1.基本要求
消失模铸造用的原砂多为硅砂,对于生产灰铸铁铸件、非铁金属铸件及普通铸钢件,原砂中SiO2的质量分数为90%~95%就足够,其平均粒度为AFS25~45。粒度过细,会阻碍浇注期间残留物的逸出,造成铸件的缺陷;粒度过粗,则会造成金属液渗入,使得铸件表面粗糙。原砂的粒度分布应集中,以保持该工艺所需的高透气性。砂子必须与涂料作为一个体系发挥作用,以获得最佳的铸造工作状态。
根据形状的不同,原砂可分为多角形、次角形和圆形等种类。粒度较粗的圆形砂,其流动和紧实性能好;粒度较细的多角形砂,其流动性较差,但更抗金属液的渗入,应根据实际情况选用。
2.原砂的性能指标
消失模铸造用砂的性能指标如下:
(1)透气性 为了让气体和液态热解残留物在浇注时从铸件型腔内逸出,干砂必须要有足够的透气性。较细的砂子透气性较低,粒度分布分散的砂子(即粗砂和细砂的混合)透气性也较低。所以,在消失模铸造中,单筛砂更受欢迎,但应重视原砂除尘。
对洁净的干砂而言,透气性取决于砂粒的大小。从要求较高的透气性来看,宜选用较粗的砂子。常用的干砂粒度为AFS25~45,即30号筛至70号筛之间。
干砂的粒度分布对透气性有显著的影响。例如,一定载荷下40号筛干砂的透气性为440,但具有相同AFS粒度的两筛分布的干砂在此载荷下的透气性仅为280左右,这主要是由于不同颗粒原砂互相镶嵌的现象降低了干砂的总体的透气性。(www.xing528.com)
原砂中含泥量过多及干砂中含有大量的粉尘,都会降低型砂的透气性,因此原砂中的含泥量或干砂中的含尘量应较小(质量分数为1%~3%)。原砂一般采用水洗砂,干砂处理循环中应注意风选除尘。
型砂的透气性建议在800~1000之间。
(2)灼烧减量 灼烧减量LOI是检验型砂体系性能的另一个重要指标,它可以监测凝结在砂粒上的液态热解残留物的累积情况。这种碳氢化合物残留物的聚积会使砂子的流动性降低。当型砂的灼烧减量(质量分数)超过0.25%时,砂子的流动性及其紧实性明显下降。
(3)偏析 砂子偏析是任何一个型砂体系中都受到关注的问题。在消失模铸造中,由于对透气性控制的要求,砂子偏析问题更显重要,因为砂子粒度分布的较小变化会使砂子性能发生很大的改变,从而影响型砂的流动、透气、紧实等性能,故在消失模铸造的型砂体系中,采取反偏析措施很重要。
型砂体系中,粉尘含量的增加是造成砂子偏析的主要原因之一。为了防止局部形成过多的粉尘,砂子应平稳输送。采用气力输送时,其拐弯处应使用半径较大的弯道,巨用于输送的压缩空气应干燥。型砂体系中应加强砂子的除尘、风选功能,巨需要有一台分选机将结块或其他残渣筛出。
(4)砂子的温度 砂子的温度过高会增加模样的变形。砂子在加砂、紧实之前应冷却到47℃以下。通常需要采用换热器来控制砂子的温度,特别是在大量生产的情况下,降低(或调节)砂子的温度是影响生产节奏的关键因素之一。
(5)含水量 型砂中的水分是产生许多铸造缺陷的根源。理想的干砂是没有水分的,但由于大气的湿度和凝结的作用,不可避免地会有微量水分的产生。通常要求干砂中水分的质量分数小于1%。
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