砂型、砂芯排气工艺在大型铸钢件中的应用_牟成海.pdf
《砂型、砂芯排气工艺在大型铸钢件中的应用_牟成海.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《砂型、砂芯排气工艺在大型铸钢件中的应用_牟成海.pdf(6页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、 年 月第 期大型铸锻件 铸 造砂型、砂芯排气工艺在大型铸钢件中的应用牟成海 郑小平 段善东 李江 龚斌 王浩(二重(德阳)重型装备有限公司,四川 德阳)摘要:介绍了大型铸钢件砂型、砂芯排气的重要作用及排气系统的工艺设计和应用。根据大型铸钢件的实际生产经验,对造型原辅材料质量指标的控制、砂型烘干工艺、工装出气孔设计、排气通道及排气方法等方面进行归纳总结,形成了机架、汽缸等大型铸钢件科学、合理的砂型、砂芯排气工艺,完善了大型铸钢件的铸造工艺设计,提升了大型铸钢件的质量。关键词:大型铸钢件;砂型;砂芯;通气绳;排气;透气性;铸件质量 中图分类号:文献标志码:,:,:;收稿日期:作者简介:牟成海()
2、,男,高级工程师,现从事大型铸钢件的铸造工艺研究及生产制造工作。砂型、砂芯排气设计是铸钢件铸造工艺设计的一个组成部分。铸造是指将熔融金属浇注到具有和机械零件形状相适应的铸型型腔中,经过凝固、冷却之后,获得毛坯件的过程。在钢液高温作用下,由于砂型、砂芯中水分蒸发,有机物蒸发、分解、燃烧,将会产生大量的气体,气体在高温作用下会迅速膨胀,产生巨大的气体压力,这些气体若不及时排出,会侵入铸件产生侵入性气孔,形成铸件表面气孔缺陷,严重的会导致铸件报废。而且砂型、砂芯排气不通畅,浇注时存在导致安全事故的风险,轻则呛火,重则“钻钢”、金属液喷溅。因此,浇注时及时排出型腔、砂型、砂芯内的气体十分重要。本文主要
3、介绍砂型和砂芯的排气系统设计及应用。砂型、砂芯气体来源控制 一个合理的砂型、砂芯排气系统设计首先必须控制气体的来源。气体的来源主要来自于两方面,一方面是造型的原辅材料,需要考虑原砂的灼减量等参数指标以及粘接剂的含量等;另一方面来自于砂型、砂芯的水分蒸发。原砂的目数、灼减量、含泥量和含水量 灼减量对铸件表面气孔缺陷有重要影响,灼减量越高,型砂发气量越大,越容易产生气孔缺陷。对于再生砂而言,随着旧砂使用次数增多,灼减量会有所提升,增加型砂发气量。目数指颗粒可以通过筛网的筛孔尺寸,原砂目数越大,颗粒尺寸越小,颗粒间的间隙越小,透气性越差。同时颗粒尺寸越小,则会降低有效粘接剂含量,增加微粉含量,降低透
4、气性。旧砂回收后,由于受到高温金属液的热作用、再生机的高速摩擦、运输的磨损的因素,砂子的目数会增大,降低型砂透气性。含泥量和含水量越小越好,泥分和水分会使型砂透气性下降。可以看到,原砂的目数、灼减量、含泥量和含水量对铸件的发气量和型砂的透气性都有影响,因此关注原砂的上述质量指标,原砂入厂检验标准见表。表 原砂入厂检验指标 筛号目灼减量含泥量含水量 DOI:10.14147/ki.51-1396/tg.2023.03.009牟成海:砂型、砂芯排气工艺在大型铸钢件中的应用牟成海 年第 期 对于再生砂的指标也要加以控制,再生砂经过回收后,目数会增大,灼减量会提高,降低型砂的透气性,增大型砂的发气量,
5、同时再生砂含有大量的微粉,也会对型砂透气性产生不利影响。因此,对于表面质量要求高的铸件而言,要谨慎使用旧砂,可适当降低旧砂比例或采用全新砂造型。粘接剂含量控制 我厂采用碱酚醛树脂砂造型工艺,碱酚醛树脂属于有机粘接剂,在高温作用下产生大量的可燃烧气体,因此,控制树脂的含量至关重要。树脂含量低,会影响砂型强度,砂型容易破损;树脂含量高,则会影响退让性,铸件容易产生裂纹和变形,且会产生大量的气体,产生侵入性气孔缺陷。我厂树脂含量控制在砂重的 左右。砂型、砂芯的烘干工艺及检验 砂型、砂芯在浇注的高温作用下会产生大量的蒸发水汽,因此必须在浇注前,涂刷砂型、砂芯涂料后进行烘干,一般砂芯采用进炉烘干,砂型采
6、用大型移动式烘干机进行烘干,针对质量要求高、尺寸大的砂型也可以采用进炉烘干方式。烘炉烘干分为三个阶段:预热阶段、高温加热阶段和炉内降温阶段。烘干工艺应在不影响砂型强度、烧坏砂型表面的前提下,对砂芯表层一定范围进行充分烘干。一般来说,大砂芯应该低温缓慢烘干。烘干后需对干燥效果进行检验,用万能表进行检验,检验标准为干燥深度(以电阻 为判定标准),检验方案见图。图 砂型、砂芯干燥深度检验 高温、高湿环境对砂型、砂芯的发气量影响很大,要尽量避免高温、高湿环境,同时也要避免长时间存放,具备浇注条件后要及时浇注,避免砂型返潮。浇注前要对型腔进行热烘,即所谓的热型浇注,这能够有效地减少砂型水分,避免浇注过程
7、中产生大量气体。砂箱出气孔设计 为了及时排出砂型内的气体,对于砂箱造型的铸件而言,必须在砂箱的箱壁及底板上开设出气孔,出气孔不宜过大,需均匀地分散在箱壁或底板上,出气孔的总面积一般占箱壁或底板面积的 (如图 所示)。出气孔设置过多过大,则会影响砂型强度,增大“钻钢”风险;设置过小过少,则会降低砂箱的排气效果。图 砂箱出气孔设计 出气孔除直接排出砂箱内气体外,还可以作为通气绳和排气钢管引出砂箱的通道。浇注前点火引气 为了及时排出砂型、砂芯、型腔内的气体,需要在浇注前对气眼位置点火引气,将天燃气管道与吹氧管连接,在吹氧管上间隔 割出气眼。浇注前将吹氧管放在铸件及砂型、砂芯气眼附近,开通天燃气,点燃
8、吹氧管上的气眼(如图 所示),能有效地降低型腔内的气压,及时排出砂型和砂芯内的气体,防止铸件产生气孔、“呛火”及金属液喷溅安全事故。图 点火引气 大型铸钢件底床及外皮排气通道的布置 机架铸件造型排气 ()底床排气 对于机架铸件底床排气,我厂验证过三种方案:草袋 钢管排气法,炉渣 草袋 钢管排气法,通气绳 钢管排气法。)草袋 钢管排气法(方案)该方案(如图 所示)制作底床慢,劳动强度中等,浇注后地坑顶面钢管引出可燃气体可持续燃烧 天。年第 期大型铸锻件图 草袋 钢管排气 )炉渣 草袋 钢管排气法(方案)该方案(如图 所示)制作底床最慢,劳动强度最大,浇注后地坑顶面钢管引出可燃气体可持续燃烧 天。
9、图 炉渣 草袋 钢管排气 )通气绳 钢管排气法(方案)制作底床时,每铺 厚型砂后间距 纵横交错铺放塑料通气绳。通气绳引至地坑四周的排气钢管上。排气钢管四周割气眼,外缠通气绳,排气钢管高出地坑顶面 ,最上层通气绳与铸件底面的吃砂量大于或等于 ,如图 所示。图 通气绳 钢管排气 制作底床快,劳动强度低,铸件机架浇注后,地坑顶面钢管引出可燃气体可持续燃烧 天。随机抽样统计 件机架(方案、方案、方案 各干 件)浇注情况,以浇注过程中产生呛火的次数来评价底床排气系统整体表现,见表。将呛火次数按照排气方案进行分组,绘制博拉图(如图 所示)。通过博拉图能够清晰地发现方案 呛火次数最多,方案 呛火次数最少。表
10、 不同排气方案下的呛火次数 机架编号底床排气方案呛火次数机架编号底床排气方案呛火次数机架 方案 机架 方案 机架 方案 机架 方案 机架 方案 机架 方案 机架 方案 机架 方案 机架 方案 机架 方案 机架 方案 机架 方案 机架 方案 机架 方案 机架 方案 图 排气方案的博拉图 地坑顶面钢管引出可燃气体的可持续燃烧时间越长越好,代表了排气系统的气体收集能力越强以及排气的通畅性越好。通过表 的可持续燃烧时间以及图 浇注过程的呛火次数两个指标,可以得出底床排气系统的优劣程度为方案 方案 方案,通气绳 钢管排气法为上述三种方案的最优方案。表 不同排气方案的效果 可燃气体可持续燃烧时间方案 天方
11、案 天方案 天 原因分析:通气绳 钢管排气法:通气绳材质为塑料,呈中空管状,大量气体通过管道引出,管壁组织结构为筛网状。首先,此结构可最大程度地防止中空管变形,增大引气量。其次,管壁网状,更有利于收集砂型里的气体,使气体通过筛网状管壁进入管道,再从钢管引出地坑。再者因为碱酚醛树脂砂流动性好,通气绳不易变形,在距离铸件底面 的通气绳即使在浇注高温状态下被碳化,通气孔大小也不会变小,且处处连通,所以排气畅通,引气效果最好。牟成海:砂型、砂芯排气工艺在大型铸钢件中的应用牟成海 年第 期 草袋 炉渣 钢管排气法:草袋与砂粒之间的间隙很小,浇注时草袋碳化,只有通过炉渣层孔隙收集气体,通过草袋碳化层排出气
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 砂型 排气 工艺 大型 铸钢件 中的 应用 牟成海
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。