壁铸件,解决的办法是把砂子和细粉混合。

g) 在砂子筛号分布方面,距离大的两种粒度的砂子的混合料,具有很佳的效果,但混合砂充填时易发生“偏析”,影响铸件质量;硅砂颗粒的大小和分布状况对硅砂的烧结点、热导率以及混合料的透气性、强度都有一定的影响;砂子粒度的分布倾向于适当分散,三筛集中率不宜过高,“三筛集中”、合理镶嵌原理的“双峰级配”和“五筛分布”效果较好。

 

h) 铸件较厚部分的渗透性直接与AFS(平均细度)数值相关,砂子的AFS为100或者更大时,金属无法渗透,但当粒度小于100时,将会在铸件的大部分发生渗透。铸铁或者有色合金所用砂的AFS粒度应该超过100,大型钢件中要求AFS粒度最小为63。砂子的AFS数与浇注温度成反比,也就是说,浇注温度越高,砂子越粗糙。

i) 铸型强度方面,从铸型表面到铸型的几何中心的方向上,铸型的真空度逐步降低,而且真空度越低,降低的梯度越小。

j) V法铸型的抗压强度、填充密度与负压度有关,也与砂子的粒形和粒度有关;圆形砂填充能力较高,但抗压强度低;棱形砂抗压强度较高,填充能力低;砂子粒度具有某种程度的角形对V法造型是比较适宜的;粗细砂粒配成的混合料,填充密度最大;增大激振频率可在短时间内得到高的填充密度。

k) 生产灰铁件时,要注意铸型冷却能力大带来对铸件的激冷效应。采用V法造型工艺生产薄壁铸铁件的白口倾向比湿型的大,而对于壁厚较厚的铸铁件呈现相反的规律。

l) 含泥量大的型砂降低砂型的透气性;颗粒粗、分布集中的原砂制备的混合料透气性好;粗砂的耐火度较细砂高。

m) 不同热传导率的型砂,其负压铸型的冷却能力不同,按硅砂、碳化硅砂、锆砂、钢丸和硅砂混合料、钢丸的顺序依次增加;但是,铸件的宏观组织和机械性能不受铸型冷却能力的影响。

n) 经过多次浇注使用的旧砂(即再生砂),其高温热膨胀量比新砂小;硅砂的二氧化硅含量越高,硅砂的耐火度也越高,硅砂的高温热膨胀量也相应增大,价格也相应提高。

o) V法造型铸件冷却的后期阶段,铸件冷却缓慢的原因是由于向铸型壁的散热强度随着真空度的提高和砂子粒度的减小而降低。若型砂中含有粘结剂,散热强度就提高,而造型材料中的水分对散热强度影响较小。

p) 当使用较重的砂子造型砂时,注意重量的增长,它对震动和起模会有不利影响。

q) 使用橄榄石,应在实际生产中密切控制,因为它的灼减要比硅石高15%。

r) V法铸型的冷却速度慢,并且石英砂和锆砂生产的两种试棒的凝固速度没有差别。这是因为在V法铸型中,没有水分、粘接剂和空气循环,铸件的热量主要通过铸件的暴露表面或邻近位置的砂子传到空气中。对于铸铁,采用V法浇注薄壁铸件,不出现碳化物;然而,在生产率高的情况下,V法较低的冷却速度将致使生产过程变慢。对于铸钢,较慢的冷却速度利于补缩,但凝固时间延长,将增加偏析。

s) 树脂涂料较易附着在砂子颗粒上,一般来说较高的温度像铁和钢的温度会使涂料烧掉,但对熔点的像铝、青铜等就不会出现这种情况,因而有必要加入一些新的砂子。

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