Application du sable de revêtement lors du moulage

Le moulage au sable enduit dans l'industrie de la fonderie a une histoire assez longue et la production de pièces moulées est également assez importante. Mais lors de l'utilisation de fonderie en sable enduit, la production de pièces moulées en acier de précision est confrontée à de nombreux problèmes : adhérence du sable (cicatrices), ségrégation à froid, porosité. Il reste à voir comment résoudre ces problèmes.

Premièrement, connaissance et compréhension du sable de film (le sable de film est un type de liant organique, sable de noyau)

(1) Caractéristiques du sable enduit : propriétés de résistance appropriées ; bonne fluidité, constitué de sable, le contour du noyau de sable est clair, organisation dense, capable de créer un noyau de sable complexe ; qualité de surface du sable (noyau), rugosité de surface jusqu'à Ra = 6,3 ~ 12,5 μm, précision dimensionnelle jusqu'au niveau CT7 ~ CT9 ; Le fraisage est bon et le moulage est facile à nettoyer.

(2) Champ d'application : le sable enrobé peut être utilisé pour fabriquer des moules de coulée et des noyaux de sable, et les moules ou noyaux de sable enrobés peuvent être utilisés en combinaison les uns avec les autres ainsi qu'avec d'autres moules en sable (noyaux) ; Il peut non seulement être utilisé pour le moulage par gravité de type métal ou le moulage à basse pression, mais également pour le moulage au sable de fer et le moulage par centrifugation à chaud ; Il peut être utilisé non seulement dans la production de pièces moulées en fonte et en alliages non ferreux, mais également dans la production de pièces en acier moulé.

Deuxièmement, préparer le sable enduit

1. Composition du sable enrobé

En règle générale, il se compose de matériaux réfractaires, d'un liant, d'un durcisseur, d'un lubrifiant et d'additifs spéciaux.

(1) Le matériau réfractaire constitue la majeure partie du sable enrobé. Les exigences pour les matériaux réfractaires sont les suivantes : haute résistance au feu, moins de substances volatiles, particules plus rondes, plus dures, etc. Généralement, du sable de quartz grattoir naturel est utilisé. Exigences relatives au sable de quartz : teneur élevée en SiO2 (les pièces moulées en fonte et en alliages non ferreux en nécessitent plus de 90 %, les pièces moulées en acier en nécessitent plus de 97 %) ; teneur en saleté ne dépassant pas 0,3 % (sable gratté) - [la teneur en saleté du sable lavé à l'eau est inférieure aux dispositions ; taille des particules ① distribution du nombre de tamis adjacents 3~5 ; particules arrondies, le coefficient angulaire ne doit pas dépasser 1,3 ; la valeur de consommation d'acide est d'au moins 5 ml.

(2) La résine phénolique est généralement utilisée comme liant.

(3) L'hexamine est généralement utilisée comme durcisseur ; Le stéarate de calcium est couramment utilisé comme lubrifiant, dont la fonction est d'éviter l'agglutination du sable enrobé et d'augmenter sa fluidité. Le rôle principal des additifs est d’améliorer les performances du sable enrobé.

(4) Proportion de base de sable enrobé Ingrédients Proportion (fraction massique, %) Description : sable brut 100 sable de gommage, résine phénolique 1,0 ~ 3,0 en poids de sable brut, acide urolithiophosphorique (solution aqueuse 2) 10 ~ 15 en poids de résines, calcium stéarate 5 ~ 7 en poids de résine, additifs 0,1 ~ 0,5 en poids de sable d'origine.1:2) 10 ~ 15 en poids de résine, stéarate de calcium 5 ~ 7 en poids de résine, additifs 0,1 ~ 0,5 en poids du sable d'origine. ～Additifs de 0,1 à 0,5% du poids du sable d'origine.

2. Processus de production de sable enduit

Le processus de préparation du sable enrobé comporte principalement trois types : l'enrobage à froid, l'enrobage à chaud et l'enrobage à chaud. À l'heure actuelle, la production de sable enrobé utilise presque toujours la méthode d'enrobage à chaud. Le processus de laminage à chaud consiste à chauffer le sable brut à une certaine température, puis à le mélanger et à le malaxer respectivement avec de la résine, de la méthénamine aqueuse et du stéarate de calcium, puis à le broyer et à le tamiser après refroidissement. Le processus de mélange est différent en raison de la différence de formule. À l'heure actuelle, il existe de nombreux types de lignes de production nationales de sable de laminage, environ 2 000 à 2 300 lignes de production semi-automatiques à chargement manuel et environ 50 lignes de production automatiques contrôlées par ordinateur, qui ont amélioré efficacement l'efficacité de la production et la stabilité du produit. Par exemple, la ligne de production visuelle automatisée de XX Foundry Co., Ltd. Il dispose d'un contrôle du temps d'alimentation avec une précision de 0,1 seconde, d'un contrôle de la température de chauffage avec une précision de 1/10 ℃ et peut observer l'état de mélange du sable par vidéo, et l'efficacité de production atteint 6 tonnes par heure.

3. Principaux types de produits de sable enrobé

(1) Type régulier de sable enrobé Sable ordinaire enrobé, c'est-à-dire Le sable enduit traditionnel est généralement composé de sable de quartz, de résine phénolique thermoplastique, d'urolithiophosphate et de stéarate de calcium, sans additifs, et la quantité de résine ajoutée est généralement relativement élevée sous certaines exigences de résistance, et il n'a pas les caractéristiques de résistance à haute température, faible expansion et faibles émissions de gaz, ce qui convient à la production de pièces moulées avec des exigences moins strictes.

(2) Sable de stratification à haute résistance et à faible aération Caractéristiques : Haute résistance, faible expansion, faible dégazage, dégazage lent, antioxydant Introduction : Le sable de stratification à haute résistance et à faible aération est un produit plus récent du sable de stratification ordinaire. Grâce à l'ajout d'additifs et à un nouveau procédé de formulation, le dosage de résine est considérablement réduit et la résistance du sable à plastifier est de plus de 30 % supérieure à celle du sable à plastifier classique. Sa résistance est supérieure de plus de 30 % à celle du sable enduit ordinaire, et la quantité de production de gaz est considérablement réduite et le taux de génération de gaz peut être ralenti, afin qu'il puisse être mieux adapté aux besoins de la production de pièces moulées. Ce type de sable enrobé convient principalement à la production de pièces en fonte, de pièces moulées en acier de petite et moyenne taille, d'acier moulé allié. Il existe actuellement trois séries de ce type de sable enrobé : le sable enrobé GD-1 à haute résistance et à faible teneur en gaz ; Sable GD-2 à haute résistance, à faible expansion et à faible teneur en gaz ; GD-3 est un sable à haute résistance, à faible expansion et à faible teneur en gaz avec un revêtement antioxydant.

(3) Sable enduit résistant aux températures élevées (type ND) Caractéristiques : résistance aux températures élevées, haute résistance, faible expansion, faible dégazage, dégazage lent, facile à décomposer, antioxydant Introduction : Le sable enduit résistant aux hautes températures est un nouveau type de sable enrobé avec d'excellentes caractéristiques à haute température (haute résistance à haute température, long temps de résistance à la chaleur, faible dilatation thermique, faibles émissions de gaz) et des caractéristiques de coulée complètes obtenues grâce à une technologie de formule spéciale. Ce type de sable enrobé est particulièrement adapté aux pièces complexes en fonte de précision à parois minces (telles que le bloc moteur d'automobile, la culasse, etc.) et aux exigences de production élevées de pièces en acier moulé (telles que les coins de conteneurs et le freinage des trains ; dans les coques de navires). pièces, etc.), peut éliminer efficacement le collage du sable, la déformation, la fissuration thermique, la porosité et d'autres défauts de coulée. Il existe actuellement quatre séries de ce film de sable : VND-1 film de sable résistant aux hautes températures. Sable de revêtement antioxydant ND-2 résistant aux hautes températures à faible expansion et à faible dégagement de gaz ND-3 sable de revêtement antioxydant résistant aux hautes températures à faible expansion et à faible dégagement de gaz ND-4 sable enduit à faible expansion et à faible dégagement de gaz résistant aux hautes températures et à haute résistance.

(4) Sable enduit facile à disperser Avec une bonne résistance et une excellente dispersibilité à basse température, adapté à la production de pièces moulées en métaux non ferreux.

(5) d'autres exigences particulières du film de sable afin de s'adapter aux besoins de différents produits, le développement d'une série de films de sable spéciaux, tels que : film de sable de coulée centrifuge, film de sable froid, film de sable humide, sable antiadhésif , peinture anti-veine, film de sable anti-cellulite, etc.

Troisièmement, le processus de base de fabrication du noyau de sable de film

Température de chauffage 200-300 ℃, temps de durcissement 30-150 s, pression du sable 0,15-0,60 MPa. Une forme de noyau simple, une bonne fluidité du sable enduit peuvent être utilisées pour sélectionner une pression de sable plus faible, des noyaux de sable minces pour sélectionner une température de chauffage plus basse, la température de chauffage peut être prolongée de manière appropriée, le temps de durcissement, etc. La résine utilisée pour le revêtement de sable est une résine phénolique. Avantages du procédé de base : caractéristiques de résistance appropriées ; bonne fluidité ; bonne qualité de surface du noyau de sable (Ra = 6,3-12,5 µm) ; antihygroscopique du noyau de sable ; bon fraisage, coulée facile à nettoyer.

1. Température de coulée (moule)

La température de coulée est l'un des principaux facteurs affectant l'épaisseur et la résistance de la couche de coque, généralement contrôlée entre 220 et 260 ℃, et sélectionnée selon les principes suivants.

(1) Pour garantir que le sable de revêtement a suffisamment de chaleur pour ramollir la résine et polymériser ;

(2) S'assurer que la formation de l'épaisseur requise de la coque et que le type de surface de la coque (noyau) n'est pas brûlé ;

(3) Essayez de raccourcir le temps de décorticage et de durcissement pour améliorer la productivité.

2. Pression et temps d'injection de sable Le temps d'injection de sable est généralement contrôlé en 3 à 10 s, un temps trop court, le sable (noyau) ne peut pas être formé. La pression d'injection de sable est généralement d'environ 0,6 MPa ; La pression est trop faible, il est facile de provoquer un phénomène de sous-tirage ou de relâchement.

3. Temps de solidification : La durée du temps de solidification dépend principalement de l'épaisseur du sable (noyau) et de la température du modèle de coulée, allant généralement de 60 à 120 s. Le temps est trop court, la couche de coque n'est pas complètement durcie avec une faible résistance ; le temps est trop long, la couche superficielle de sable (noyau) est facile à brûler et affecte la qualité des pièces moulées. Exemples de paramètres de processus de moulage en sable enduit (noyau) : N° Épaisseur de la coque (㎜) Poids (kg) Température de coulée (℃) Temps d'injection de sable (s) Temps de solidification (s) 1 (manchon de guidage) DN80-05 8～10 2,5 ～ 2,6 220～240 2～3 60～80 2 (corps de vanne) DN05-01 10～12 3,75～3,8 240～260 3～5 80～100

Quatrièmement, application des problèmes de sable enrobé et solutions de contre-mesures

Il existe de nombreux types de méthodes de fabrication de noyaux, qui peuvent au total être divisées en deux catégories de méthodes thermodurcissables et de méthodes solides à froid, la fabrication de noyaux avec revêtement en sable entre dans la catégorie des méthodes thermodurcissables. Tout type de méthode de fabrication de tiges a ses propres avantages et inconvénients, qui dépendent principalement des exigences de qualité du produit, de la complexité, du lot de production, des coûts de production, du prix du produit et d'autres facteurs pour décider quelle méthode de fabrication de tiges choisir. Les exigences de qualité de surface de la cavité de coulée sont élevées, les exigences de précision dimensionnelle sont élevées et le moule complexe à noyau de sable utilisant un noyau de sable enduit est très efficace. Par exemple : noyau de sable d'entrée et d'échappement de culasse de moteur automobile, noyau de sable de voie d'eau, noyau de sable de voie d'huile, noyau de sable de voie d'eau de bloc-cylindres, noyau de sable de voie d'huile, collecteur d'admission, noyau de sable de coquille de collecteur d'échappement, noyau de sable de coureur de valve hydraulique, noyau de sable du turbocompresseur de chemin d'air d'automobile et ainsi de suite. Mais lors de l'utilisation du sable enrobé, on rencontre souvent quelques problèmes, ici seulement sur le travail de l'expérience pour en parler d'un ou deux.

1. La résistance du sable et la détermination de la quantité de gaz dans la qualité du sable d'origine et la qualité de la résine, en fonction d'un certain nombre de facteurs clés affectant la résistance du sable, sont principalement tirées de la quantité de résine phénolique ajoutée. Si davantage de résine phénolique est ajoutée, la résistance augmente, mais la quantité de gaz augmente également et la frangibilité diminue. Par conséquent, lors de la production, il est nécessaire de contrôler la résistance du sable afin de réduire la quantité de gaz et d'améliorer la destructibilité ; lors de l'élaboration des normes de résistance, il est nécessaire de trouver un point d'équilibre. Cet équilibre a pour but de garantir la qualité de la surface du noyau de sable et, lors de la coulée, de ne pas produire de déformation ou de destruction du noyau dans la condition préalable de résistance. Ainsi, pour garantir la qualité de surface des pièces moulées et la précision dimensionnelle, mais également pour réduire la quantité de gaz, réduire les défauts de porosité de la pièce moulée, améliorer les performances du sable du noyau de sable. Le stockage des noyaux de sable et le processus de traitement peuvent être utilisés dans l'appareil du poste de travail, le chariot à noyau de sable et sur une éponge de 10 à 15 mm d'épaisseur, ce qui peut réduire le taux de perte du noyau de sable.

2. Période de stockage couverte du noyau de sable Tout noyau de sable absorbera l'humidité, en particulier dans la région sud de l'humidité relative, le noyau de sable doit être stocké dans des documents de processus à spécifier dans les documents de processus, l'utilisation d'une production allégée premier-en-premier- hors production pour réduire la quantité de stockage de noyaux de sable et la période de stockage, et réduire la quantité de stockage de noyaux de sable. Il est nécessaire de fournir dans le document technologique la durée de conservation du noyau de sable et de réduire la quantité et la durée de conservation du noyau de sable grâce à l'utilisation de la production au plus juste selon le principe « premier-premier-premier-premier ». Chaque installation doit combiner ses propres conditions d'usine et les conditions climatiques locales pour déterminer la période de stockage des carottes de sable.

3. contrôle qualité des fournitures de sable laminé Le sable laminé doit être accompagné des informations d'assurance qualité du fournisseur et de l'entreprise conformément aux normes d'échantillonnage pour inspection, vérification qualifiée avant d'entrer dans l'entrepôt. Les entreprises de tests d'échantillons n'ont pas réussi à assurer l'assurance qualité et les services techniques pour rendre les résultats du traitement, c'est céder à l'acceptation ou au retour au fournisseur.

4. Le sable enrobé qualifié dans le noyau se trouve dans la fissure du noyau et on pense généralement que la fissure et la déformation du noyau sont le résultat de la faible résistance du sable enrobé. En fait, la destruction et la déformation du noyau de sable impliqueront de nombreux processus de production. Lorsqu’une situation anormale survient, il est nécessaire d’en rechercher la véritable cause afin de résoudre le problème. Les raisons spécifiques sont :

(1) la température du moule lors de la fabrication du noyau et le temps de séjour dans le moule lié à l'épaisseur de solidification de la peau du noyau pour répondre aux exigences du processus. Les paramètres de processus qui y sont spécifiés doivent avoir une certaine plage, et cette plage doit dépendre de la compétence de l'opérateur. Lorsque la température du moule est à la limite supérieure, le temps de maintien peut être considéré comme la limite inférieure, et lorsque la température du moule est à la limite inférieure, le temps de maintien peut être considéré comme la limite supérieure. Les opérateurs doivent suivre une formation continue pour améliorer leurs compétences opérationnelles.

(2) Lors de la fabrication du noyau, la résine phénolique et les particules de sable tomberont sur le moule, qui doit être retiré à temps et pulvérisé avec un agent de démoulage, sinon elles s'accumuleront de plus en plus et le noyau sera arraché ou déformé lorsque le moule est ouvert.

(3) La barre supérieure à ressort du moule de boîte à noyau chaud statique peut provoquer la rupture ou la déformation du noyau en raison d'une perte d'élasticité lorsqu'elle est utilisée pendant une longue période dans des conditions de température élevée. Le ressort doit être remplacé en temps opportun.

(4) Les moules mobiles et statiques ne sont pas parallèles ou sur la même ligne centrale. Lorsque le moule est fermé sous la pression du cylindre ou du cylindre pneumatique, l'extrémité avant de la goupille de verrouillage a une période d'inclinaison, le moule sera toujours hermétiquement fermé, mais lorsque le moule est ouvert, les moules mobiles et statiques reviendront toujours à leur état d'origine, provoquant la rupture ou la déformation du noyau. Dans ce cas, le sable s'enfuira lorsque le sable sera projeté et la taille du noyau de sable sera plus grande. La solution réside dans un ajustement rapide du parallélisme et de l’alignement de la forme.

(5) dans le noyau de la machine de production de noyaux de sable creux, le noyau de sable provenant du sable enrobé non durci doit être réutilisé, doit être tamisé et le sable enrobé inutilisé selon un rapport de 3:7 mélangé à l'aide du noyau, de sorte que pour assurer la qualité de la surface de la coque du noyau de sable et la résistance du noyau de sable.