铸造工艺性之粘土型砂的性能
工艺性能:与各铸造工序的操作相关的砂型性能。影响:生产率、劳 动强度、同时影响铸件质量、流动性、可塑性、粘膜型、保存性、吸 湿性、溃散性、复用性。
工作性能 ;直接影响铸件质量的型砂性能成为工作性能。如湿强度、 干强度、高温强度、热湿拉强度、 透气性、发气性、耐火度、退让性、 导热性等。
粘土砂的性能,主要取决于粘土和原砂的材料的性质及砂、土、水的 配合比例在很大程度还受混制工艺、紧实度、温度等影响。
1. 湿强度 在外力作用下,型砂达到破坏时,单位面积上所承受的力
称为强度。 型砂在湿态势的强度为湿强度。影响:起模、翻转、合型、搬运过程 中造成塌箱。而在浇注时, 则可能承受不住金属液的冲刷,冲坏铸型 表面,使铸件产生砂眼,甚至炮火。
湿强度包括湿压、湿拉、湿剪强度。 湿强度主要取决于粘土的质量和加入量,含水量、原砂的颗粒组成、 混砂质量、紧实程度。
1)原砂在粘土加入量足够的情况下,砂粒越细、越不均匀,则型
砂质点间的接触面积越大,湿强度越高。
(2)粘土和水分水分适当时,随着粘土量的增加,型砂的湿强度增
高。湿强度最大值在水 /水+ 粘土=20%z 左右时出现。 (3)混砂时间为了保证粘土砂获得一定的强度,混砂时间要充分,
钠基膨润土由于吸水时间长,因此比钙基膨润土和普通粘土混 砂时间长。
(4)紧实度随着紧实度的提高砂型质点紧密排列,相互接触面积增
大,粘土的粘结性能更好的发挥,提高湿强度。 湿强度度对惰性粉末非常敏感,惰性粉末增加,湿强度增加, 但是湿拉强度和湿剪强度会降低,砂型发脆,起模时容易损坏 型腔。
2. 干强度
干强度对于干型、表面干型和干芯在运输、合型及浇注初期有着 实际意义通常测定抗弯、抗压、抗拉和抗剪等干强度。砂型烘干 后,自由水和吸附水逸失,质点相互靠近,质点间附着力增加, 砂型湿强度比干强度有显著增加。
砂粒大小对型砂干强度影响不显著。影响干强度主要是粘土和水 分。
在相同的粘土加入量的情况下,一般膨润土砂的干强度高于普通 粘土砂。但在实际生产中由于膨润土的用量和水分均较低,并且 膨润土砂在 100-200 ℃脱水量集中,如果不采取严格的烘干制度 将会导致砂型和砂芯开裂, 因而实际强度反而回比普通粘土砂
低。 增加紧实度,能提高粘土砂的干强度。
3. 热湿拉强度 型砂式样在高温急热的条件下,因水分向内迁移,在
表面层下数 毫米处形成高湿度凝聚层, 此层砂的的抗拉强度称为热湿拉强度。 此层砂的湿度较前增高 50% 以上,其温度低于水的沸点。热湿拉 强度之有正常室温的几分之一,是铸件产生加沙缺陷的主要原因 之一。
粘土砂的热湿拉强度主要与粘土砂的种类和加入量有关。钠基膨 润土砂的热湿拉强度比钙基膨润土砂高。钙基膨润土砂经过活化 处理后热湿拉强度显著提高。实验表明, NA2CO3 的加入量 4% 左右最好。
粘土加入量增加时,各种粘土的热湿拉强度都有不同程度的提 高。
其次提高式样的紧实度可使热湿拉强度提高 ;加入面粉、糊精等 附加物可使热湿拉强度略有提高;当粘土含量不变时,随砂粒变 粗,角形系数变小,热湿拉强度提高。没有揉搓作用的混砂机混
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