覆膜砂鑄造工藝,主要用于汽車缸體、缸蓋、水套芯、各類管件、閥體等復(fù)雜鑄件的生產(chǎn)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,高品質(zhì)鑄件的需求越來越多,在普通覆膜砂工藝基礎(chǔ)上,逐步開發(fā)了特種覆膜砂制芯工藝,并推動了CC燒結(jié)陶粒砂、寶珠砂等特種砂的快速發(fā)展。
但近兩年,由于國家環(huán)保整治力度加大,寶珠砂的生產(chǎn)經(jīng)營受到限制,導(dǎo)致市場供應(yīng)不穩(wěn)定、成本增加,越來越多的鑄造企業(yè)開始選擇CC燒結(jié)陶粒砂作為覆膜砂工藝的原材料,這是環(huán)保政策下的必然趨勢。
覆膜砂工藝
CC燒結(jié)陶粒砂的開發(fā)應(yīng)用
由于使用傳統(tǒng)硅砂覆膜砂制水夾層芯,斷芯、燒結(jié)、粘砂等質(zhì)量缺陷突出,究其原因是普通覆膜砂在高溫下的強(qiáng)度和膨脹等性能無法滿足復(fù)雜薄弱水夾層砂芯的需求,而CC燒結(jié)陶粒砂可以很好地解決這一問題,并在代替寶珠砂方面占有很大優(yōu)勢。
1.避免砂芯在高溫下因膨脹開裂,引起斷芯、脈紋等缺陷
制芯試驗(yàn)前,在不增加覆膜砂采購成本的基礎(chǔ)上,確定了CC燒結(jié)陶粒砂的添加比例為50%,其他常規(guī)性能要求與40%寶珠覆膜砂相同,并對兩種特種覆膜砂及普通覆膜砂的各項(xiàng)性能進(jìn)行了系統(tǒng)檢測分析,結(jié)果如下:
表1-覆膜砂常規(guī)性能檢測結(jié)果
表2-覆膜砂高溫性能檢測結(jié)果
(檢測溫度1000℃)
圖1-覆膜砂1000℃膨脹曲線
綜合數(shù)據(jù)看:
?常規(guī)性能方面,50%CC砂覆膜砂與40%寶珠覆膜砂基本一致,且均高于普通覆膜砂,主要是因?yàn)樘胤N覆膜砂的粒形優(yōu)于硅砂,有利于提高覆膜砂強(qiáng)度;
?1000℃高溫抗壓性能測試,以恒定壓力對標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行施壓直至試樣壓潰,抗壓耐熱時間結(jié)果為:50% CC燒結(jié)陶粒覆膜砂>40%寶珠覆膜砂>普通覆膜砂,CC砂高溫抗壓性能表現(xiàn)突出;
?高溫膨脹性方面,隨著測試時間的延長,膨脹率呈現(xiàn)先增長再下降的趨勢。普通覆膜砂在90秒達(dá)到最大值1.3%,40%寶珠覆膜砂在25秒達(dá)到最大值0.63% ,50% CC燒結(jié)陶粒覆膜砂在20秒達(dá)到最大值0.44%。相比普通覆膜砂、寶珠砂,CC燒結(jié)陶粒砂膨脹性能更優(yōu),可以有效避免砂芯在高溫下因膨脹開裂引起斷芯、脈紋等缺陷。
2. 砂芯固化脫殼傾向更小
覆膜砂砂芯固化分層的根本原因是,砂芯固化過程中的底層芯砂沉降,進(jìn)而與上部固化殼層脫離。而寶珠砂密度大于CC砂,沉降傾向大、速度快,導(dǎo)致寶珠覆膜砂固化分層比陶粒覆膜砂嚴(yán)重。
從圖2可以看出,在相同設(shè)備和參數(shù)下,用兩種覆膜砂制砂芯相同位置的斷面,寶珠覆膜砂砂芯存在明顯的固化分層現(xiàn)象,CC燒結(jié)陶粒覆膜砂砂芯幾乎沒有分層。
圖2-覆膜砂砂芯固化情況
(左:陶粒覆膜砂、右:寶珠覆膜砂)
隨著覆膜砂鑄造工藝的廣泛應(yīng)用,高精度鑄造件需求的激增,CC砂以低成本、環(huán)保、性能穩(wěn)定的優(yōu)勢,成為越來越多鑄造企業(yè)的選擇,為優(yōu)質(zhì)鑄件的快速發(fā)展提供有力支撐!