铸造工艺实验指导书

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1、《铸造工艺》实验指导书郭广思王连琪沈阳理工大学2006年10月17实验一原砂性能综合性实验（一）实验目的铸造生产中用来配制型砂、芯砂的原砂称为铸造用砂。原砂的含泥量、颗粒组成及形状等对型砂的性能有着重要的影响。含泥量高会使型、芯的透气性和耐火度降低。原砂的颗粒组成对型、芯砂的透气性、强度和耐火度都有影响。而原砂的颗粒形状对型、芯砂的流动性、透气性和强度也都有影响。因此，为了配制合乎生产要求的型、芯砂，并在使用中控制它们的质量，就必须掌握原砂的性能及其实验方法。（二）实验内容1．测定原砂的含水量；2．测定原砂的含泥量；3．测定原砂的粒度；4．原

2、砂颗粒形状及表面状况的评定。（三）实验1．测定原砂的含水量（1）实验原理试料中所含水分的百分数，即为该试料的含水量。（2）实验步骤试验时，称取50克（准确度达0.1克）试料，在红外线烘干器中烘干。烘干温度在105~110ºC之间，经4~8分钟烘至恒重。冷却后进行称量，记下烘干后试料的重量，准确度为0.1克。（作不同含水量的三种试样）。按下式计算含水量：式中：X—含水量（%）；G—烘干前试料的重量（克），G=50克；G1—烘干后试料的重量（克）。172．测定原砂的含泥量（1）实验原理：原砂中所含直径小于0.022毫米的部分，其百分数即为原砂的含

3、泥量。测定原砂含泥量通常采用冲洗法。主要是利用悬浮在水中的砂和泥分的质点大小不同，其下沉的速度也不同的原理，将砂和泥分开。颗粒在水中下沉的速度可用如下公式计算：式中：V—质点下沉速度（厘米/秒）；d—质点直径（厘米）；r—下沉物的密度，2.62克/厘米3（砂与粘土比重大致相同）；r1—水的密度（克/厘米3）；η—水的粘度0.0010克/厘米·秒（20ºC）；g—重力加速度930厘米/秒2。直径为0.022毫米的最小砂粒在20ºC的水中下沉速度为：5分钟内直径为0.022毫米的砂粒在水中下沉深度约为：2.5×5=12.5厘米。因此，将原砂与水充

4、分搅拌，使砂和泥悬浮于水中，然后静置5分钟，则所有的砂粒都下降到距水平12.5厘米以下，而12.5厘米以上的水中悬浮物则都是泥分，即可用虹吸管将它吸出。这时，下部的砂中可能还混有一些泥分，再清洗几次，直至上部分水清为止，这样就可能将原砂中的泥分完全洗出。取出沉淀的砂粒烘干，称重量即可算出含泥量。（2）实验步骤①称取烘干的原砂试样50克（精确度为0.1克）置于洗砂杯中，再加入475毫升水和25毫升浓度为1%的氢氧化钠溶液（加入氢氧化钠溶液的目的是使粘土及砂粒积压后容易自成分散的质点，以免相互粘附在一起）。②将洗砂杯装到快速洗砂机上，升高托盘，使

5、搅拌轴完全伸入洗砂杯中，并紧固托盘，防止水溅出。17③开动洗砂机马达，搅拌10分钟，关闭电源。取下洗砂杯，并仔细冲洗粘在搅拌轴和杯壁的泥砂。④用玻璃棒搅拌，搅拌后静置10分钟，用虹吸管吸去上部分125毫米高度的浑水，不能将25毫米以下的砂吸去。⑤重复第④步，直到洗砂杯中的水完全透明为止。自第二次起，每次只需静置5分钟。⑥最后一次吸出杯中的清水后，将剩下的砂粒同水一起倒入漏斗中的滤纸上，不能倒在外面，并注意冲洗，然后将湿砂连同滤纸一起放在器皿上，在恒温箱中烘干（温度200～275ºC）。⑦烘干后，仔细将砂粒收集起来，在天平上称重，并根据下式计算

6、出含泥量：式中：Q—含泥量（%）；G—称取的原砂试样重量（50克）；G1—洗涤烘干后试料重量（克）。3．测定原砂的粒度（1）实验原理原砂的粒度是指砂粒的大小，不同颗粒大小的比例，砂粒的均匀程度。原砂粒度的测定采用筛分法。（2）实验步骤：①将经过冲洗后测定含泥量的试样放在标准筛的最上面，盖子盖好后放在筛砂机上。②开动马达，筛分10分钟后，关闭电源，取下筛子，将每一个筛子上的砂子分别到在盘中，并且将网眼中的砂粒也用毛刷刷下。③用天平称量每个筛子上砂粒的重量（准确度为0.1克），并将重量乘2，所得结果即为该号筛上的砂粒占试样总重量的百分数。④用砂粒

7、最集中的三个相邻筛子的头尾筛号数表示出原砂的颗粒组成。注意：筛子使用前先要检查每个筛子的筛号，检查排列顺序是否正确，完全排列正确后方能筛分。4．圆砂颗粒形状的观测17（1）实验原理原砂颗粒形状分为：圆形砂、多角形砂和尖角形砂。圆形砂：颗粒为圆形或接近于圆形，表面光洁，没有突出的棱角，这种砂用符号“O”表示。多角形砂：颗粒呈多角形，且多为钝角。以符号“□”表示。尖角形砂：颗粒呈尖角形，且多为锐角。以符号“△”表示。（2）实验步骤将洗净的原砂的主要部分（相邻三筛的砂子）均匀混合，取少量放在放大倍数低于60倍的显微镜下进行观察，以主要的一种表示。如

8、果有两种颗粒形状，则只要一种不超过1/3，则仍以主要颗粒表示，如果两种都超过1/3，则用两种符号表示。观察结果评定颗粒形状是圆形、多角形还是尖角形，以符号表示之。表