Aplicación de arena de revestimiento en fundición

La fundición en arena revestida en la industria de la fundición tiene una historia bastante larga y la producción de piezas fundidas también es bastante grande. Pero cuando se utiliza fundición en arena revestida, la producción de piezas fundidas de acero de precisión se enfrenta a muchos problemas: adhesión de la arena (cicatrices), segregación en frío y porosidad. Queda por ver cómo resolver estos problemas.

En primer lugar, conocimiento y comprensión de la película de arena (la película de arena es un tipo de aglutinante orgánico, arena central)

(1)Características de la arena recubierta: propiedades de resistencia adecuadas; buena fluidez, hecha de arena, el contorno del núcleo de arena es claro, organización densa, capaz de crear un núcleo de arena complejo; calidad de la superficie de la arena (núcleo), rugosidad de la superficie hasta Ra = 6,3 ~ 12,5 μm, precisión dimensional hasta el nivel CT7 ~ CT9; El fresado es bueno y la fundición es fácil de limpiar.

(2) Ámbito de aplicación: La arena recubierta se puede utilizar para fabricar moldes de fundición y núcleos de arena, y los moldes o núcleos de arena revestidos se pueden utilizar en combinación entre sí y con otros moldes de arena (núcleos); No solo se puede utilizar para fundición por gravedad de metal o fundición a baja presión, sino también para fundición en arena de hierro y fundición centrífuga en caliente; Se puede utilizar no solo en la producción de fundición de hierro y aleaciones no ferrosas, sino también en la producción de piezas de acero fundido.

En segundo lugar, preparar arena recubierta

1. Composición de la arena recubierta

Por regla general, se compone de materiales refractarios, aglutinante, endurecedor, lubricante y aditivos especiales.

(1) El material refractario es la parte principal de la arena recubierta. Los requisitos para los materiales refractarios son los siguientes: alta resistencia al fuego, sustancias menos volátiles, partículas más redondeadas, más duras, etc. Normalmente se utiliza arena de cuarzo raspadora natural. Requisitos para la arena de cuarzo: alto contenido de SiO2 (las piezas fundidas de hierro fundido y aleaciones no ferrosas requieren más del 90%, las piezas fundidas de acero requieren más del 97%); contenido de suciedad no superior al 0,3% (arena raspadora) - [el contenido de suciedad de la arena lavada con agua es inferior a lo establecido; tamaño de partícula ① distribución del número de tamices adyacentes de 3 a 5; partículas redondeadas, el coeficiente angular no debe ser superior a 1,3; El valor del consumo de ácido es de al menos 5 ml.

(2) Generalmente se utiliza resina fenólica como aglutinante.

(3) La hexamina se utiliza habitualmente como endurecedor; El estearato de calcio se usa comúnmente como lubricante, cuya función es evitar la aglomeración de la arena recubierta y aumentar la fluidez. La función principal de los aditivos es mejorar el rendimiento de la arena recubierta.

(4) Proporción básica de arena recubierta Ingredientes Proporción (fracción de masa,%) Descripción: arena cruda 100 arena de fregar, resina fenólica 1,0 ~ 3,0 en peso de arena cruda, ácido urolitiofosfórico (solución acuosa 2) 10 ~ 15 en peso de resinas, calcio estearato 5 ~ 7 por peso de resina, aditivos 0,1 ~ 0,5 por peso de arena original.1:2) 10 ~ 15 por peso de resina, estearato de calcio 5 ~ 7 por peso de resina, aditivos 0,1 ~ 0,5 por peso de la arena original. ～Aditivos del 0,1 al 0,5% del peso de la arena original.

2. Proceso de producción de arena recubierta

El proceso de preparación de arena revestida tiene principalmente tres tipos: revestimiento en frío, revestimiento tibio y revestimiento en caliente; en la actualidad, la producción de arena revestida casi siempre utiliza el método de revestimiento en caliente. El proceso de laminación en caliente implica calentar arena cruda a una temperatura determinada, luego mezclarla y amasarla con resina, metenamina acuosa y estearato de calcio respectivamente, y luego triturarla y tamizarla después de enfriarla. El proceso de mezcla es diferente debido a la diferencia de fórmula. En la actualidad, existen muchos tipos de líneas de producción domésticas de arena laminada, alrededor de 2000 ~ 2300 líneas de producción semiautomáticas de carga manual y alrededor de 50 líneas de producción automáticas controladas por computadora, que han mejorado efectivamente la eficiencia de producción y la estabilidad del producto. Por ejemplo, la línea de producción visual automatizada de XX Foundry Co., Ltd. Tiene control del tiempo de alimentación con una precisión de 0,1 segundos, control de la temperatura de calentamiento con una precisión de 1/10 ℃ y puede observar el estado de mezcla de arena a través de video, y la eficiencia de producción alcanza las 6 toneladas por hora.

3. Principales tipos de productos de arena revestida

(1) Tipo regular de arena recubierta Arena recubierta regular, es decir. La arena recubierta tradicional generalmente se compone de arena de cuarzo, resina fenólica termoplástica, urolitiofosfato y estearato de calcio, sin aditivos, y la cantidad de resina agregada suele ser relativamente alta bajo ciertos requisitos de resistencia, y no tiene las características de resistencia a altas temperaturas, baja expansión y baja emisión de gases, lo que es adecuado para la producción de piezas fundidas con requisitos menos estrictos.

(2) Arena para laminar de alta resistencia y baja aireación Características: Alta resistencia, baja expansión, baja desgasificación, desgasificación lenta, antioxidante Introducción: La arena para laminar de alta resistencia y baja aireación es un producto más nuevo de la arena para laminar ordinaria. Gracias a la adición de aditivos y a un nuevo proceso de formulación, la dosis de resina se reduce significativamente y la resistencia de la arena para laminar es más de un 30% mayor que la de la arena para laminar convencional. Su resistencia es mayor que la de la arena recubierta ordinaria en más del 30%, y la cantidad de generación de gas se reduce considerablemente y la velocidad de generación de gas se puede reducir, de modo que pueda adaptarse mejor a las necesidades de la producción de fundición. Este tipo de arena recubierta es principalmente adecuada para la producción de piezas de hierro fundido, piezas de fundición de acero pequeñas y medianas y aceros fundidos aleados. Actualmente existen tres series de este tipo de arenas recubiertas: arena recubierta GD-1 de alta resistencia y bajo nivel de gases; GD-2 arena recubierta de alta resistencia y baja expansión y bajo nivel de gas; GD-3 es una arena de alta resistencia, baja expansión y bajo contenido de gases con recubrimiento antioxidante.

(3) Arena recubierta (tipo) resistente a altas temperaturas (tipo ND) Características: resistencia a altas temperaturas, alta resistencia, baja expansión, baja desgasificación, desgasificación lenta, fácil de descomponer, antioxidante Introducción: La arena recubierta resistente a altas temperaturas es un nuevo tipo de arena recubierta con excelentes características de alta temperatura (alta resistencia a altas temperaturas, largo tiempo de resistencia al calor, baja expansión térmica, baja emisión de gases) y características integrales de fundición obtenidas mediante tecnología de fórmula especial. Este tipo de arena recubierta es especialmente adecuada para piezas complejas de hierro fundido de precisión de paredes delgadas (como bloques de motor de automóviles, culatas, etc.) y altos requisitos de producción de piezas de acero fundido (como esquinas de contenedores y frenos de trenes; en cascos de barcos). piezas, etc.), puede eliminar eficazmente la adherencia de arena, la deformación, el agrietamiento térmico y la porosidad y otros defectos de fundición. Actualmente existen cuatro series de esta película de arena: VND-1, película de arena resistente a altas temperaturas. ND-2 arena de revestimiento antioxidante de baja expansión y baja liberación de gas resistente a altas temperaturas ND-3 arena de revestimiento antioxidante de baja expansión y baja liberación de gas resistente a altas temperaturas ND-4 arena revestida de baja expansión y baja liberación de gas de fondo de alta resistencia resistente a altas temperaturas.

(4) Arena recubierta de fácil dispersión Con buena resistencia y excelente dispersabilidad a baja temperatura, adecuada para la producción de piezas fundidas de metales no ferrosos.

(5) otros requisitos especiales de la película de arena para adaptarse a las necesidades de diferentes productos, el desarrollo de una serie de películas de arena especiales, tales como: película de arena de fundición centrífuga, película de arena fría, película de arena húmeda, arena antiadherente , pintura antivenosas, película de arena anticelulítica, etc.

En tercer lugar, el proceso básico de fabricación de núcleos de arena con película.

Temperatura de calentamiento 200-300 ℃, tiempo de curado 30-150 s, presión de arena 0,15-0,60 MPa. Se puede usar una forma de núcleo simple, buena fluidez de la arena recubierta para seleccionar una presión de arena más baja, núcleos de arena delgados para seleccionar una temperatura de calentamiento más baja, la temperatura de calentamiento puede extenderse adecuadamente el tiempo de curado, etc. La resina utilizada para el recubrimiento de arena es resina fenólica. Ventajas del proceso central: características de resistencia adecuadas; buena fluidez; buena calidad superficial del núcleo de arena (Ra = 6,3-12,5 µm); antihigroscopicidad del núcleo de arena; Buen fresado, fundición fácil de limpiar.

1.Temperatura de fundición (molde)

La temperatura de fundición es uno de los principales factores que afectan el espesor y la resistencia de la capa de la carcasa, generalmente controlada entre 220 y 260 ℃ y seleccionada de acuerdo con los siguientes principios.

(1) Para garantizar que la arena de revestimiento tenga suficiente calor para ablandar la resina y polimerizar;

(2) Asegurar que la formación del espesor requerido de la carcasa y el tipo de superficie de la carcasa (núcleo) no se queme;

(3) Intente acortar el tiempo de descascarado y curado para mejorar la productividad.

2. Presión y tiempo de inyección de arena. El tiempo de inyección de arena generalmente se controla entre 3 y 10 s; si es demasiado corto, no se podrá formar la arena (núcleo). La presión de inyección de arena suele ser de aproximadamente 0,6 MPa; La presión es demasiado baja, es fácil causar un fenómeno de falta de disparo o de aflojamiento.

3. Tiempo de solidificación: La duración del tiempo de solidificación depende principalmente del espesor de la arena (núcleo) y de la temperatura del modelo de fundición, que generalmente oscila entre 60 y 120 s. El tiempo es demasiado corto, la capa de cubierta no está completamente curada con baja resistencia; el tiempo es demasiado largo, la capa superficial de arena (núcleo) es fácil de quemar y afecta la calidad de las piezas fundidas. Ejemplo de parámetros de proceso de fundición en arena revestida (núcleo): No. Espesor de la carcasa (㎜) Peso (kg) Temperatura de fundición (℃) Tiempo de inyección de arena (s) Tiempo de solidificación (s) 1 (manguito guía) DN80-05 8～10 2,5 ～ 2,6 220～240 2～3 60～80 2 (cuerpo de válvula) DN05-01 10～12 3,75～3,8 240～260 3～5 80～100

Cuarto, aplicación de problemas de arena recubierta y soluciones de contramedidas.

Hay muchos tipos de métodos de fabricación de núcleos, en total se pueden dividir en dos categorías: métodos termoestables y métodos de sólidos fríos, la fabricación de núcleos con recubrimiento de arena cae en la categoría de métodos termoestables. Cualquier tipo de método de fabricación de varillas tiene sus propias ventajas y desventajas, que dependen principalmente de los requisitos de calidad del producto, la complejidad, el lote de producción, los costos de producción, el precio del producto y otros factores para decidir qué método de fabricación de varillas elegir. Los requisitos de calidad de la superficie de la cavidad de fundición son altos, los requisitos de precisión dimensional son altos y el complejo molde de núcleo de arena que utiliza un núcleo de arena recubierto es muy efectivo. Por ejemplo: núcleo de arena de entrada y escape de culata de motor de automóvil, núcleo de arena de vía de agua, núcleo de arena de vía de aceite, núcleo de arena de vía de agua del bloque de cilindros, núcleo de arena de vía de aceite, colector de admisión, núcleo de arena de carcasa de colector de escape, núcleo de arena de corredor de válvula hidráulica, Núcleo de arena del turbocompresor de la ruta del aire del automóvil, etc. Pero en el uso de arena recubierta a menudo se encuentran algunos problemas, aquí solo en base a la experiencia para hablar de uno o dos.

1. La resistencia de la arena y la determinación de la cantidad de gas en la calidad de la arena original y la calidad de la resina bajo la premisa de una cierta cantidad de factores clave que afectan la resistencia de la arena se toman principalmente de la cantidad de resina fenólica agregada. Si se añade más resina fenólica, la resistencia aumenta, pero también aumenta la cantidad de gas y disminuye la frangibilidad. Por lo tanto, durante la producción es necesario controlar la resistencia de la arena para reducir la cantidad de gas y mejorar la destructibilidad; al elaborar estándares de resistencia, es necesario encontrar un punto de equilibrio; Este equilibrio tiene como objetivo asegurar la calidad de la superficie del núcleo de arena y, al verterlo, no producir deformación o destrucción del núcleo en la condición previa de resistencia. Por lo tanto, para garantizar la calidad de la superficie de las piezas fundidas y la precisión dimensional, pero también para reducir la cantidad de gas, reducir los defectos de porosidad de la fundición y mejorar el rendimiento de la arena del núcleo de arena. El proceso de procesamiento y almacenamiento de núcleos de arena se puede utilizar en el aparato de la estación de trabajo, en el carro de núcleos de arena y encima de una esponja de 10 mm a 15 mm de espesor, lo que puede reducir la tasa de pérdida de núcleos de arena.

2. Período de almacenamiento cubierto del núcleo de arena Cualquier núcleo de arena absorberá humedad, especialmente en la región sur de humedad relativa, el núcleo de arena debe almacenarse en los documentos del proceso que se especificarán en los documentos del proceso, el uso de producción ajustada primero en primero. llevar a cabo la producción para reducir la cantidad de almacenamiento de núcleos de arena y el período de almacenamiento, y reducir la cantidad de almacenamiento de núcleos de arena. Es necesario proporcionar en el documento tecnológico la vida útil del núcleo de arena y reducir la cantidad y la vida útil del núcleo de arena mediante el uso de producción ajustada según el principio "primero-primero-primero-primero". Cada instalación debe combinar las condiciones de su propia planta y las condiciones climáticas locales para determinar el período de almacenamiento de los núcleos de arena.

3. control de calidad de los suministros de arena laminada La arena laminada debe ir acompañada de información de control de calidad del proveedor y de la empresa de acuerdo con las normas de muestreo para inspección, comprobando cualificado antes de entrar al almacén. Las empresas de prueba de muestra no pudieron garantizar que los departamentos técnicos y de control de calidad hicieran los resultados del procesamiento, es decir, aceptar o devolver al proveedor.

4. La arena recubierta calificada en el núcleo se encuentra en la grieta del núcleo y generalmente se piensa que la grieta y la deformación del núcleo son el resultado de la baja resistencia de la arena recubierta. De hecho, la destrucción y deformación del núcleo de arena implicará muchos procesos de producción. Cuando ocurre una situación anormal, es necesario descubrir la verdadera causa para poder solucionar el problema. Las razones específicas son:

(1) la temperatura del molde al fabricar el núcleo y el tiempo de residencia en el molde relacionado con el espesor de solidificación de la piel del núcleo para cumplir con los requisitos del proceso. Los parámetros del proceso allí especificados deben tener un rango determinado, y este rango debe depender de la habilidad del operador. Cuando la temperatura del molde está en el límite superior, el tiempo de retención se puede tomar como el límite inferior, y cuando la temperatura del molde está en el límite inferior, el tiempo de retención se puede tomar como el límite superior. Los operadores deben recibir capacitación continua para mejorar sus habilidades operativas.

(2) Al fabricar el núcleo, la resina fenólica y las partículas de arena caerán sobre el molde, que deben retirarse a tiempo y rociarse con un agente desmoldante; de ​​lo contrario, se acumularán cada vez más y el núcleo se arrancará o deformará cuando Se abre el molde.

(3) La barra superior con resorte en el molde de caja de núcleo caliente estático puede causar que el núcleo se rompa o se deforme debido a la pérdida de elasticidad cuando se usa durante mucho tiempo en condiciones de alta temperatura. El resorte debe reemplazarse de manera oportuna.

(4) Los moldes móviles y estáticos no están paralelos o en la misma línea central, cuando el molde se cierra bajo la presión del cilindro o cilindro de aire, el extremo frontal del pasador de bloqueo tiene un período de inclinación, el molde aún estará bien cerrado, pero cuando se abre el molde, los moldes móviles y estáticos seguirán volviendo a su estado original, provocando que el núcleo se rompa o se deforme. En este caso, la arena se escapará cuando se dispare la arena y el tamaño del núcleo de arena será mayor. La solución radica en el ajuste oportuno del paralelismo y la alineación de la forma.

(5) en la carcasa del núcleo de la máquina de producción de núcleos de arena hueca, el núcleo de arena de la arena recubierta sin curar se debe reutilizar, se debe tamizar y mezclar la arena recubierta sin usar de acuerdo con una proporción de 3:7 usando el núcleo, de modo que para garantizar la calidad de la superficie de la carcasa del núcleo de arena y la resistencia del núcleo de arena.