如何根据合金种类制定湿型砂配比？

由于铸铁件、铸钢件和铸造非铁合金件的合金特性和浇注温度不同,因此它们用的湿型砂配方也不相同。

铸铁件的合金熔点较高(略低于铸钢),浇注温度一般为1200～1400℃,因此对湿型砂耐火度的要求可比铸钢件低。

铸铁件湿型砂的显著特点是其中普遍加入了煤粉,因而亦称“煤粉砂”。煤粉的作用主要在于防止粘砂,如煤粉与渣油液混合使用可使铸铁件表面更加光洁,同时减小了夹砂缺陷的倾向,还有利于保持型砂中水分和消除型砂中的团块,使型砂比较松软,从而使流动性得到改善。

铸铁件用的湿型砂配比,工厂习惯将旧砂和新砂之和作为100(质量份),膨润土、煤粉和其他附加物在100之外。之所以这样,是因为在实际生产中旧砂与新砂的加入量基本保持不变,而粘土、煤粉等附加物的加入量需要根据型砂性能的要求和变化随时调整,如果将旧砂、新砂、各种附加物、水一起算做100,则一旦调整其中的某一种材料的加入量,那么各种材料的质量份就必须重新计算,而且新、旧砂的质量份会出现小数点以后的数字,计算和控制都十分麻烦。在型砂配比中,旧砂加入量一般为80～95,新砂加入量为5～20(生产砂芯多的铸件时,因大量芯砂进入旧砂系统,新砂加入量减为0～5),活性膨润土加入量为6～10,有效煤粉加入量为2～7,如有需要还可以加入0.5～1.0的α淀粉,以改善型砂性能。

铸钢件的合金熔点很高,浇注温度高达1500～1650℃,因此要求混型砂有较高的耐火度和透气性。(www.xing528.com)

在铸钢件用的湿型砂中,新砂所占比例较大,膨润土加入量也相应增多。为提高型砂性能,常加入少量有机水溶性粘结剂(例如糊精、α淀粉)等附加物。

铸造非铁合金件的合金(铜合金、铝合金、镁合金)熔点一般不高,铜合金浇注温度约1200℃,铝合金浇注温度一般不超过700～800℃,镁合金浇注温度更低,因此时湿型砂的耐火度和化学热稳定性要求不高。但非铁合金液一般极易氧化,主要要求是防止合金液渗入铸型,要求铸件有较清晰的轮廓、美观及尺寸比较精确,因此,原砂粒度一般较细,含水量较低,以减少型砂的发气量和提高流动性。铸造铜合金的湿型砂中常加入重油以提高铸件的表面质量。在铸造镁合金的湿型砂中,还需加入保护剂,如硫磺粉、硼酸等,以防止镁液氧化。

膨润土和煤粉的加入量必须根据所生产的铸件不同和铸件品质情况具体确定。如果在一个型砂系统的造型线上生产几种铸件的砂铁比不同、芯砂流入量不同和工艺参数不同,则回用旧砂中的活性膨润土含量、有效煤粉含量都不相同。若始终按照固定批料配方所规定的膨润土和煤粉补加量进行加料和混砂,即使型砂紧实率符合要求,也会造成型砂性能波动和铸件废品率增高。为此,生产多种铸件的型砂系统应当根据每天的生产计划来改变膨润土和煤粉的加入量。

相关铸造造型材料手册列出了一些铸铁件、铸钢件、非铁合金件湿型砂所用或曾经使用的配比和性能实例。需要说明的是,这些配方分别是根据各厂的具体条件制定的,包括原材料来源及性能、造型方法、铸件材质及大小、壁厚、生产习惯、检测仪器等许多因素,型砂性能的取样大多是从混砂机旁,而不是从造型处,而且数值也并非全部合理,因此仅供相关工厂参考,而不是作为推荐,其他工厂不可照搬。