煤粉的代用品及主要类型

煤粉代用品是指在湿型砂中可以完全替代或部分替代煤粉的材料,在混砂时与煤粉共同加入,相互配合使用。作为湿型铸造的煤粉代用品种类繁多,分类介绍如下:

(1)油类 主要是石油炼制过程中的油状产品或副产品,这些产品的光亮碳形成能力约为40%。如果油类的粘度不高,可以在混砂时直接加入。例如用废机油代替部分煤粉,面砂中加入煤粉的质量分数为2%～3%,废机油的质量分数为0.6%～1%,使铸件的表面粘砂有所改善,提高起模性,气孔类缺陷下降。但是废机油的来源有限,不适合大量生产中应用,常用渣油代替。

(2)合成树脂及聚合物 可以是粉状的聚苯乙烯、聚丙烯酸胺、聚乙烯、聚丙烯、聚酯等。其中常以聚苯乙烯作为煤粉代用品。聚苯乙烯的光亮碳形成能力高达80%～85%,挥发分接近100%,平均粒度0.15mm,型砂中加入量仅为煤粉质量的1/9～1/6。由煤粉更换成聚苯乙烯粉以后,型砂的需水量可降低20%,透气性提高,气孔缺陷减少；型砂紧实流动性提高,砂型紧实度增加,铸件尺寸更精确；车间空气中CO含量降低,浇注时产生的苯乙烯单体含量未超过允许含量。用煤粉时,车间粉尘中煤粉残留物约为50%,而聚苯乙烯不存在这种残留物,对环境和工作场地的污染最小。但是在各种煤粉代用品中聚苯乙烯的价格最贵。(www.xing528.com)

(3)植物类产品 有粉状淀粉(普通淀粉、淀粉和面粉)、植物树脂、植物纤维粉等材料。虽然淀粉并不形成光亮碳,但能有效地防止铸件粘砂。例如在手工造型的湿型砂中加入质量分数为1%的面粉可以大大改善铸铁件表面质量。我国有两家静压造型的铸造工厂,按照日本汽车铸造工厂的技术,在灰铸铁型砂中不加煤粉,改为加入α淀粉。其中一家工厂的型砂中泥的质量分数降为8%～9%、紧实率为35%～40%时,型砂中水的质量分数只有2.4%～2.7%,透气性高达200～240。另一家工厂型砂中泥的质量分数降为7%～11%,型砂中水的质量分数为2.7%～3.2%,透气性为160～200。由于型砂中不加煤粉就可以减少型砂的有效膨润土含量,并使含水量降低。不加煤粉还可以使型砂的流动性好、起模容易、对环境污染小。但在较大规模铸造生产中,使用淀粉完全替代煤粉会使铸件生产成本提高,因此只在混制面砂时加入淀粉,也可以按一定比例同时加入淀粉和煤粉,以降低淀粉的消耗。

市场上还有多种“抗粘砂添加剂”、“光亮剂”、“湿型覆膜剂”等商品销售。但出于商业目的,都不曾明确说明产品的有效成分,也给不出与铸件质量有关的检验指标(如光亮碳形成能力、焦渣特征、灰分、挥发分等)。建议铸造厂在选用任何煤粉代用品之前,应该持慎重态度,一定先进行试验,例如用同样铁液一次浇出四块阶梯试块进行比较,或是先用该产品小规模使用一段时间(如1年),再根据铸件质量和型砂性能的变化决定是否继续长期扩大应用该种产品。