覆膜砂鑄鋼 高強(qiáng)度覆膜砂

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低發(fā)氣覆膜砂的應(yīng)用

　　氣孔是發(fā)動機(jī)鑄件常見的缺陷之一。覆膜砂的發(fā)氣量大是造成氣孔的主要原因，因此覆膜砂的發(fā)氣量是其使用性能的重要指標(biāo)。汽車鑄件使用的砂芯特別是鋁鑄件砂芯和水套芯，在保證強(qiáng)度的條件下對覆膜砂的發(fā)氣性能有較高要求。CA4GA發(fā)動機(jī)鑄件的覆膜砂強(qiáng)度和灼減指標(biāo)為常溫抗拉強(qiáng)度2.2~2.5MPa，灼減＜1.7%。

　　從指標(biāo)可以看出，鑄鐵件中的水套和鋁鑄件缸蓋等對覆膜砂的發(fā)氣要求最1高，因?yàn)檫@些鑄件因發(fā)氣所引起的氣孔缺陷最嚴(yán)重。如何保證強(qiáng)度而最1大可能地減少覆膜砂的發(fā)氣量，可以從原砂、樹脂、增強(qiáng)劑三個方面予以解決。

　?。?）原砂覆膜砂測得的發(fā)氣量不僅是樹脂、輔料高溫下產(chǎn)生的氣體量，也包括原砂在高溫下產(chǎn)生的氣體量，這些氣體主要是硅砂中的碳酸鹽、堿土金屬氧化物，以及雜質(zhì)中含有的微量結(jié)晶水氣化。即使使用烘干擦洗砂，如果不進(jìn)行焙燒，這些雜質(zhì)仍然存在，但如使用培燒砂，經(jīng)濟(jì)上不劃算、資源上也浪費(fèi)，因此使用低發(fā)氣性的再生砂

（2）樹脂配制低發(fā)氣覆膜砂應(yīng)選擇高強(qiáng)度樹脂，以減少砂芯在澆注過程中樹脂的發(fā)氣。高強(qiáng)度的樹脂聚合速度較慢，一般情況下超過50s。低聚速樹脂可以在制芯時(shí)增加固化時(shí)間，使有機(jī)氣體盡量在砂芯固化時(shí)發(fā)出，以減少澆注時(shí)的氣體量。

　　（3）增強(qiáng)劑配制一定強(qiáng)度指標(biāo)的覆膜砂時(shí)，加入適量增強(qiáng)劑如γ-氨基三乙氧基硅1烷，充分發(fā)揮樹脂和固化劑的粘結(jié)效率，達(dá)到少加樹脂的目的。

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覆膜砂的分類隨著覆膜砂應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)展，不同鑄造工藝、不同材質(zhì)要求以及不同結(jié)構(gòu)的鑄件對覆膜砂提出了不同的性能要求。自20世紀(jì)90年代以來，國內(nèi)開發(fā)了不同性能的覆膜砂，按其性能特點(diǎn)來劃分，可將國內(nèi)市場上的覆膜砂分為干態(tài)和濕態(tài)兩大類。其中干態(tài)類包括：普通類、耐高溫類、高強(qiáng)度低發(fā)氣類、易潰散類、離心鑄造類等。濕態(tài)覆膜砂包括機(jī)械類和手工類兩種。各類覆膜砂的主要成分、特點(diǎn)及適用范圍如下：

1.普通覆膜砂其組成通常由石英砂熱塑性酚醛樹脂、烏洛托1品和硬脂酸鈣構(gòu)成，不加有關(guān)添加劑。其樹脂加入量通常在一定強(qiáng)度要求下相對較高，不具備耐高溫、低膨脹、低發(fā)氣等特性，適用于一些要求不高、結(jié)構(gòu)較簡單的鑄鐵件生產(chǎn)。

2.高強(qiáng)度低發(fā)氣覆膜砂是在普通覆膜砂的基礎(chǔ)上，通過加入有關(guān)特性的“添加劑”和采用新的配制工藝，使樹脂用量大幅下降，發(fā)氣量顯著降低，并能延緩發(fā)氣速度。該覆膜砂具有高強(qiáng)度、低膨脹、低發(fā)氣、慢發(fā)氣等特點(diǎn)，特別適用于鑄鐵件、中小鑄鋼件中要求發(fā)氣量低的砂芯，如閥體砂芯等。

3.耐高溫覆膜砂該砂一般是指覆膜砂的熱強(qiáng)度大、耐熱時(shí)間長、高溫變形小，而不是指其耐火度很高。它是通過特殊的工藝配方技術(shù)（一般都是在硅砂覆膜時(shí)加入一定量的惰性材料如銑砂、高鉻礦砂、含碳材料或其他惰性材料等），生產(chǎn)出具有優(yōu)異高溫性能和綜合鑄造性能的新型覆膜砂。具有耐高溫、高強(qiáng)度、低膨脹、低發(fā)氣、慢發(fā)氣等特點(diǎn)。特別適用于復(fù)雜薄壁精密的鑄鐵件（如汽車發(fā)動機(jī)缸體、缸蓋等）以及高要求的鑄鋼件（如集裝箱角和火車剎車緩沖器殼體等）的生產(chǎn)，可有效消除粘砂、變形、熱裂和氣孔等鑄造缺陷。

4.易潰散覆膜砂它是針對有色金屬（特別是鋁合金）鑄件不易清砂而研制的一種覆膜砂。該砂在具有較好的強(qiáng)度的同時(shí)具有優(yōu)異的低溫潰散性。用它生產(chǎn)有色金屬（鋁合金、銅合金等）鑄件，不需要將鑄件重新加熱來清砂，只需將澆注后的鑄件冷卻24小時(shí)后，即可振動落砂。5.離心鑄造覆膜砂該覆膜砂適用于離心鑄造工藝，可用它替代涂料生產(chǎn)離心鑄管等。根據(jù)鑄管材質(zhì)與直徑大小及技術(shù)要求不同，可加工成不同性能的離心鑄造覆膜砂。與其他各類覆膜砂的不同之處，是該覆膜砂的密度較大一些，發(fā)氣量較低且發(fā)氣速度慢。6.濕態(tài)機(jī)械類覆膜砂它是一種在室溫下呈濕態(tài)的覆膜砂。在室溫下長期存放不會自然固化（可存放1年以上），根據(jù)不同鑄件的技術(shù)要求可使用濕態(tài)高強(qiáng)度低發(fā)氣等各種不同特性的覆膜砂，該覆膜砂可完全替代熱芯盒砂（射芯機(jī)射頭不用改裝來生產(chǎn)各種材質(zhì)和各種類型的鑄件）。7.濕態(tài)手工類覆膜砂該覆膜砂濕壓強(qiáng)度可在0.1～0.3MPa內(nèi)任意調(diào)整。存放期超過3 個月，適用于手工造型或制芯（類似于桐油砂和合脂砂），在室溫下脫模后，將型（芯）放入烘箱或烘爐內(nèi)加熱，加熱溫度250～350℃，加熱時(shí)間3～10min，固化后的型（芯）具有強(qiáng)度高、發(fā)氣量低、蠕變形量小、不吸潮等特點(diǎn)。該覆膜砂適于單件、小批量及精度要求較高鑄件的生產(chǎn)，特別適于鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)采用。值得注意的是，在型（芯）加熱固化時(shí)，必須等待爐溫達(dá)到所需的溫度時(shí)才能放入加熱，切忌隨爐升溫加熱。

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隨著對鐵路高速重載要求的提高，90年代末期，鐵路貨車重要鑄鋼件開始采用干法落砂工藝，目前已普遍使用。干法落砂的使用，顯著減少了裂紋的產(chǎn)生，為鐵路貨車運(yùn)行安全減少了隱患。

搖枕、側(cè)架采用強(qiáng)力拋丸處理，提高了鑄件的表面質(zhì)量，同時(shí)在鑄件的表面形成壓應(yīng)力，以提高鑄件的表面強(qiáng)度，進(jìn)而提高鑄件的抗1疲勞性能。

貨車鑄鋼搖枕、側(cè)架為B+級鋼，采用正火熱處理工藝，車鉤為E級鋼，采用調(diào)質(zhì)熱處理工藝。為了提高鑄件熱處理質(zhì)量的一致性，車鉤已采用連續(xù)式熱處理工藝，搖枕、側(cè)架也已推廣使用連續(xù)式熱處理工藝。

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