Zastosowanie piasku okładzinowego w odlewnictwie

Odlewy piaskowe powlekane w przemyśle odlewniczym mają dość długą historię, a produkcja odlewów również jest dość duża. Jednak w przypadku stosowania powlekanych odlewów piaskowych produkcja precyzyjnych odlewów stalowych napotyka wiele problemów: przyczepność piasku (blizny), segregację na zimno, porowatość. Sposób rozwiązania tych problemów okaże się później.

Po pierwsze, wiedza i zrozumienie piasku filmowego (piasek filmowy to rodzaj organicznego spoiwa, piasek rdzeniowy)

(1) Charakterystyka piasku powlekanego: odpowiednie właściwości wytrzymałościowe; dobra płynność, wykonany z piasku, kontur rdzenia piaskowego jest wyraźny, gęsta organizacja, zdolna do tworzenia złożonego rdzenia piaskowego; jakość powierzchni piasku (rdzenia), chropowatość powierzchni do Ra = 6,3 ~ 12,5 μm, dokładność wymiarowa do poziomu CT7 ~ CT9; Frezowanie jest dobre, a odlew jest łatwy do czyszczenia.

(2) Zakres zastosowania: Piasek powlekany może być używany do wykonywania form odlewniczych i rdzeni piaskowych, a formy lub rdzenie powlekane mogą być stosowane w połączeniu ze sobą, jak również z innymi formami piaskowymi (rdzeniami); Można go stosować nie tylko do odlewania grawitacyjnego typu metalowego lub odlewania pod niskim ciśnieniem, ale także do odlewania w piasku żelaznym i odlewania odśrodkowego na gorąco; Można go stosować nie tylko przy produkcji odlewów z żeliwa i stopów metali nieżelaznych, ale także przy produkcji części ze staliwa.

Po drugie, przygotowanie piasku powlekanego

1. Skład piasku powlekanego

Z reguły składa się z materiałów ogniotrwałych, spoiwa, utwardzacza, smaru i specjalnych dodatków.

(1) Materiał ogniotrwały jest główną częścią piasku powlekanego. Wymagania dotyczące materiałów ogniotrwałych są następujące: wysoka odporność ogniowa, mniej lotne substancje, cząstki bardziej zaokrąglone, twardsze i tak dalej. Zwykle stosuje się naturalny piasek kwarcowy zgarniakowy. Wymagania dla piasku kwarcowego: wysoka zawartość SiO2 (odlewy z żeliwa i stopów metali nieżelaznych wymagają ponad 90%, odlewy stalowe wymagają ponad 97%); zawartość zanieczyszczeń nie większa niż 0,3% (piasek zgarniający) - [zawartość zanieczyszczeń w piasku płukanym wodą jest mniejsza niż przepisy; wielkość cząstek ① rozkład sąsiednich 3 ~ 5 liczby sit; zaokrąglone cząstki, współczynnik kątowy nie powinien przekraczać 1,3; wartość zużycia kwasu wynosi co najmniej 5 ml.

(2) Jako spoiwo zwykle stosuje się żywicę fenolową.

(3) Jako utwardzacz zwykle stosuje się heksaminę; Stearynian wapnia jest powszechnie stosowany jako środek smarujący, którego funkcją jest zapobieganie zbrylaniu się powlekanego piasku i zwiększanie płynności. Główną rolą dodatków jest poprawa właściwości użytkowych piasku powlekanego.

(4) Zasadowa proporcja piasku powlekanego Składniki Proporcja (ułamek masowy, %) Opis: piasek surowy 100 piasek szorujący, żywica fenolowa 1,0 ~ 3,0 wagowo piasek surowy, kwas urolitiofosforowy (roztwór wodny 2) 10 ~ 15 wagowo żywica, wapń stearynian 5 ~ 7 wagowo żywicy, dodatki 0,1 ~ 0,5 wagowo oryginalnego piasku. 1:2) 10 ~ 15 wagowo żywicy, stearynian wapnia 5 ~ 7 wagowo żywicy, dodatki 0,1 ~ 0,5 wagowo oryginalnego piasku. ～Dodatki od 0,1 do 0,5% masy pierwotnego piasku.

2. Proces produkcji piasku powlekanego

Proces przygotowania piasku powlekanego dzieli się głównie na trzy rodzaje: powlekanie na zimno, powlekanie na ciepło i powlekanie na gorąco, obecnie w produkcji piasku powlekanego prawie zawsze wykorzystuje się metodę powlekania na gorąco. Proces laminowania na gorąco obejmuje ogrzewanie surowego piasku do określonej temperatury, następnie mieszanie i ugniatanie odpowiednio z żywicą, wodną metenaminą i stearynianem wapnia, a następnie kruszenie i przesiewanie po ochłodzeniu. Proces mieszania jest inny ze względu na różnicę w formule. Obecnie istnieje wiele rodzajów krajowych linii produkcyjnych piasku do laminowania, około 2000 ~ 2300 półautomatycznych linii produkcyjnych z ręcznym ładowaniem i około 50 sterowanych komputerowo automatycznych linii produkcyjnych, które skutecznie poprawiły wydajność produkcji i stabilność produktu. Na przykład zautomatyzowana wizualna linia produkcyjna firmy XX Foundry Co., Ltd. Posiada kontrolę czasu podawania z dokładnością do 0,1 sekundy, kontrolę temperatury ogrzewania z dokładnością do 1/10 ℃ i może obserwować stan mieszania piasku za pomocą wideo, a wydajność produkcji sięga 6 ton na godzinę.

3. Główne rodzaje produktów piasku powlekanego

(1) Zwykły rodzaj piasku powlekanego Zwykły piasek powlekany, tj. tradycyjny piasek powlekany składa się zwykle z piasku kwarcowego, termoplastycznej żywicy fenolowej, urolitiofosforanu i stearynianu wapnia, bez dodatków, a ilość dodanej żywicy jest zwykle stosunkowo wysoka przy pewnych wymaganiach wytrzymałościowych i nie ma właściwości odporności na wysoką temperaturę, niskiej rozszerzalność i niska emisja gazów, co jest odpowiednie do produkcji odlewów przy mniej rygorystycznych wymaganiach.

(2) Piasek do laminowania o wysokiej wytrzymałości i niskim napowietrzeniu Charakterystyka: Wysoka wytrzymałość, niska rozszerzalność, niskie odgazowanie, powolne odgazowanie, przeciwutleniacz Wprowadzenie: Piasek do laminowania o wysokiej wytrzymałości i niskim napowietrzeniu jest nowszym produktem zwykłego piasku do laminowania. Dzięki dodaniu dodatków i nowemu procesowi formułowania, dozowanie żywicy zostało znacznie zmniejszone, a wytrzymałość piasku laminującego jest o ponad 30% większa niż konwencjonalnej masy laminacyjnej. Jego wytrzymałość jest większa od wytrzymałości zwykłego piasku powlekanego o ponad 30%, a ilość wydzielającego się gazu jest znacznie zmniejszona, a tempo powstawania gazu można spowolnić, dzięki czemu można go lepiej dostosować do potrzeb produkcji odlewów. Ten rodzaj piasku powlekanego nadaje się głównie do produkcji części żeliwnych, małych i średnich odlewów stalowych, staliwa stopowego. Obecnie dostępne są trzy serie tego typu mas powlekanych: piasek powlekany o wysokiej wytrzymałości i niskiej zawartości gazu GD-1; GD-2 piasek o wysokiej wytrzymałości, niskiej rozszerzalności i niskiej zawartości gazu powlekanego; GD-3 to piasek o wysokiej wytrzymałości, niskiej rozszerzalności i niskiej zawartości gazu z powłoką przeciwutleniającą.

(3) Piasek powlekany odporny na wysokie temperatury (typ ND) Charakterystyka: odporność na wysoką temperaturę, wysoka wytrzymałość, niska rozszerzalność, niskie odgazowanie, powolne odgazowanie, łatwy do rozkładu, przeciwutleniacz Wprowadzenie: Piasek powlekany odporny na wysokie temperatury to nowy typ z piasku powlekanego o doskonałych właściwościach wysokotemperaturowych (wysoka wytrzymałość w wysokich temperaturach, długi czas odporności na ciepło, niska rozszerzalność cieplna, niska emisja gazów) i wszechstronnych właściwościach odlewniczych uzyskanych dzięki specjalnej technologii formuły. Ten rodzaj piasku powlekanego nadaje się szczególnie do skomplikowanych, cienkościennych precyzyjnych części żeliwnych (takich jak blok silnika samochodowego, głowica cylindrów itp.) i wysokich wymagań produkcyjnych części ze staliwa (takich jak narożniki kontenerów i hamulce pociągów; w kadłubie statku części itp.), może skutecznie wyeliminować przywieranie piasku, odkształcenia, pękanie termiczne i porowatość oraz inne wady odlewów. Obecnie dostępne są cztery serie tej masy filmowej: piasek filmowy VND-1 odporny na wysokie temperatury. ND-2 piasek powlekany odporny na wysokie temperatury, o niskiej rozszerzalności i niskim wydzielaniu gazów ND-3 piasek powlekany odporny na wysokie temperatury, o niskiej rozszerzalności i niskim uwalnianiu gazu ND-4 piasek powlekany odporny na wysokie temperatury, o wysokiej wytrzymałości, o niskiej rozszerzalności i niskim uwalnianiu gazów.

(4) Łatwo dyspergowalny piasek powlekany. Dobra wytrzymałość i doskonała dyspergowalność w niskich temperaturach, odpowiedni do produkcji odlewów z metali nieżelaznych.

(5) inne specjalne wymagania dotyczące folii piaskowej w celu dostosowania do potrzeb różnych produktów, opracowanie serii specjalnych folii piaskowych, takich jak: folia piaskowa odlewana odśrodkowo, warstwa piasku na zimno, warstwa mokrego piasku, piasek zapobiegający przywieraniu , malowanie przeciwżyłowe, antycellulitowy film piaskowy i tak dalej.

Po trzecie, podstawowy proces wytwarzania rdzenia z piasku filmowego

Temperatura nagrzewania 200-300℃, czas utwardzania 30-150s, nacisk piasku 0,15-0,60MPa. Prosty kształt rdzenia, dobra płynność piasku powlekanego pozwala wybrać niższe ciśnienie piasku, cienkie rdzenie piaskowe pozwalają wybrać niższą temperaturę ogrzewania, temperatura ogrzewania może odpowiednio wydłużyć czas utwardzania itp. Żywicą stosowaną do powlekania piaskiem jest żywica fenolowa. Zalety procesu rdzeniowego: odpowiednie właściwości wytrzymałościowe; dobra płynność; dobra jakość powierzchni rdzenia piaskowego (Ra = 6,3-12,5 µm); antyhigroskopijność rdzenia piaskowego; dobre frezowanie, łatwy do czyszczenia odlew.

1. Temperatura odlewania (formy).

Temperatura odlewania jest jednym z głównych czynników wpływających na grubość i wytrzymałość warstwy skorupy, zwykle kontrolowana w zakresie 220 ~ 260 ℃ i wybierana zgodnie z następującymi zasadami.

(1) Aby zapewnić, że piasek powlekający ma wystarczającą ilość ciepła, aby zmiękczyć żywicę i polimeryzować;

(2) Zapewnić utworzenie wymaganej grubości skorupy i rodzaj powierzchni skorupy (rdzenia) nie jest spalony;

(3) Spróbuj skrócić czas łuskania i utwardzania, aby poprawić produktywność.

2. Ciśnienie i czas wtryskiwania piasku Czas wtryskiwania piasku jest zwykle kontrolowany w ciągu 3 ~ 10 sekund, co jest zbyt krótkim czasem, ponieważ piasek (rdzeń) nie może się uformować. Ciśnienie wtrysku piasku wynosi zwykle około 0,6 MPa; Ciśnienie jest zbyt niskie, łatwo jest spowodować zjawisko niedostrzelenia lub luzowania.

3. Czas krzepnięcia: Długość czasu krzepnięcia zależy głównie od grubości piasku (rdzenia) i temperatury modelu odlewu, zwykle w zakresie od 60 do 120 sekund. Czas jest zbyt krótki, warstwa powłoki nie jest całkowicie utwardzona przy niskiej wytrzymałości; czas jest zbyt długi, warstwa wierzchnia piasku (rdzenia) łatwo się wypala, co wpływa na jakość odlewów. Przykładowe parametry procesu powlekanego odlewu piaskowego (rdzenia): Lp. Grubość skorupy (㎜) Masa (kg) Temperatura odlewania (℃) Czas wtryskiwania piasku (s) Czas krzepnięcia (s) 1 (tuleja prowadząca) DN80-05 8～10 2,5 ～ 2,6 220～240 2～3 60～80 2 (korpus zaworu) DN05-01 10～12 3,75～3,8 240～260 3～5 80～100

Po czwarte, zastosowanie problemów związanych z piaskiem powlekanym i rozwiązania zaradcze

Istnieje wiele rodzajów metod wytwarzania rdzeni, w sumie można je podzielić na dwie kategorie: metody termoutwardzalne i metody na zimno. Produkcja rdzeni z powłoką piaskową należy do kategorii metod termoutwardzalnych. Każdy rodzaj metody wytwarzania wędek ma swoje zalety i wady, które zależą głównie od wymagań jakościowych produktu, złożoności, partii produkcyjnej, kosztów produkcji, ceny produktu i innych czynników decydujących o wyborze metody wytwarzania wędek. Wymagania dotyczące jakości powierzchni wnęki odlewniczej są wysokie, wymagania dotyczące dokładności wymiarowej są wysokie, a złożona forma z rdzeniem piaskowym wykorzystująca powlekany rdzeń piaskowy jest bardzo skuteczna. Na przykład: rdzeń piaskowy wlotu i wydechu głowicy cylindrów silnika samochodowego, rdzeń piaskowy drogi wodnej, rdzeń piaskowy drogi olejowej, rdzeń piaskowy drogi wodnej bloku cylindrów, rdzeń piaskowy drogi olejowej, kolektor dolotowy, rdzeń piaskowy powłoki kolektora wydechowego, rdzeń piaskowy prowadnicy zaworu hydraulicznego, rdzeń piaskowy turbosprężarki samochodowej ścieżki powietrznej i tak dalej. Ale przy stosowaniu piasku powlekanego często pojawiają się pewne problemy, tutaj tylko na podstawie doświadczenia można mówić o jednym lub dwóch.

1. Wytrzymałość piasku oraz określenie ilości gazu w jakości piasku pierwotnego i jakości żywicy przy założeniu określonej liczby kluczowych czynników wpływających na wytrzymałość piasku wynika głównie z ilości dodanej żywicy fenolowej. Jeśli doda się więcej żywicy fenolowej, wytrzymałość wzrasta, ale zwiększa się także ilość gazu i zmniejsza się kruchość. Dlatego podczas produkcji należy kontrolować wytrzymałość piasku, aby zmniejszyć ilość gazu i poprawić podatność na niszczenie, przy opracowywaniu norm wytrzymałościowych konieczne jest znalezienie punktu równowagi. Ta równowaga ma zapewnić jakość powierzchni rdzenia piaskowego i nie powodować odkształcenia lub zniszczenia rdzenia podczas zalewania, co jest warunkiem wstępnym wytrzymałości. W ten sposób, aby zapewnić jakość powierzchni odlewów i dokładność wymiarową, ale także zmniejszyć ilość gazu, zmniejszyć defekty porowatości odlewu, poprawić wydajność piasku rdzeniowego. Przechowywanie rdzenia piaskowego i proces przetwarzania można stosować w aparacie stacji roboczej, wózku z rdzeniem piaskowym i na gąbce o grubości 10–15 mm, co może zmniejszyć współczynnik utraty rdzenia piaskowego.

2. Okres przechowywania zakrytego rdzenia piaskowego Każdy rdzeń piaskowy będzie absorbował wilgoć, zwłaszcza w południowych regionach o względnej wilgotności, rdzeń piaskowy powinien być przechowywany w dokumentach procesowych, które zostaną określone w dokumentach procesu, stosowanie odchudzonej produkcji „pierwszy na pierwszym” zakończyć produkcję, aby skrócić ilość i okres przechowywania rdzeni piaskowych oraz zmniejszyć ilość magazynowanych rdzeni piaskowych. Należy podać w dokumencie technologicznym trwałość rdzenia piaskowego oraz zmniejszyć ilość i trwałość rdzenia piaskowego poprzez stosowanie chudej produkcji według zasady „pierwszy-pierwszy-pierwszy-pierwszy”. Każdy obiekt musi połączyć warunki panujące w zakładzie i lokalne warunki klimatyczne, aby określić okres przechowywania rdzenia piaskowego.

3. kontrola jakości dostaw piasku laminowanego Do piasku laminowanego należy dołączyć informację o zapewnieniu jakości dostawcy i przedsiębiorstwa zgodnie ze standardami pobierania próbek do kontroli, sprawdzania kwalifikowanego przed wejściem do magazynu. Przykładowe przedsiębiorstwa testowe nie zapewniły działom zapewnienia jakości i technicznym wyników przetwarzania, mają poddać się akceptacji lub zwrócić dostawcy.

4. Kwalifikowany piasek powlekany w rdzeniu znajduje się w pęknięciu rdzenia, a deformację rdzenia uważa się zwykle za wynik niskiej wytrzymałości piasku powlekanego. W rzeczywistości zniszczenie i deformacja rdzenia piaskowego będzie obejmować wiele procesów produkcyjnych. Kiedy wystąpi nienormalna sytuacja, konieczne jest znalezienie prawdziwej przyczyny, aby rozwiązać problem. Konkretne powody to:

(1) temperatura formy podczas wykonywania rdzenia i czas przebywania w formie w zależności od grubości krzepnięcia powłoki rdzenia, aby spełnić wymagania procesu. Określone w nim parametry procesu muszą mieć określony zakres, a zakres ten musi zależeć od umiejętności operatora. Gdy temperatura formy osiąga górną granicę, czas przetrzymywania można przyjąć jako dolną granicę, a gdy temperatura formy osiąga dolną granicę, czas przetrzymywania można przyjąć jako górną granicę. Operatorzy muszą przechodzić ciągłe szkolenia w celu doskonalenia swoich umiejętności operacyjnych.

(2) Podczas wykonywania rdzenia cząstki żywicy fenolowej i piasku spadną na formę, które należy usunąć na czas i spryskać środkiem antyadhezyjnym, w przeciwnym razie będą się gromadzić coraz bardziej, a rdzeń zostanie oderwany lub zdeformowany, gdy forma jest otwarta.

(3) Górny pręt sprężynowy w statycznej formie z gorącym rdzeniem może spowodować pęknięcie lub odkształcenie rdzenia z powodu utraty elastyczności podczas długotrwałego użytkowania w warunkach wysokiej temperatury. Sprężynę należy wymienić w odpowiednim czasie.

(4) Formy ruchome i statyczne nie są równoległe ani nie znajdują się na tej samej linii środkowej, gdy forma jest zamknięta pod ciśnieniem cylindra lub cylindra pneumatycznego, przedni koniec sworznia blokującego ma okres przechyłu, forma nadal będzie szczelnie zamknięte, ale po otwarciu formy ruchome i statyczne formy nadal powrócą do swojego pierwotnego stanu, powodując pęknięcie lub deformację rdzenia. W takim przypadku piasek ucieknie po wystrzeleniu, a rozmiar rdzenia piasku będzie większy. Rozwiązanie polega na terminowym dostosowaniu równoległości i wyrównaniu kształtu.

(5) w obudowie rdzenia maszyny do produkcji pustych rdzeni piaskowych rdzeń piaskowy z nieutwardzonego piasku powlekanego musi zostać ponownie wykorzystany, należy go przesiać, a niezużyty piasek powlekany zmieszać w stosunku 3:7 za pomocą rdzenia, tak aby w celu zapewnienia jakości powierzchni powłoki rdzenia piaskowego i wytrzymałości rdzenia piaskowego.