Ứng dụng của cát ốp trong đúc

Đúc cát tráng trong ngành đúc có lịch sử khá lâu đời và sản lượng đúc cũng khá lớn. Nhưng khi sử dụng vật liệu đúc cát tráng, việc sản xuất vật đúc thép chính xác gặp rất nhiều vấn đề: cát dính (sẹo), phân tầng lạnh, xốp. Làm thế nào để giải quyết những vấn đề này vẫn còn phải xem thêm.

Đầu tiên là Kiến Thức Và Hiểu Biết Về Cát Phim (Cát Phim Là Một Loại Chất Kết Dính Hữu Cơ, Cát Lõi)

(1) Đặc điểm của cát phủ: đặc tính cường độ phù hợp; tính lưu động tốt, được làm từ cát, đường viền của lõi cát rõ ràng, tổ chức chặt chẽ, có khả năng tạo ra lõi cát phức tạp; chất lượng bề mặt cát (lõi), độ nhám bề mặt lên tới Ra = 6,3 ~ 12,5 μm, độ chính xác kích thước lên đến mức CT7 ~ CT9; Quá trình xay xát tốt và vật đúc dễ dàng làm sạch.

(2) Phạm vi ứng dụng: Cát phủ có thể được sử dụng để làm khuôn đúc và lõi cát, còn khuôn hoặc lõi cát phủ có thể được sử dụng kết hợp với nhau cũng như với các khuôn cát (lõi) khác; Nó không chỉ có thể được sử dụng để đúc trọng lực loại kim loại hoặc đúc áp suất thấp mà còn để đúc cát sắt và đúc ly tâm nóng; Nó có thể được sử dụng không chỉ trong sản xuất gang và đúc hợp kim màu mà còn trong sản xuất các bộ phận bằng thép đúc.

Thứ hai, chuẩn bị cát tráng

1. Thành phần cát phủ

Theo quy định, nó bao gồm các vật liệu chịu lửa, chất kết dính, chất làm cứng, chất bôi trơn và các chất phụ gia đặc biệt.

(1) Vật liệu chịu lửa là thành phần chính của cát phủ. Các yêu cầu đối với vật liệu chịu lửa như sau: khả năng chống cháy cao, ít chất dễ bay hơi, các hạt tròn hơn, cứng hơn, v.v. Thông thường người ta sử dụng cát thạch anh tự nhiên. Yêu cầu đối với cát thạch anh: hàm lượng SiO2 cao (đúc gang và hợp kim màu yêu cầu trên 90%, đúc thép yêu cầu trên 97%); hàm lượng chất bẩn không quá 0,3% (Cát cạp) - [hàm lượng chất bẩn cát rửa bằng nước nhỏ hơn quy định; kích thước hạt ① phân bố số lượng sàng 3 ~ 5 liền kề; hạt tròn, hệ số góc không quá 1,3; giá trị tiêu thụ axit ít nhất là 5 ml.

(2) Nhựa phenolic thường được sử dụng làm chất kết dính.

(3) Hexamine thường được sử dụng làm chất làm cứng; Canxi stearat thường được sử dụng làm chất bôi trơn, chức năng của nó là ngăn chặn sự kết tụ của cát phủ và tăng tính lưu động. Vai trò chính của phụ gia là cải thiện hiệu suất của cát phủ.

(4) Tỷ lệ cơ bản của cát phủ Thành phần Tỷ lệ (phần khối lượng, %) Mô tả: cát thô 100 cát chà, nhựa phenolic 1,0 ~ 3,0 theo trọng lượng cát thô, axit urolithiophosphoric (dung dịch nước 2) 10 ~ 15 theo trọng lượng nhựa, canxi stearat 5 ~ 7 theo trọng lượng của nhựa, chất phụ gia 0,1 ~ 0,5 theo trọng lượng của cát ban đầu.1:2) 10 ~ 15 theo trọng lượng của nhựa, canxi stearate 5 ~ 7 theo trọng lượng của nhựa, phụ gia 0,1 ~ 0,5 theo trọng lượng của cát ban đầu. ～Phụ gia từ 0,1 đến 0,5% trọng lượng của cát ban đầu.

2. Quy trình sản xuất cát tráng

Quá trình chuẩn bị cát phủ chủ yếu có ba loại: phủ lạnh, phủ ấm và phủ nóng, hiện nay việc sản xuất cát phủ hầu như luôn sử dụng phương pháp phủ nóng. Quá trình cán nóng bao gồm làm nóng cát thô đến nhiệt độ nhất định, sau đó trộn và nhào với nhựa, methenamine và canxi stearate tương ứng, sau đó nghiền và rây sau khi làm nguội. Quá trình trộn khác nhau do sự khác biệt về công thức. Hiện nay, có nhiều loại dây chuyền sản xuất cát cán trong nước, khoảng 2000 ~ 2300 dây chuyền sản xuất bán tự động nạp thủ công và khoảng 50 dây chuyền sản xuất tự động điều khiển bằng máy tính, đã nâng cao hiệu quả sản xuất và độ ổn định của sản phẩm một cách hiệu quả. Ví dụ như dây chuyền sản xuất trực quan tự động của XX Foundry Co., Ltd. Nó có khả năng kiểm soát thời gian cấp liệu với độ chính xác 0,1 giây, kiểm soát nhiệt độ gia nhiệt với độ chính xác 1/10oC và có thể quan sát trạng thái trộn cát thông qua video và hiệu suất sản xuất đạt 6 tấn mỗi giờ.

3. Các loại sản phẩm chính của cát phủ

(1) Loại cát phủ thông thường Cát phủ thông thường, tức là Cát phủ truyền thống thường bao gồm cát thạch anh, nhựa phenolic nhiệt dẻo, urolithiophosphate và canxi stearate, không có chất phụ gia, và lượng nhựa được thêm vào thường tương đối cao theo yêu cầu cường độ nhất định và nó không có đặc tính chịu nhiệt độ cao, thấp giãn nở và phát thải khí thấp, phù hợp cho sản xuất đúc với yêu cầu ít nghiêm ngặt hơn.

(2) Cát cán cường độ cao và sục khí thấp Đặc điểm: Cường độ cao, độ giãn nở thấp, thoát khí thấp, thoát khí chậm, chống oxy hóa Giới thiệu: Cát cán cường độ cao và sục khí thấp là sản phẩm mới hơn của cát cán thông thường. Nhờ bổ sung các chất phụ gia và quy trình công thức mới, liều lượng nhựa giảm đáng kể và cường độ của cát cán cao hơn 30% so với cát cán thông thường. Độ bền của nó cao hơn cát phủ thông thường hơn 30%, lượng khí sinh ra giảm đi đáng kể và tốc độ sinh khí có thể chậm lại để có thể thích ứng tốt hơn với nhu cầu sản xuất đúc. Loại cát phủ này chủ yếu thích hợp để sản xuất các chi tiết bằng gang, thép đúc vừa và nhỏ, thép đúc hợp kim. Hiện tại có ba dòng cát phủ này: Cát phủ cường độ cao và ít khí GD-1; GD-2 cường độ cao, độ giãn nở thấp và cát phủ khí thấp; GD-3 là loại cát cường độ cao, độ trương nở thấp, ít khí với lớp phủ chống oxy hóa.

(3) Cát phủ (loại) chịu nhiệt độ cao (loại ND) Đặc điểm: chịu nhiệt độ cao, cường độ cao, độ giãn nở thấp, thoát khí thấp, thoát khí chậm, dễ phân hủy, chống oxy hóa Giới thiệu: Cát phủ chịu nhiệt độ cao là loại mới Cát phủ có đặc tính nhiệt độ cao tuyệt vời (cường độ cao ở nhiệt độ cao, thời gian chịu nhiệt dài, độ giãn nở nhiệt thấp, phát thải khí thấp) và đặc tính đúc toàn diện thu được bằng công nghệ công thức đặc biệt. Loại cát phủ này đặc biệt thích hợp cho các bộ phận bằng gang đúc chính xác có thành mỏng phức tạp (như khối động cơ ô tô, đầu xi lanh, v.v.) và các yêu cầu sản xuất cao của các bộ phận bằng thép đúc (như góc container và phanh tàu; trong thân tàu). các bộ phận, v.v.), có thể loại bỏ hiệu quả tình trạng dính cát, biến dạng, nứt nhiệt và độ xốp cũng như các khuyết tật đúc khác. Hiện nay có 4 dòng cát màng này: Cát màng chịu nhiệt độ cao 1 VNĐ. Cát phủ chống oxy hóa có độ giãn nở thấp và thoát khí thấp chịu nhiệt độ cao ND-2 ND-4 Cát phủ đáy có độ giãn nở thấp và thoát khí thấp chịu nhiệt độ cao ND-4.

(4) Cát phủ dễ phân tán Có độ bền tốt và khả năng phân tán ở nhiệt độ thấp tuyệt vời, thích hợp cho việc sản xuất vật đúc kim loại màu.

(5) các yêu cầu đặc biệt khác của màng cát để thích ứng với nhu cầu của các sản phẩm khác nhau, phát triển một loạt màng cát đặc biệt, như: màng cát đúc ly tâm, màng cát lạnh, màng cát ướt, cát chống dính , sơn chống tĩnh mạch, màng cát chống cellulite, v.v.

Thứ ba, quy trình cơ bản làm lõi cát màng

Nhiệt độ gia nhiệt 200-300oC, thời gian lưu hóa 30-150 giây, áp suất cát 0,15-0,60MPa. Hình dạng lõi đơn giản, tính lưu động tốt của cát phủ có thể được sử dụng để chọn áp suất cát thấp hơn, lõi cát mỏng để chọn nhiệt độ gia nhiệt thấp hơn, nhiệt độ gia nhiệt có thể kéo dài thời gian lưu hóa một cách thích hợp, v.v. Nhựa dùng để phủ cát là nhựa phenolic. Ưu điểm của quy trình cốt lõi: đặc tính cường độ phù hợp; tính lưu loát tốt; chất lượng bề mặt lõi cát tốt (Ra = 6,3-12,5 µm); khả năng hút ẩm của lõi cát; xay xát tốt, đúc dễ làm sạch.

1. Nhiệt độ đúc (khuôn)

Nhiệt độ đúc là một trong những yếu tố chính ảnh hưởng đến độ dày và độ bền của lớp vỏ, thường được kiểm soát ở 220 ~ 260oC và được lựa chọn theo các nguyên tắc sau.

(1) Đảm bảo cát phủ có đủ nhiệt để làm mềm nhựa và polyme hóa;

(2) Đảm bảo hình thành chiều dày vỏ yêu cầu và loại bề mặt vỏ (lõi) không bị cháy;

(3) Cố gắng rút ngắn thời gian bóc vỏ và bảo dưỡng để nâng cao năng suất.

2. Áp suất và thời gian phun cát Thời gian phun cát thường được kiểm soát trong 3 ~ 10 giây, thời gian quá ngắn sẽ không thể hình thành cát (lõi). Áp suất phun cát thường khoảng 0,6MPa; áp suất quá thấp dễ gây ra hiện tượng thiếu lực hoặc lỏng lẻo.

3. Thời gian hóa rắn: Độ dài của thời gian hóa rắn phụ thuộc chủ yếu vào độ dày của cát (lõi) và nhiệt độ của mô hình đúc, thường dao động từ 60 đến 120 giây. Thời gian quá ngắn, lớp vỏ chưa được xử lý hoàn toàn với cường độ thấp; thời gian quá dài, lớp bề mặt cát (lõi) dễ cháy ảnh hưởng đến chất lượng vật đúc. Ví dụ về thông số quy trình đúc cát tráng (lõi): STT Độ dày vỏ (㎜) Trọng lượng (kg) Nhiệt độ đúc (oC) Thời gian phun cát (giây) Thời gian hóa rắn (giây) 1 (ống dẫn hướng) DN80-05 8～10 2.5 ～ 2.6 220～240 2～3 60～80 2 (thân van) DN05-01 10～12 3.75～3.8 240～260 3～5 80～100

Thứ tư, Ứng dụng các vấn đề về cát phủ và giải pháp khắc phục

Có nhiều loại phương pháp sản xuất lõi, tổng cộng có thể được chia thành hai loại phương pháp nhiệt rắn và phương pháp rắn lạnh, sản xuất lõi phủ cát thuộc loại phương pháp nhiệt rắn. Bất kỳ loại phương pháp làm que nào cũng có những ưu điểm và nhược điểm riêng, chủ yếu phụ thuộc vào yêu cầu chất lượng sản phẩm, độ phức tạp, lô sản xuất, chi phí sản xuất, giá sản phẩm và các yếu tố khác để quyết định lựa chọn phương pháp làm que nào. Yêu cầu chất lượng bề mặt của khoang đúc cao, yêu cầu độ chính xác về kích thước cao và khuôn lõi cát phức tạp sử dụng lõi cát tráng rất hiệu quả. Ví dụ: lõi cát đầu vào và ống xả động cơ ô tô, lõi cát đường nước, lõi cát đường dầu, lõi cát đường nước khối xi lanh, lõi cát đường dầu, ống nạp, lõi cát vỏ ống xả, lõi cát chạy van thủy lực, lõi cát của bộ tăng áp đường dẫn khí ô tô, v.v. Nhưng trong quá trình sử dụng cát phủ thường gặp phải một số vấn đề, ở đây chỉ dựa vào kinh nghiệm làm việc thì mới nói đến một hoặc hai vấn đề.

1. Độ bền của cát và việc xác định lượng khí trong chất lượng cát ban đầu và chất lượng nhựa dựa trên tiền đề của một số yếu tố chính ảnh hưởng đến độ bền của cát chủ yếu được lấy từ lượng nhựa phenolic được thêm vào. Nếu thêm nhiều nhựa phenolic thì độ bền tăng lên nhưng lượng khí cũng tăng lên và độ dễ vỡ giảm đi. Vì vậy, trong quá trình sản xuất cần kiểm soát cường độ của cát để giảm lượng khí và nâng cao khả năng phá hủy khi xây dựng tiêu chuẩn cường độ cần tìm điểm cân bằng. Sự cân bằng này nhằm đảm bảo chất lượng bề mặt của lõi cát và khi đổ không làm biến dạng hoặc phá hủy lõi ở điều kiện cường độ ban đầu. Vì vậy, để đảm bảo chất lượng bề mặt của vật đúc và độ chính xác về kích thước, đồng thời giảm lượng khí, giảm khuyết tật về độ xốp của vật đúc và cải thiện hiệu suất của cát lõi cát. Quá trình lưu trữ, xử lý lõi cát có thể được sử dụng trong thiết bị máy trạm, xe chở lõi cát và trên lớp xốp dày 10 mm ~ 15 mm, có thể làm giảm tỷ lệ thất thoát lõi cát.

2. Thời gian lưu trữ lõi cát có mái che Bất kỳ lõi cát nào cũng sẽ hấp thụ độ ẩm, đặc biệt là ở khu vực phía Nam có độ ẩm tương đối, lõi cát phải được lưu trữ trong các tài liệu quy trình được quy định trong tài liệu quy trình, việc sử dụng sản xuất tinh gọn trước tiên- ra ngoài sản xuất để giảm lượng lưu trữ và thời gian lưu trữ lõi cát, đồng thời giảm lượng lưu trữ lõi cát. Cần quy định trong tài liệu công nghệ về thời hạn sử dụng của lõi cát và giảm số lượng, thời hạn sử dụng của lõi cát thông qua việc sử dụng sản xuất tinh gọn theo nguyên tắc “trước tiên trước tiên”. Mỗi cơ sở phải kết hợp điều kiện nhà máy của mình và điều kiện khí hậu địa phương để xác định thời gian lưu trữ lõi cát.

3. Kiểm soát chất lượng nguồn cung cấp cát nhiều lớp Cát nhiều lớp phải kèm theo thông tin đảm bảo chất lượng của nhà cung cấp, và doanh nghiệp theo đúng tiêu chuẩn lấy mẫu để kiểm tra, kiểm tra đủ điều kiện trước khi vào kho. Doanh nghiệp kiểm tra mẫu không đảm bảo chất lượng và bộ phận kỹ thuật đưa ra kết quả xử lý nên đành chấp nhận hoặc trả lại nhà cung cấp.

4. Cát phủ đủ tiêu chuẩn trong lõi được tìm thấy trong vết nứt lõi và biến dạng lõi. Vết nứt và biến dạng lõi thường được cho là kết quả của cường độ thấp của cát phủ. Trên thực tế, sự phá hủy và biến dạng của lõi cát sẽ liên quan đến nhiều quá trình sản xuất. Khi xảy ra tình trạng bất thường cần phải tìm ra nguyên nhân thực sự để giải quyết vấn đề. Những lý do cụ thể là:

(1) nhiệt độ khuôn khi chế tạo lõi và thời gian lưu trong khuôn liên quan đến độ dày đông đặc của da lõi để đáp ứng các yêu cầu của quy trình. Các tham số quy trình được chỉ định trong đó phải có một phạm vi nhất định và phạm vi này phải phụ thuộc vào kỹ năng của người vận hành. Khi nhiệt độ khuôn ở giới hạn trên, thời gian giữ có thể được lấy là giới hạn dưới và khi nhiệt độ khuôn ở giới hạn dưới, thời gian giữ có thể được lấy làm giới hạn trên. Người vận hành phải được đào tạo liên tục để nâng cao kỹ năng vận hành của họ.

(2) Khi làm lõi, các hạt nhựa phenolic và cát sẽ rơi xuống khuôn, phải loại bỏ kịp thời và phun chất giải phóng khuôn, nếu không chúng sẽ tích tụ ngày càng nhiều và lõi sẽ bị rách hoặc biến dạng khi khuôn được mở ra.

(3) Thanh lò xo trên cùng của khuôn hộp lõi nóng tĩnh có thể khiến lõi bị gãy hoặc biến dạng do mất tính đàn hồi khi sử dụng lâu dài trong điều kiện nhiệt độ cao. Mùa xuân phải được thay thế kịp thời.

(4) Khuôn di động và khuôn tĩnh không song song hoặc nằm trên cùng một đường tâm, khi khuôn được đóng lại dưới áp suất của xi lanh hoặc xi lanh khí, đầu trước của chốt khóa có chu kỳ nghiêng thì khuôn vẫn bị đóng chặt nhưng khi mở khuôn ra, khuôn di động và tĩnh vẫn sẽ trở về trạng thái ban đầu khiến lõi bị gãy hoặc biến dạng. Trong trường hợp này, cát sẽ bay đi khi cát được bắn ra và kích thước của lõi cát sẽ lớn hơn. Giải pháp nằm ở việc điều chỉnh kịp thời độ song song và căn chỉnh của hình dạng.

(5) Trong vỏ lõi của máy sản xuất lõi cát rỗng, từ lõi cát từ cát phủ chưa qua xử lý phải được tái sử dụng, phải sàng lọc và cát tráng chưa sử dụng theo tỷ lệ 3:7 trộn sử dụng lõi sao cho để đảm bảo chất lượng bề mặt vỏ lõi cát và độ bền của lõi cát.