Anwendung von Verkleidungssand beim Gießen

Der beschichtete Sandguss hat in der Gießereiindustrie eine recht lange Geschichte und auch die Produktion von Gussteilen ist recht groß. Bei der Herstellung von Präzisionsstahlgussteilen treten jedoch beim Einsatz von beschichtetem Sandguss viele Probleme auf: Sandanhaftung (Narbenbildung), Kaltseigerung, Porosität. Wie diese Probleme gelöst werden können, bleibt abzuwarten.

Erstens Wissen und Verständnis über Filmsand (Filmsand ist eine Art organisches Bindemittel, Kernsand)

(1)Eigenschaften von beschichtetem Sand: geeignete Festigkeitseigenschaften; gute Fließfähigkeit, aus Sand hergestellt, die Kontur des Sandkerns ist klar, dichte Organisation, in der Lage, einen komplexen Sandkern zu bilden; Sand-(Kern-)Oberflächenqualität, Oberflächenrauheit bis zu Ra = 6,3 ~ 12,5 μm, Maßhaltigkeit bis zu CT7 ~ CT9-Niveau; Die Fräsung ist gut und der Guss lässt sich leicht reinigen.

(2) Anwendungsbereich: Beschichteter Sand kann zur Herstellung von Gussformen und Sandkernen verwendet werden, und beschichtete Sandformen oder -kerne können sowohl untereinander als auch mit anderen Sandformen (Kernen) kombiniert werden; Es kann nicht nur für Metall-Schwerkraftguss oder Niederdruckguss verwendet werden, sondern auch für Eisensandguss und Heißschleuderguss. Es kann nicht nur bei der Herstellung von Gussteilen aus Gusseisen und Nichteisenlegierungen, sondern auch bei der Herstellung von Gussteilen aus Stahl eingesetzt werden.

Zweitens: Vorbereiten von beschichtetem Sand

1. Zusammensetzung des beschichteten Sandes

Es besteht in der Regel aus feuerfesten Materialien, einem Bindemittel, einem Härter, einem Gleitmittel und speziellen Zusatzstoffen.

(1) Feuerfestes Material ist der Hauptbestandteil von beschichtetem Sand. Die Anforderungen an feuerfeste Materialien lauten wie folgt: hohe Feuerbeständigkeit, weniger flüchtige Stoffe, rundere Partikel, härter usw. Typischerweise wird natürlicher Schaberquarzsand verwendet. Anforderungen an Quarzsand: hoher SiO2-Gehalt (Gussstücke aus Gusseisen und Nichteisenlegierungen erfordern mehr als 90 %, Stahlgussstücke erfordern mehr als 97 %); Schmutzgehalt nicht mehr als 0,3 % (Kratzersand) – [Schmutzgehalt des mit Wasser gewaschenen Sandes liegt unter den Bestimmungen; Partikelgröße ① Verteilung der benachbarten 3–5 Siebe; abgerundete Partikel, der Winkelkoeffizient sollte nicht mehr als 1,3 betragen; Der Säureverbrauchswert beträgt mindestens 5 ml.

(2) Als Bindemittel wird üblicherweise Phenolharz verwendet.

(3) Hexamin wird üblicherweise als Härter verwendet; Calciumstearat wird üblicherweise als Schmiermittel verwendet, dessen Funktion darin besteht, ein Verklumpen des beschichteten Sandes zu verhindern und die Fließfähigkeit zu erhöhen. Die Hauptaufgabe von Additiven besteht darin, die Leistung von beschichtetem Sand zu verbessern.

(4) Grundanteil von beschichtetem Sand Zutaten Anteil (Massenanteil, %) Beschreibung: Rohsand 100 Schrubbsand, Phenolharz 1,0 ~ 3,0 Gewichtsanteile Rohsand, Urolithiophosphorsäure (wässrige Lösung 2) 10 ~ 15 Gewichtsanteile Harze, Kalzium Stearat 5 ~ 7 Gewichtsteile Harz, Zusatzstoffe 0,1 ~ 0,5 Gewichtsteile Originalsand.1:2) 10 ~ 15 Gewichtsteile Harz, Calciumstearat 5 ~ 7 Gewichtsteile Harz, Zusatzstoffe 0,1 ~ 0,5 vom Gewicht des ursprünglichen Sandes. ～Zusätze von 0,1 bis 0,5 % des Gewichts des ursprünglichen Sandes.

2. Herstellungsprozess für beschichteten Sand

Der Prozess der Herstellung von beschichtetem Sand besteht hauptsächlich aus drei Arten: Kaltbeschichtung, Warmbeschichtung und Heißbeschichtung. Derzeit wird bei der Herstellung von beschichtetem Sand fast immer die Heißbeschichtungsmethode verwendet. Beim Heißlaminierungsprozess wird Rohsand auf eine bestimmte Temperatur erhitzt, dann mit Harz, wässrigem Methenamin bzw. Calciumstearat gemischt und geknetet und nach dem Abkühlen zerkleinert und gesiebt. Der Mischvorgang ist aufgrund der unterschiedlichen Formel unterschiedlich. Gegenwärtig gibt es viele Arten von inländischen Produktionslinien für Laminiersand, etwa 2000 bis 2300 halbautomatische Produktionslinien mit manueller Beladung und etwa 50 computergesteuerte automatische Produktionslinien, die die Produktionseffizienz und Produktstabilität effektiv verbessert haben. Zum Beispiel die automatisierte visuelle Produktionslinie von XX Foundry Co., Ltd. Es verfügt über eine Zuführzeitsteuerung mit einer Genauigkeit von 0,1 Sekunden, eine Heiztemperatursteuerung mit einer Genauigkeit von 1/10℃ und kann den Sandmischstatus per Video beobachten, und die Produktionseffizienz erreicht 6 Tonnen pro Stunde.

3. Hauptprodukttypen von beschichtetem Sand

(1) Regulärer beschichteter Sand. Regulärer beschichteter Sand, d. h. Herkömmlicher beschichteter Sand besteht normalerweise aus Quarzsand, thermoplastischem Phenolharz, Urolithiophosphat und Calciumstearat ohne Zusatzstoffe. Die zugesetzte Harzmenge ist unter bestimmten Festigkeitsanforderungen normalerweise relativ hoch und weist nicht die Eigenschaften einer hohen Temperaturbeständigkeit auf Ausdehnung und geringe Gasemission, was für die Gussproduktion mit weniger strengen Anforderungen geeignet ist.

(2) Laminiersand mit hoher Festigkeit und geringer Belüftung. Eigenschaften: Hohe Festigkeit, geringe Ausdehnung, geringe Ausgasung, langsame Ausgasung, Antioxidationsmittel. Einführung: Laminiersand mit hoher Festigkeit und geringer Belüftung ist ein neueres Produkt von gewöhnlichem Laminiersand. Durch die Zugabe von Additiven und ein neues Rezepturverfahren wird die Harzdosierung deutlich reduziert und die Festigkeit von Laminiersand ist um mehr als 30 % höher als die von herkömmlichem Laminiersand. Seine Festigkeit ist um mehr als 30 % höher als die von gewöhnlichem beschichtetem Sand, und die Menge der Gaserzeugung wird stark reduziert und die Geschwindigkeit der Gaserzeugung kann verlangsamt werden, sodass es besser an die Anforderungen der Gussproduktion angepasst werden kann. Diese Art von beschichtetem Sand eignet sich hauptsächlich für die Herstellung von Gusseisenteilen, kleinen und mittleren Stahlgussteilen und legiertem Gussstahl. Derzeit gibt es drei Serien dieser Art von beschichtetem Sand: GD-1 hochfester und gasarmer beschichteter Sand; GD-2 Sand mit hoher Festigkeit, geringer Ausdehnung und geringem Gasgehalt; GD-3 ist ein hochfester Sand mit geringer Ausdehnung und geringer Gasbildung und einer antioxidativen Beschichtung.

(3) Hochtemperaturbeständiger (Typ) beschichteter Sand (ND-Typ) Eigenschaften: hohe Temperaturbeständigkeit, hohe Festigkeit, geringe Ausdehnung, geringe Ausgasung, langsame Ausgasung, leicht abbaubar, Antioxidationsmittel Einführung: Hochtemperaturbeständiger beschichteter Sand ist ein neuer Typ aus beschichtetem Sand mit hervorragenden Hochtemperatureigenschaften (hohe Festigkeit bei hohen Temperaturen, lange Wärmebeständigkeitszeit, geringe Wärmeausdehnung, geringe Gasemission) und umfassenden Gießeigenschaften, die durch eine spezielle Formeltechnologie erzielt werden. Diese Art von beschichtetem Sand eignet sich besonders für komplexe dünnwandige Präzisionsgusseisenteile (wie Motorblöcke, Zylinderköpfe usw. von Automobilen) und hohe Produktionsanforderungen an Gussstahlteile (wie Containerecken und Zugbremsen; im Schiffsrumpf). Teile usw.) können Sandanhaftungen, Verformungen, thermische Risse und Porosität sowie andere Gussfehler wirksam beseitigen. Derzeit gibt es vier Serien dieses Foliensands: Hochtemperaturbeständiger Foliensand VND-1. ND-2 hochtemperaturbeständiger Sand mit geringer Ausdehnung und geringer Gasfreisetzung. ND-3 hochtemperaturbeständiger Sand mit geringer Ausdehnung und geringer Gasfreisetzung und antioxidativer Beschichtung. ND-4 hochtemperaturbeständiger, hochfester Bodensand mit geringer Ausdehnung und geringer Gasfreisetzung.

(4) Leicht dispergierbarer beschichteter Sand mit guter Festigkeit und ausgezeichneter Dispergierbarkeit bei niedrigen Temperaturen, geeignet für die Herstellung von Nichteisenmetallgussteilen.

(5) Andere spezielle Anforderungen an Sandfilme, um sich an die Bedürfnisse verschiedener Produkte anzupassen, die Entwicklung einer Reihe spezieller Sandfilme, wie zum Beispiel: Schleuderguss-Sandfilm, Kaltsandfilm, Nasssandfilm, Antihaftsand , Anti-Venen-Malerei, Anti-Cellulite-Sandfilm und so weiter.

Drittens der grundlegende Prozess der Herstellung von Foliensandkernen

Heiztemperatur 200–300 ℃, Aushärtezeit 30–150 s, Sanddruck 0,15–0,60 MPa. Einfache Kernform, gute Fließfähigkeit des beschichteten Sandes können zur Auswahl eines niedrigeren Sanddrucks verwendet werden, dünne Sandkerne können zur Auswahl einer niedrigeren Heiztemperatur verwendet werden, die Heiztemperatur kann entsprechend verlängert werden, die Aushärtungszeit usw. Das für die Sandbeschichtung verwendete Harz ist Phenolharz. Vorteile des Kernverfahrens: geeignete Festigkeitseigenschaften; gute Fließfähigkeit; gute Oberflächenqualität des Sandkerns (Ra = 6,3-12,5 µm); Antihygroskopizität des Sandkerns; Gute Fräsung, leicht zu reinigender Guss.

1.Gießtemperatur (Formtemperatur).

Die Gießtemperatur ist einer der Hauptfaktoren, die die Dicke und Festigkeit der Schalenschicht beeinflussen. Sie wird im Allgemeinen auf 220 bis 260 °C kontrolliert und nach den folgenden Grundsätzen ausgewählt.

(1) Um sicherzustellen, dass der Beschichtungssand genügend Wärme hat, um das Harz zu erweichen und zu polymerisieren;

(2) Stellen Sie sicher, dass die erforderliche Dicke der Schale erreicht wird und die Oberfläche der Schale (Kern) nicht verbrannt wird.

(3) Versuchen Sie, die Schäl- und Aushärtezeit zu verkürzen, um die Produktivität zu verbessern.

2. Sandinjektionsdruck und -zeit Die Sandinjektionszeit wird normalerweise auf 3 bis 10 Sekunden eingestellt. Ist diese Zeit zu kurz, kann der Sand (Kern) nicht geformt werden. Der Sandinjektionsdruck beträgt normalerweise etwa 0,6 MPa; Wenn der Druck zu niedrig ist, kann es leicht zu Unterschuss- oder Lockerungsphänomenen kommen.

3. Erstarrungszeit: Die Länge der Erstarrungszeit hängt hauptsächlich von der Dicke des Sandes (Kerns) und der Temperatur des Gussmodells ab und liegt im Allgemeinen zwischen 60 und 120 Sekunden. Die Zeit ist zu kurz, die Hüllschicht ist nicht vollständig ausgehärtet und weist eine geringe Festigkeit auf; Die Zeit ist zu lang, die Oberflächenschicht aus Sand (Kern) kann leicht verbrennen und beeinträchtigt die Qualität der Gussteile. Beispielhafte Prozessparameter für beschichteten Sandguss (Kern): Nr. Schalendicke (㎜) Gewicht (kg) Gusstemperatur (℃) Sandeinspritzzeit (s) Erstarrungszeit (s) 1 (Führungshülse) DN80-05 8～10 2.5 ~ 2,6 220 ~ 240 2 ~ 3 60 ~ 80 2 (Ventilkörper) DN05-01 10 ~ 12 3,75 ~ 3,8 240 ~ 260 3 ~ 5 80 ~ 100

Viertens, Anwendung von beschichteten Sandproblemen und Gegenmaßnahmenlösungen

Es gibt viele Arten von Kernherstellungsverfahren, die insgesamt in zwei Kategorien unterteilt werden können: Duroplastverfahren und Kaltfestverfahren. Die Sandbeschichtungskernherstellung fällt in die Kategorie der Duroplastverfahren. Jede Art der Rutenherstellungsmethode hat ihre eigenen Vor- und Nachteile, die hauptsächlich von den Anforderungen an die Produktqualität, der Komplexität, der Produktionscharge, den Produktionskosten, dem Produktpreis und anderen Faktoren abhängen, um zu entscheiden, welche Rutenherstellungsmethode gewählt werden soll. Die Anforderungen an die Oberflächenqualität des Gusshohlraums sind hoch, die Anforderungen an die Maßhaltigkeit sind hoch und die komplexe Sandkernform mit beschichtetem Sandkern ist sehr effektiv. Zum Beispiel: Sandkern für Einlass- und Auslasszylinderkopf von Automobilmotoren, Sandkern für Wasserwege, Sandkern für Ölwege, Sandkern für Wasserwege für Zylinderblöcke, Sandkern für Ölwege, Ansaugkrümmer, Sandkern für Abgaskrümmerschalen, Sandkern für hydraulische Ventilläufer, Sandkern des Automobil-Luftpfad-Turboladers und so weiter. Bei der Verwendung von beschichtetem Sand treten jedoch häufig einige Probleme auf, von denen hier nur aus Erfahrungswerten ein oder zwei zu nennen sind.

1. Die Festigkeit des Sandes und die Bestimmung der Gasmenge in der ursprünglichen Sandqualität und Harzqualität unter der Voraussetzung einer bestimmten Anzahl von Schlüsselfaktoren, die die Festigkeit des Sandes beeinflussen, werden hauptsächlich aus der Menge des zugesetzten Phenolharzes abgeleitet. Wird mehr Phenolharz zugegeben, erhöht sich die Festigkeit, allerdings nimmt auch die Gasmenge zu und die Zerbrechlichkeit nimmt ab. Daher ist es während der Produktion notwendig, die Festigkeit des Sandes zu kontrollieren, um die Gasmenge zu reduzieren und die Zerstörbarkeit zu verbessern. Bei der Festlegung von Festigkeitsstandards ist es notwendig, einen Gleichgewichtspunkt zu finden. Dieses Gleichgewicht soll die Qualität der Oberfläche des Sandkerns sicherstellen und beim Gießen keine Verformung oder Zerstörung des Kerns unter Voraussetzung der Festigkeit hervorrufen. Um die Oberflächenqualität der Gussteile und die Maßgenauigkeit sicherzustellen, aber auch die Gasmenge zu reduzieren, Porositätsfehler beim Guss zu reduzieren und die Leistung des Sandkerns zu verbessern. Der Sandkernspeicher und -verarbeitungsprozess kann in der Arbeitsstation, im Sandkernwagen und auf einem 10 bis 15 mm dicken Schwamm verwendet werden, wodurch die Verlustrate des Sandkerns verringert werden kann.

2. Abgedeckter Sandkern-Lagerzeitraum Jeder Sandkern nimmt Feuchtigkeit auf, insbesondere im südlichen Bereich der relativen Luftfeuchtigkeit. Der Sandkern sollte in Prozessdokumenten gelagert werden, die in Prozessdokumenten spezifiziert werden müssen. Die Verwendung von Lean Production First-in-First- Aus Produktion, um die Menge der Sandkernlagerung und die Lagerzeit zu reduzieren und die Menge der Sandkernlagerung zu reduzieren. Es ist notwendig, im technologischen Dokument die Haltbarkeit des Sandkerns anzugeben und die Menge und Haltbarkeit des Sandkerns durch den Einsatz einer schlanken Produktion nach dem „First-First-First-First“-Prinzip zu reduzieren. Jede Anlage muss ihre eigenen Anlagenbedingungen und lokalen Klimabedingungen kombinieren, um die Sandkernlagerdauer zu bestimmen.

3. Qualitätskontrolle der Lieferungen von laminiertem Sand. Dem laminierten Sand müssen Qualitätssicherungsinformationen des Lieferanten beigefügt sein, und das Unternehmen muss vor dem Betreten des Lagers gemäß den Standards der Probenahme zur Inspektion und Überprüfung qualifiziert sein. Die Mustertestunternehmen haben es nicht geschafft, sicherzustellen, dass die Qualitätssicherung und die technischen Abteilungen die Verarbeitungsergebnisse nicht nachgeben, annehmen oder an den Lieferanten zurücksenden.

4. Qualifizierter beschichteter Sand im Kern wird im Kernriss gefunden und es wird angenommen, dass Risse und Kernverformungen auf die geringe Festigkeit des beschichteten Sandes zurückzuführen sind. Tatsächlich sind an der Zerstörung und Verformung des Sandkerns viele Produktionsprozesse beteiligt. Wenn eine ungewöhnliche Situation auftritt, ist es notwendig, die wahre Ursache herauszufinden, um das Problem zu lösen. Die konkreten Gründe sind:

(1) Die Formtemperatur bei der Herstellung des Kerns und die Verweilzeit in der Form im Verhältnis zur Erstarrungsdicke der Kernhaut, um die Prozessanforderungen zu erfüllen. Die darin angegebenen Prozessparameter müssen einen bestimmten Bereich haben, und dieser Bereich muss von der Geschicklichkeit des Bedieners abhängen. Wenn die Formtemperatur an der Obergrenze liegt, kann die Haltezeit als Untergrenze angesehen werden, und wenn die Formtemperatur an der Untergrenze liegt, kann die Haltezeit als Obergrenze angesehen werden. Bediener müssen sich fortlaufend weiterbilden, um ihre Bedienfähigkeiten zu verbessern.

(2) Bei der Herstellung des Kerns fallen Phenolharz- und Sandpartikel auf die Form, die rechtzeitig entfernt und mit Formtrennmittel besprüht werden müssen, da sie sich sonst immer mehr ansammeln und der Kern abgerissen oder verformt wird Die Form wird geöffnet.

(3) Die obere Federstange der statischen Kastenform mit heißem Kern kann dazu führen, dass der Kern bricht oder sich aufgrund von Elastizitätsverlust verformt, wenn er über einen längeren Zeitraum unter hohen Temperaturbedingungen verwendet wird. Die Feder muss rechtzeitig ausgetauscht werden.

(4) Die beweglichen und statischen Formen sind nicht parallel oder auf derselben Mittellinie. Wenn die Form unter dem Druck des Zylinders oder Luftzylinders geschlossen wird, hat das vordere Ende des Verriegelungsstifts eine Kippperiode, die Form bleibt stehen fest verschlossen, aber wenn die Form geöffnet wird, kehren die beweglichen und statischen Formen immer noch in ihren ursprünglichen Zustand zurück, was dazu führt, dass der Kern bricht oder sich verformt. In diesem Fall läuft der Sand weg, wenn Sand geschossen wird, und die Größe des Sandkerns wird größer. Die Lösung liegt in der rechtzeitigen Anpassung der Parallelität und Ausrichtung der Form.

(5) In der Kernhülle der Hohlsandkern-Herstellungsmaschine muss der ungehärtete beschichtete Sand aus dem Sandkern wiederverwendet, gesiebt und unbenutzter beschichteter Sand im Verhältnis 3:7 unter Verwendung des Kerns gemischt werden, so dass zur Sicherstellung der Oberflächenqualität des Sandkernmantels und der Festigkeit des Sandkerns.