Auftragen von Hochtemperatur-beschichtetem Sand auf kleine und mittelgroße Stahlgussteile

Zusammenfassung: In diesem Artikel werden anhand der Eigenschaften von Filmsand die Qualitätsprobleme dargestellt, die bei der Herstellung von Stahlgießereisand des Unternehmens des Autors auftreten, die Gründe für ihr Auftreten analysiert und verschiedene Formeln und Verfahren für verschiedene übernommen Praktische Situationen, so dass beim Gießen Stahlprodukte hergestellt werden können, die den Anforderungen des Filmsandverfahrens entsprechen, das sich besonders zum Gießen von Stahlgussteilen aus Feinguss eignet.

Schlüsselwörter: Filmsand; Stahlguss; Wachsausschmelzguss

Gussstahlteile haben viele hervorragende Eigenschaften, wie z. B. Kohlenstoffstahl, niedriglegierter Stahl, hohe Festigkeit, hohe Zähigkeit und gute Guss- und Schweißleistung; und Spezialstahl kann verschleißfeste, hitzebeständige, korrosionsbeständige, niedrige Temperaturbeständigkeit und andere spezielle Arbeitsbedingungen erfüllen. Daher werden Gussstahlteile häufig in der Schwerlastindustrie, im Bergbau, im Transportwesen, in Kraftwerken, im Maschinenbau, in der Luft- und Raumfahrtindustrie und in vielen anderen Branchen eingesetzt. Derzeit sind kleine und mittlere Gussteile im Hinblick auf die Nachfrage nach Stahlgussteilen, hauptsächlich mittleren und großen Gussteilen, und den Anforderungen an die Massenproduktion relativ klein, aber die Menge ist größer und, da sie zu dünnwandig, präzise und komplex gehören Gussteile spielen daher in verschiedenen Industriebereichen eine sehr wichtige Rolle.

Derzeit gibt es bei der Herstellung von kleinen und mittelgroßen Stahlgussteilen eine ganze Reihe technologischer Methoden, die sehr vielfältig sind und jeweils ihre eigenen Merkmale mit jeweils eigenen Vor- und Nachteilen aufweisen. Aufgrund des hohen Schmelzpunkts von Gussstahl, der Oxidation flüssigen Stahls, der schlechten Fließfähigkeit des Stahls und der Schrumpfung sind Gussteile aus Stahl anfällig für Unterfüllung, Kaltseigerung, Schrumpfung und Schwächung, Risse und Sand sowie andere Gussfehler bei der Suche nach den besten Eigenschaften Für kleine und mittlere Stahlgussteile müssen weltweit Gießereiarbeiter dringend benötigt werden, um den technischen Schlüssel zu lösen. Von Chinas eigentlichem Produktionsguss-Produktionsprozess werden im Produktionsprozess die folgenden drei Arten von Methoden angewendet: Lehm-Nasssand, selbsthärtender Harzsand und Schmelzgussverfahren.

(1) Lehm-Nasssand

Lehm nasser Sand, die größte Einschränkung besteht darin, dass die Festigkeit des Sandes nicht hoch ist, was dazu führt, dass die Gussformmethode einfach ist, Gussteile herzustellen, was zu einigen Gussfehlern führt. Wie Sandfallen, Sandlöcher, Luftlöcher, Lunker, Oberflächensandanhaftungen, Risse, Kastenquellungen usw. ist die Anzahl der Defekte, die geschweißt werden müssen, um relativ hohe Reinigungskosten zu bewältigen, hoch. Basierend auf der Weltlage scheint es daher, dass die Ton-Nass-Sand-Produktion von Stahlteilen nicht viel ausmacht, während die Produktion in der automatischen Formfertigungslinie sogar noch geringer ist, so dass derzeit Ton-Nass-Sand hauptsächlich für die Herstellung von Gusseisenteilen verwendet wird.

(2) Selbsthärtender Harzsand

Seit 1973 begann China, die Anwendung von selbsthärtendem Sand aus Furanharz durch den Modellierungsprozess mit Gussteilen mit hoher Maßgenauigkeit und Oberflächenqualität (Maßgenauigkeit CT10 ~ 12, Oberflächenrauheit Ra25 ~ 50 um) zu erforschen, die Kernführung ist gut, Gießerei Die Sandreinigung ist einfach, die Regenerierung von altem Trockensand ist leicht wiederzuverwenden, die Recyclingrate ist hoch (mehr als 90 %) und es gibt weitere Vorteile. Derzeit machen große und mittelgroße Stahlgussteile in China größere Fortschritte und sind weit verbreitet. Aufgrund des großen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Harzsand ist die hohe Temperatur der Konzession jedoch schlecht und es kommt leicht zu Rissen in Gussstahlteilen. Das Bindemittelsystem enthält S, N und andere schädliche Elemente, die leicht zu Aufkohlung der Gussstahloberfläche, Schwefeldurchdringung und Oberflächenmikrorissen führen; Die Sandausgasung ist hoch, das Gussteil ist anfällig für Porosität oder N-Defekte, die durch subkutane Porosität verursacht werden. Beim Mischen, Modellieren, Gießen, Schleifen und Reinigen von Sand entstehen S0, C0 und andere schädliche Gase, die die Arbeitsumgebung verschmutzen. Daher ist das Sandverfahren unter Verwendung von Furanharz zur Herstellung von Stahlgussteilen keine ideale Wahl, insbesondere für die Herstellung von dünnwandigen, strukturell komplexen Pumpen, Ventilen, Lokomotiven sowie kleinen und mittelgroßen Stahlgussteilen, was noch unerwünschter ist .

(3) Wachsausschmelzverfahren

Je nach den Anforderungen an Präzisionsgussprodukte und Produktionsprozess kann man sie in zwei Kategorien einteilen: Die erste ist die Verwendung von hochwertigem Formmaterial, Hochdruckform, Sol-Kieselsäure und Silikat-Ethylacetat-Schale, Dampfentparaffinierung, schnelle atmosphärische oder Vakuum-Schmelz- und Gießverfahren, dann gibt es ein international gemeinsames Schmelzgussverfahren. Es können Präzisionsgussteile des CT4-6-Niveaus mit einer Oberflächenrauheit von Ra0,8-6,3 um hergestellt werden, die hauptsächlich zur Herstellung von Flugzeug- und Gasturbinenschaufeln und anderen hochwertigen Feingussteilen verwendet werden: oder allgemeiner Edelstahl, niedriglegierter Stahl, Kohlenstoffstahl und andere Investitionen Gussteile. Diese Art des Gießens erfordert ein höheres Maß an Technologie und Produktionskosten und ihr Anteil ist in China insgesamt gering. Die zweite Kategorie ist die Verwendung von minderwertigem Paraffinstearat-Formmaterial, Niederdruck-Formherstellung, Wasserglashülle, Heißwasserentparaffinierung, langsamer atmosphärischer Schmelz- und Gießprozess. Es können Gussteile mit einem Präzisionsgrad von CT7 bis 9 und einer Oberflächenrauheit von Ra2,5 bis 25 μm hergestellt werden, die hauptsächlich zur Herstellung von Teilen aus Kohlenstoffstahl und niedriglegiertem Stahl mit geringen Qualitätsanforderungen verwendet werden. Aufgrund des kurzen Produktionszyklus, der niedrigen Preise für Roh- und Hilfsstoffe und der geringeren Investitionen in die Ausrüstung wird es häufig in heimischen Industriezweigen wie Schwerfahrzeugen, Traktoren, Maschinen, metallurgischen Geräten, Werkzeugmaschinen, Pumpen und Ventilen usw. eingesetzt. Derzeit wird es in China als Ersatz für Sandguss eingesetzt. Es ist die wichtigste Modellierungsmethode, die den Sandguss bei der Herstellung kleiner Präzisions- und komplexer Stahlgussteile in China ersetzt. Allerdings gibt es Zugeständnisse bei der Gussverarbeitung, dem Energie- und Rohstoffverbrauch, langen Produktionszyklen, starker Umweltverschmutzung, geringer Produktionseffizienz und anderen Problemen.

Angesichts der aktuellen Gussproduktion bei der Herstellung der oben genannten drei Arten kleiner Präzisionsguss-Produktionsverfahren gibt es bestimmte Nachteile. Die Autoren dieses Artikels geben an, dass die Beweglichkeit des heißen Kernkastens aus Furanharzsand schlecht ist. Bei der Kaltbox mit Sandkern ist die Beweglichkeit gut, aber die Festigkeit außerhalb der Box ist gering. Es wird vorgeschlagen, das Sandschalengussverfahren mit Harzbeschichtung zu verwenden, um kleine Präzisionsgussteile des Gussverfahrens herzustellen.

Der Schalenguss wurde in den 1940er-Jahren von Deutschland entwickelt, war jedoch ein Nachzügler in der heimischen Forschung. Im Vergleich zum herkömmlichen Sandschalenguss erfordert Sandguss weniger Investitionen in die Ausrüstung, einen geringen Platzbedarf, eine bequeme Produktion, eine hohe Produktionseffizienz, das Gießen mit weniger Sand, weniger Staub am Produktionsstandort, Lärm und verursacht daher eine geringe Belastung der Umwelt und der Gussoberfläche Die Endbearbeitung ist hoch, die Maßgenauigkeit ist hoch usw. In der chinesischen Automobilindustrie werden häufig Gusseisenteile verwendet. Um die Hitzebeständigkeit von Filmsand zu verbessern, hat China spezielle Rohsande (wie Zirkonsand, Chromitsand usw.) eingeführt, die zu speziellem Filmsand verarbeitet werden, um den Produktionsanforderungen gerecht zu werden. Allerdings sind Zirkonsand, Chromitsand und andere Spezialsandrohstoffe knapp, teuer und auf Importe angewiesen: Darüber hinaus beeinträchtigt die Oberfläche von Gussstahlteilen, insbesondere in den Gusslöchern (Kernkopf), an der Oberfläche und in den Ecken das Erscheinungsbild Gewindespuren oder faltige Gusshautfehler, die die Qualität der Gussoberfläche stark beeinträchtigen und deren Einsatz in der Produktion einschränken. Angesichts der hohen Gießtemperatur, der schlechten Fließfähigkeit des Metalls und der großen Schrumpfung von Gussstücken aus kleinen Stahlteilen, die mit beschichtetem Sand hergestellt werden, haben wir das Phenolharz modifiziert, um seine Hitzebeständigkeit und seine thermischen Eigenschaften zu verbessern, und einige spezielle Hilfsstoffe hinzugefügt, um das zu verlangsamen Zersetzung des Harzes, Unterdrückung der vom Sand erzeugten Zersetzungswärme, weitere Verbesserung der Fließfähigkeit des beschichteten Sandes, Erhöhung der Hochtemperaturfestigkeit und seiner Stabilität und Beibehaltung eines niedrigen Gehalts. Daher wird spezieller hochtemperaturbeständiger beschichteter Sand auf Quarzbasis beibehalten Es wurde Sand entwickelt, der über eine hervorragende Hochtemperaturleistung und andere umfassende Gusseigenschaften verfügt und teuren beschichteten Zirkonoxidsand ersetzen kann, um eine Vielzahl komplexer kleiner Präzisionsstahlgussteile herzustellen, wodurch die Kosten erheblich gesenkt und die Gussausbeute und -qualität verbessert werden. Die Hochtemperatur-Druckfestigkeit von beschichtetem Sand steigt von 0,1 bis 0,2 MPa bei normalem beschichteten Sand auf mehr als 0,8 MPa, die Hitzebeständigkeitszeit erhöht sich von 60 bis 110 Sekunden bei normalem beschichtetem Sand auf mehr als 150 Sekunden, die Zugfestigkeit bei Raumtemperatur übersteigt 3,5 MPa, die Wärmebeständigkeit übersteigt 2,0 MPa und die Menge der Gasentwicklung beträgt weniger als 18 m1/g (siehe Tabelle 1).