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覆膜砂鑄造在鑄造行業(yè)已經(jīng)有非常長(zhǎng)的歷史時(shí)間,3D打印砂工藝,鑄件的產(chǎn)銷量也非常大;但選用覆膜砂鑄造生產(chǎn)制造高精密鑄造件時(shí)遭遇許多難點(diǎn):夾渣(結(jié)痂)、冷隔、出氣孔。如何解決這種問(wèn)題迫切需要我們?nèi)ミM(jìn)一步討論。一、對(duì)覆膜砂的了解與掌握(覆膜砂歸屬于有機(jī)化學(xué)粘接劑型、芯砂)(1)覆膜砂的特性:具備合適的抗壓強(qiáng)度特性;流通性好,制成的砂型、砂芯輪廊清楚,機(jī)構(gòu)高密度,3D打印砂購(gòu)買,可以生產(chǎn)制造出繁雜的砂芯;砂型(芯)表層質(zhì)量好,外表粗糙度可達(dá)Ra=6.3~12.5μm,規(guī)格精密度可達(dá)CT7~CT9級(jí);潰散性好,鑄件非常容易清除。(2)應(yīng)用領(lǐng)域:覆膜砂既可制做鑄造模具又可制做砂芯,覆膜砂的型或芯既可相互配合應(yīng)用又可與其他砂型(芯)相互配合應(yīng)用;不但可以用于金屬材料型鋁合金鑄造或重力鑄造,還可以用于鐵型覆砂鑄造,還能夠用于熱法擠壓鑄造;不但可以用于生鐵、非有色金屬鑄件的生產(chǎn)制造,還能夠用于不銹鋼鑄件的生產(chǎn)制造二、覆膜砂的制取1.覆膜砂構(gòu)成一般由耐火保溫材料、粘接劑、環(huán)氧固化劑、潤(rùn)滑液及添加物構(gòu)成。(1)耐火保溫材料是組成覆膜砂的行為主體。對(duì)耐火保溫材料的標(biāo)準(zhǔn)是:耐火性高、揮發(fā)性有機(jī)物少、顆粒物較有光澤、牢靠等。一般采用清洗硅沙。對(duì)硅砂的標(biāo)準(zhǔn)是:SiO2成分高(生鐵及非有色金屬鑄件規(guī)定超過(guò)90%,不銹鋼鑄件規(guī)定超過(guò)97%);含粉量不得超過(guò)0.3%(為清洗砂)--[水洗砂含粉量要求低于;粒度分布①遍布在鄰近3~5個(gè)篩號(hào)上;粒形有光澤,角型要素應(yīng)不得超過(guò)1.3;酸耗值不小于5ml。(2)粘接劑廣泛選用脲醛樹(shù)脂。(3)環(huán)氧固化劑通常選用;潤(rùn)滑液一般選用硬脂酸鈣,其功效是避免覆膜砂結(jié)團(tuán),提升流通性。添加物的首要功能是改進(jìn)覆膜砂的特性。
表面球化層外部經(jīng)濟(jì)機(jī)構(gòu)中的第二相顆粒產(chǎn)生原理是:苯磺酸遇熱汽化進(jìn)到熔化金屬材料表面耗費(fèi)表面層內(nèi)殘余合理Mg造成灰鑄鐵件表面球化,耗費(fèi)的殘余合理Mg與S產(chǎn)生了FCC構(gòu)造的MgS或(Mg,Mn)xSy第二相顆粒,而且第二相顆粒存有于表面球化層外部經(jīng)濟(jì)機(jī)構(gòu)中。2.2表面球化避免對(duì)策2.2.1操縱鍛造工藝要素在初期的探討中,得到伴隨著固化劑苯磺酸使用量的提升、再造砂成分的提升、澆筑溫度的提升、部分越超溫等,表面球化層薄厚提升,因而在現(xiàn)實(shí)制造中可以根據(jù)操縱這種鍛造工藝要素來(lái)減少表面球化層薄厚。在樹(shù)脂砂鑄造造型設(shè)計(jì)全過(guò)程中,根據(jù)操縱應(yīng)用較低的固化劑苯磺酸使用量(0.35%),較低的再造砂成分(0.33%),較低的澆筑溫度(1360℃),及其避免部分超溫等鍛造工藝對(duì)策,3D打印砂價(jià)格,可使表面球化層壁厚操縱在0.2mm之內(nèi),如下圖6所顯示。從圖6中可以看得出表面球化層薄厚比生產(chǎn)車間一切正常生產(chǎn)制造的灰鑄鐵試件表面球化層薄厚(如下圖1所顯示)降低許多。操縱這種鍛造工藝要素來(lái)減少表面球化層壁厚的原理主要是降低硫提升的方式及降低成本措施殘余合理Mg的加工工藝要素。2.2.2應(yīng)用低硫苯磺酸固化劑通常經(jīng)銷商帶來(lái)的苯磺酸固化劑的含硫量在25%上下,減少苯磺酸固化劑含硫量(煙氣脫硫)生產(chǎn)制造工藝流程繁雜及成本上升。本試驗(yàn)應(yīng)用的低硫苯磺酸固化劑含硫量為6%-13%。圖7為應(yīng)用低硫苯磺酸固化劑生產(chǎn)制造的灰鑄鐵試件表面球化層外部經(jīng)濟(jì)機(jī)構(gòu),與圖1對(duì)比,球化層薄厚減少,而且球化層外部經(jīng)濟(jì)機(jī)構(gòu)中高純石墨以蜘蛛狀高純石墨為主導(dǎo),基本上沒(méi)有塊狀高純石墨,進(jìn)一步表明球化緩解。
(4)因?yàn)閺U鋼類型較多,(例如:鑄鐵塊、改性材料鑄鐵、渣鋼、渣鐵、內(nèi)部回收利用廢鋼鐵、購(gòu)入廢鋼鐵等。)回爐廢料的體型和單重相距非常大,加上廢鋼場(chǎng)所比較有限和生產(chǎn)制造快節(jié)奏。職工無(wú)法保證有效配搭,導(dǎo)致渣量起伏比較大,溫度很不穩(wěn)定,故各加工廠應(yīng)依據(jù)火爐的尺寸、廢鋼的真實(shí)情況與廢鋼堆積場(chǎng)所的具體,與此同時(shí)為避免裝進(jìn)太多或過(guò)少導(dǎo)致渣量起伏大,來(lái)標(biāo)準(zhǔn)裝進(jìn)規(guī)章制度:既廢鋼塊的塊度與單重。(5)各種各樣聚渣劑對(duì)爐襯使用期限都是會(huì)造成危害。例如高鈣元素、硅鈣質(zhì)聚渣劑在持續(xù)高溫的功能下能與爐襯原材料產(chǎn)生反映,比較嚴(yán)重地腐蝕爐襯基材。(6)出鋼時(shí),煙臺(tái)3D打印砂,尤其是鋼液不可以一次放完,火爐卻不立即回位,溫度控制并不是處于隔熱保溫情況反而是處于高溫情況下;使?fàn)t襯上半一直處于高溫空燒和爐墻下邊處于部分磁感應(yīng)拌和的情形下。將比較嚴(yán)重地、加快腐蝕爐襯。(7)終止冶煉時(shí),應(yīng)立即降低制冷出水量,蓋緊爐蓋.使?fàn)t襯遲緩減溫,降低對(duì)爐襯的熱沖擊性,避免在制冷流程中造成裂痕。
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