Aplicação de Areia de Revestimento em Fundição

A fundição em areia revestida na indústria de fundição tem uma longa história e a produção de peças fundidas também é bastante grande. Mas ao usar fundição em areia revestida, a produção de peças fundidas de aço de precisão enfrenta muitos problemas: adesão da areia (cicatrização), segregação a frio, porosidade. Como resolver esses problemas ainda será visto mais adiante.

Em primeiro lugar, conhecimento e compreensão da areia de filme (areia de filme é um tipo de aglutinante orgânico, areia central)

(1)Características da areia revestida: propriedades de resistência adequadas; boa fluidez, feito de areia, o contorno do núcleo de areia é claro, organização densa, capaz de criar um núcleo de areia complexo; qualidade da superfície da areia (núcleo), rugosidade da superfície até Ra = 6,3 ~ 12,5 μm, precisão dimensional até o nível CT7 ~ CT9; A fresagem é boa e a fundição é fácil de limpar.

(2) Âmbito de aplicação: Areia revestida pode ser usada para fazer moldes de fundição e núcleos de areia, e moldes ou núcleos de areia revestidos podem ser usados ​​em combinação entre si, bem como com outros moldes de areia (núcleos); Ele não pode ser usado apenas para fundição por gravidade do tipo metal ou fundição de baixa pressão, mas também para fundição em areia de ferro e fundição centrífuga a quente; Pode ser utilizado não apenas na produção de fundição de ferro fundido e ligas não ferrosas, mas também na produção de peças de aço fundido.

Em segundo lugar, preparando areia revestida

1. Composição da areia revestida

Via de regra, é composto por materiais refratários, um aglutinante, um endurecedor, um lubrificante e aditivos especiais.

(1) O material refratário é a parte principal da areia revestida. Os requisitos para materiais refratários são os seguintes: alta resistência ao fogo, menos substâncias voláteis, partículas mais arredondadas, mais duras e assim por diante. Normalmente, é usada areia de quartzo raspador natural. Requisitos para areia de quartzo: alto teor de SiO2 (fundições de ferro fundido e ligas não ferrosas requerem mais de 90%, fundições de aço requerem mais de 97%); teor de sujeira não superior a 0,3% (areia raspadora) - [o teor de sujeira da areia lavada com água é inferior ao previsto; tamanho de partícula ① distribuição do número de peneiras adjacentes de 3 a 5; partículas arredondadas, o coeficiente angular não deve ser superior a 1,3; o valor do consumo de ácido é de pelo menos 5 ml.

(2) A resina fenólica é geralmente usada como aglutinante.

(3) A hexamina é geralmente usada como endurecedor; O estearato de cálcio é comumente usado como lubrificante, cuja função é evitar a aglomeração da areia revestida e aumentar a fluidez. O principal papel dos aditivos é melhorar o desempenho da areia revestida.

(4) Proporção básica de areia revestida Ingredientes Proporção (fração de massa, %) Descrição: areia bruta 100 areia esfregada, resina fenólica 1,0 ~ 3,0 em peso de areia bruta, ácido urolitiofosfórico (solução aquosa 2) 10 ~ 15 em peso resinas, cálcio estearato 5 ~ 7 em peso de resina, aditivos 0,1 ~ 0,5 em peso de areia original.1:2) 10 ~ 15 em peso de resina, estearato de cálcio 5 ~ 7 em peso de resina, aditivos 0,1 ~ 0,5 em peso da areia original. ～Aditivos de 0,1 a 0,5% do peso da areia original.

2. Processo de produção de areia revestida

O processo de preparação da areia revestida possui principalmente três tipos: revestimento a frio, revestimento quente e revestimento a quente, atualmente a produção de areia revestida quase sempre utiliza o método de revestimento a quente. O processo de laminação a quente envolve aquecer a areia bruta a uma determinada temperatura, depois misturar e amassar com resina, metenamina aquosa e estearato de cálcio, respectivamente, e depois triturar e peneirar após o resfriamento. O processo de mistura é diferente devido à diferença na fórmula. Atualmente, existem muitos tipos de linhas de produção de areia para laminação doméstica, cerca de 2.000 ~ 2.300 linhas de produção semiautomáticas de carregamento manual e cerca de 50 linhas de produção automáticas controladas por computador, que melhoraram efetivamente a eficiência da produção e a estabilidade do produto. Por exemplo, a linha de produção visual automatizada da XX Foundry Co., Ltd. Possui controle de tempo de alimentação com precisão de 0,1 segundos, controle de temperatura de aquecimento com precisão de 1/10 ℃, podendo observar o estado de mistura da areia por meio de vídeo, e a eficiência de produção chega a 6 toneladas por hora.

3. Principais tipos de produtos de areia revestida

(1) Tipo regular de areia revestida Areia revestida regular, ou seja, a areia revestida tradicional é geralmente composta de areia de quartzo, resina fenólica termoplástica, urolitiofosfato e estearato de cálcio, sem aditivos, e a quantidade de resina adicionada é geralmente relativamente alta sob certos requisitos de resistência, e não possui as características de resistência a altas temperaturas, baixa expansão e baixa emissão de gases, o que é adequado para produção de peças fundidas com requisitos menos rigorosos.

(2) Areia de laminação de alta resistência e baixa aeração Características: Alta resistência, baixa expansão, baixa desgaseificação, desgaseificação lenta, antioxidante Introdução: A areia de laminação de alta resistência e baixa aeração é um produto mais recente da areia de laminação comum. Graças à adição de aditivos e a um novo processo de formulação, a dosagem de resina é significativamente reduzida e a resistência da areia para laminação é mais de 30% superior à da areia para laminação convencional. Sua resistência é superior à da areia revestida comum em mais de 30%, e a quantidade de geração de gás é bastante reduzida e a taxa de geração de gás pode ser desacelerada, para que possa ser melhor adaptada às necessidades de produção de fundição. Este tipo de areia revestida é principalmente adequada para a produção de peças de ferro fundido, peças fundidas de aço de pequeno e médio porte e ligas de aço fundido. Atualmente existem três séries deste tipo de areia revestida: areia revestida GD-1 de alta resistência e baixo teor de gás; GD-2 de alta resistência e baixa expansão e areia revestida com baixo teor de gás; GD-3 é uma areia de alta resistência, baixa expansão e baixo teor de gás com revestimento antioxidante.

(3) Areia revestida resistente a altas temperaturas (tipo) (tipo ND) Características: resistência a altas temperaturas, alta resistência, baixa expansão, baixa liberação de gases, liberação lenta de gases, fácil de quebrar, antioxidante Introdução: Areia revestida resistente a altas temperaturas é um novo tipo de areia revestida com excelentes características de alta temperatura (alta resistência em altas temperaturas, longo tempo de resistência ao calor, baixa expansão térmica, baixa emissão de gases) e características abrangentes de fundição obtidas por tecnologia de fórmula especial. Este tipo de areia revestida é especialmente adequada para peças complexas de ferro fundido de precisão de paredes finas (como bloco de motor de automóvel, cabeçote de cilindro, etc.) e altos requisitos de produção de peças de aço fundido (como canto de contêiner e frenagem de trem; em casco de navio peças, etc.), pode efetivamente eliminar aderência de areia, deformação, rachaduras térmicas e porosidade e outros defeitos de fundição. Existem atualmente quatro séries deste filme de areia: filme de areia VND-1 resistente a altas temperaturas. ND-2 areia de revestimento antioxidante resistente a altas temperaturas, baixa expansão e baixa liberação de gás ND-3 resistente a altas temperaturas, baixa expansão e baixa liberação de gás areia de revestimento antioxidante ND-4 areia revestida de fundo de alta resistência resistente a altas temperaturas, baixa expansão e baixa liberação de gás.

(4) Areia revestida de fácil dispersão, com boa resistência e excelente dispersibilidade em baixas temperaturas, adequada para a produção de peças fundidas de metais não ferrosos.

(5) outros requisitos especiais de filme de areia, a fim de se adaptar às necessidades de diferentes produtos, o desenvolvimento de uma série de filmes de areia especiais, tais como: filme de areia de fundição centrífuga, filme de areia fria, filme de areia úmida, areia antiaderente , pintura anti-veia, filme de areia anticelulite e assim por diante.

Em terceiro lugar, o processo básico de fabricação de núcleo de areia de filme

Temperatura de aquecimento 200-300 ℃, tempo de cura 30-150s, pressão de areia 0,15-0,60MPa. Forma de núcleo simples, boa fluidez da areia revestida pode ser usada para selecionar menor pressão de areia, núcleos de areia finos para selecionar temperatura de aquecimento mais baixa, temperatura de aquecimento pode ser adequadamente prolongada, tempo de cura, etc. Vantagens do processo central: características de resistência adequadas; boa fluidez; boa qualidade superficial do núcleo de areia (Ra = 6,3-12,5 µm); anti-higroscopicidade do núcleo de areia; boa fresagem, fundição fácil de limpar.

1. Temperatura de fundição (molde)

A temperatura de fundição é um dos principais fatores que afetam a espessura e a resistência da camada de casca, geralmente controlada em 220 ~ 260 ℃ e selecionada de acordo com os seguintes princípios.

(1) Garantir que a areia de revestimento tenha calor suficiente para amolecer a resina e polimerizar;

(2) Garantir a formação da espessura necessária da casca e que o tipo de superfície da casca (núcleo) não seja queimado;

(3) Tente reduzir o tempo de descascamento e cura para melhorar a produtividade.

2. Pressão e tempo de injeção de areia O tempo de injeção de areia é geralmente controlado em 3 ~ 10s, um tempo muito curto, a areia (núcleo) não pode ser formada. A pressão de injeção de areia é geralmente de cerca de 0,6 MPa; a pressão é muito baixa, é fácil causar fenômeno de disparo insuficiente ou solto.

3. Tempo de solidificação: A duração do tempo de solidificação depende principalmente da espessura da areia (núcleo) e da temperatura do modelo de fundição, geralmente variando de 60 a 120s. O tempo é muito curto, a camada de casca não está completamente curada com baixa resistência; o tempo é muito longo, a camada superficial de areia (núcleo) é fácil de queimar e afeta a qualidade das peças fundidas. Exemplo de parâmetros de processo de fundição em areia revestida (núcleo): Não. Espessura da casca (㎜) Peso (kg) Temperatura de fundição (℃) Tempo (s) de injeção de areia) Tempo (s) de solidificação 1 (manga guia) DN80-05 8~10 2,5 ~ 2,6 220 ~ 240 2 ~ 3 60 ~ 80 2 (corpo da válvula) DN05-01 10 ~ 12 3,75 ~ 3,8 240 ~ 260 3 ~ 5 80 ~ 100

Quarto, Aplicação de Problemas de Areia Revestida e Soluções de Contramedidas

Existem muitos tipos de métodos de fabricação de núcleos, no total podem ser divididos em duas categorias de métodos termoendurecíveis e métodos sólidos a frio. A fabricação de núcleos com revestimento de areia se enquadra na categoria de métodos termoendurecíveis. Qualquer tipo de método de fabricação de varetas tem suas próprias vantagens e desvantagens, que dependem principalmente dos requisitos de qualidade do produto, complexidade, lote de produção, custos de produção, preço do produto e outros fatores para decidir qual método de fabricação de varetas escolher. Os requisitos de qualidade da superfície da cavidade de fundição são altos, os requisitos de precisão dimensional são altos e o molde complexo do núcleo de areia usando núcleo de areia revestido é muito eficaz. Por exemplo: núcleo de areia de entrada e exaustão da cabeça do cilindro do motor de automóvel, núcleo de areia de via de água, núcleo de areia de via de óleo, núcleo de areia de via de água do bloco de cilindros, núcleo de areia de via de óleo, coletor de admissão, núcleo de areia de coletor de escapamento, núcleo de areia de corredor de válvula hidráulica, núcleo de areia do turbocompressor do caminho de ar do automóvel e assim por diante. Mas no uso de areia revestida muitas vezes há alguns problemas, aqui apenas no trabalho de experiência para falar sobre um ou dois.

1. A resistência da areia e a determinação da quantidade de gás na qualidade original da areia e da resina sob a premissa de um certo número de fatores-chave que afetam a resistência da areia são obtidas principalmente da quantidade de resina fenólica adicionada. Se for adicionada mais resina fenólica, a resistência aumenta, mas a quantidade de gás também aumenta e a frangibilidade diminui. Portanto, durante a produção é necessário controlar a resistência da areia para reduzir a quantidade de gás e melhorar a destrutibilidade. Na elaboração dos padrões de resistência, é necessário encontrar um ponto de equilíbrio; Este equilíbrio visa garantir a qualidade da superfície do núcleo de areia e, no vazamento, não produzir deformação ou destruição do núcleo na condição de resistência. Assim, para garantir a qualidade da superfície das peças fundidas e a precisão dimensional, mas também para reduzir a quantidade de gás, reduzir os defeitos de porosidade da peça fundida, melhorar o desempenho da areia do núcleo de areia. O armazenamento do núcleo de areia e o processo de processamento podem ser usados ​​no aparelho da estação de trabalho, no carrinho do núcleo de areia e em cima de uma esponja de 10 mm a 15 mm de espessura, o que pode reduzir a taxa de perda do núcleo de areia.

2. Período de armazenamento do núcleo de areia coberto Qualquer núcleo de areia absorverá umidade, especialmente na região sul de umidade relativa, o núcleo de areia deve ser armazenado em documentos de processo a serem especificados em documentos de processo, o uso de produção enxuta primeiro em primeiro- reduzir a produção para reduzir a quantidade de armazenamento de núcleo de areia e o período de armazenamento, e reduzir a quantidade de armazenamento de núcleo de areia. É necessário prever no documento tecnológico o prazo de validade do núcleo de areia e reduzir a quantidade e o prazo de validade do núcleo de areia através do uso da produção enxuta de acordo com o princípio “primeiro-primeiro-primeiro”. Cada instalação deve combinar as próprias condições da planta e as condições climáticas locais para determinar o período de armazenamento do núcleo de areia.

3. Controle de qualidade do fornecimento de areia laminada A areia laminada deve ser acompanhada de informações de garantia de qualidade do fornecedor e do empreendimento de acordo com as normas de amostragem para inspeção, verificando a qualificação antes de entrar no armazém. As empresas de teste de amostra não conseguiram garantir a garantia de qualidade e os departamentos técnicos para fazer os resultados do processamento, é ceder para aceitar ou devolver ao fornecedor.

4. Areia revestida qualificada no núcleo é encontrada na trinca do núcleo e a deformação do núcleo é geralmente considerada resultado da baixa resistência da areia revestida. Na verdade, a destruição e deformação do núcleo de areia envolverá muitos processos de produção. Quando ocorre uma situação anormal, é necessário descobrir a verdadeira causa para resolver o problema. Os motivos específicos são:

(1) a temperatura do molde ao fazer o núcleo e o tempo de residência no molde relacionado à espessura de solidificação da camada do núcleo para atender aos requisitos do processo. Os parâmetros de processo ali especificados devem ter uma determinada faixa, e essa faixa deve depender da habilidade do operador. Quando a temperatura do molde está no limite superior, o tempo de retenção pode ser considerado o limite inferior, e quando a temperatura do molde está no limite inferior, o tempo de retenção pode ser considerado o limite superior. Os operadores devem passar por treinamento contínuo para melhorar suas habilidades operacionais.

(2) Na confecção do núcleo, partículas de resina fenólica e areia cairão sobre o molde, que devem ser removidas a tempo e pulverizadas com desmoldante, caso contrário elas se acumularão cada vez mais, e o núcleo será arrancado ou deformado quando o molde é aberto.

(3) A barra superior da mola no molde estático da caixa do núcleo quente pode fazer com que o núcleo se quebre ou fique deformado devido à perda de elasticidade quando usado por um longo período sob condições de alta temperatura. A mola deve ser substituída em tempo hábil.

(4) Os moldes móveis e estáticos não estão paralelos ou na mesma linha central, quando o molde é fechado sob a pressão do cilindro ou cilindro de ar, a extremidade frontal do pino de travamento tem um período de inclinação, o molde ainda será hermeticamente fechado, mas quando o molde é aberto, os moldes móveis e estáticos ainda retornarão ao seu estado original, fazendo com que o núcleo se quebre ou fique deformado. Nesse caso, a areia fugirá quando a areia for atirada e o tamanho do núcleo de areia será maior. A solução reside no ajuste oportuno do paralelismo e alinhamento da forma.

(5) no núcleo da máquina de produção de núcleo de areia oca, o núcleo de areia da areia revestida não curada deve ser reutilizado, deve ser peneirado e a areia revestida não utilizada de acordo com a proporção de 3:7 misturada usando o núcleo, de modo que para garantir a qualidade da superfície do núcleo de areia e a resistência do núcleo de areia.