液态金属成型工艺基础ppt课件.ppt

《液态金属成型工艺基础ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第五节无机化学粘接剂砂型（芯）无机化学粘结剂配制的型砂与粘土砂相比具有如下优点：型砂的流动性好，容易紧实，造型、制芯劳动强度低；可以在型芯硬化后起模，型芯尺寸精度高；可以取消或缩短烘烤时间，降低能耗。铸造生产中应用最为广泛的无机化学粘结剂是钠水玻璃，其次是水泥和磷酸盐聚合物粘结剂，它们主要是通过发生物理-化学反应达到硬化的，可以采用一种或多种方法使之硬化。钠水玻璃砂指各种聚硅酸盐的水溶液，铸造生产用得最多的是钠水玻璃，其次是钾水玻璃、锂水玻璃、钾钠水玻璃等。钠水玻璃的化学表示：Na2O.mSiO2.nH2O。钠水玻璃是铸造生产使用最多的无机化学粘接剂，无论是造型、制芯，还是配

2、制铸造用涂料等各方面被广泛应用。钠水玻璃及其质量要求模数密度含固量粘度钠水玻璃的模数降低钠水玻璃模数：提高钠水玻璃模数：密度、含固量和粘度钠水玻璃的密度取决于水的质量分数，密度低，说明水的质量分数高，含固量（Na2O、SiO2、杂质—Fe2O3、AL2O3、CaO、MgO等）少，粘接性能差，高—粘稠，不利于混砂。铸造上使用的密度---1.32—1.68g/cm3，为储存和使用一般水玻璃的模数高—密度低，模数低---密度大。铸造生产中对水玻璃模数和密度的要求依钠水玻璃砂的硬化方式与所用硬化剂的类型而定。钠水玻璃砂的粘结机理水解：水解度一般只有1.58---9.29%。缩聚：钠水

3、玻璃砂型的制造-1CO2硬化钠水玻璃砂可用于大量生产和单件小批生产，也适于大小砂芯。配比：石英砂(大型铸钢件—镁砂、铬铁矿砂等)钠水玻璃4.5—8.0%附加物：改善出砂性，1.5%木屑（5%石棉粉），起模后硬化，为提高湿态强度及起模性，1-3%膨润土（3-6%普通粘土）。CO2硬化方法-1插管硬化罩盖硬化CO2硬化方法-2通过模型（芯盒）吹气硬化真空—吹气硬化钠水玻璃砂型的制造-2自硬化钠水玻璃砂粉状硬化剂：是含硅酸二钙（2CaO·SiO2-简称C2S）的粉末以及硅酸盐水泥。由于赤泥、铬铁渣、碱性电炉炉渣、熔炼铝镁的还原渣等残渣含有大量的C2S，因此生产实际中广泛采用这类材料

4、作硬化剂。型砂配比：原砂：30/50---40/70，石英砂、石灰石砂等水玻璃：5.5—8%硬化剂：（赤泥、铬铁渣）3—6%水分：4—6%（过低—硬化快、可用时间短、终强度低、表面强度差过高—残余水分高、硬化慢）钠水玻璃砂型的制造-3液态有机酯硬化剂：用甘油单醋酸酯、甘油双醋酸酯和甘油三醋酸酯混合而成的甘油类有机酯及乙二醇二醋酸酯等等。硬化机理类似与CO2法，优点：硬化均匀--型芯各部分同时建立强度，酯的水解产物在浇注是烧掉—改善出砂性。型砂配比：水玻璃：3—4.4%硬化剂：（有机酯）水玻璃重的8—12.5%水玻璃砂可能产生的铸造缺陷及防止-1出砂型差残余强度：将砂型加热到一

5、定温度后，再随炉冷却到室温所测得得强度。常温--200℃左右：温度升高--硅酸凝胶和未反应得硅酸钠脱水—强度升高。200--600℃左右：粘结剂膜进一步脱水及温度变化引起应力，并出现裂纹，以及由于水分大量脱失，粘结膜上出现气泡，使粘结强度下降，导致残余强度开始降低。600--800℃左右：硅酸钠熔融开始出现液相，使粘结剂膜的内应力、裂纹、气孔逐渐消失，熔融的硅酸钠冷却后形成坚固的玻璃体或晶体，残余强度开始升高，800℃左右时达到第二峰值。800℃以后：熔融的硅酸钠与石英砂中的SiO2反应加剧，成为SiO2的过饱和溶液，冷却时过饱和的SiO2首先以鳞石英析出，低于870℃时转变

6、为石英，它在凝固的钠水玻璃中起着切口的作用，使残余强度降低。改善钠水玻璃砂的出砂性模数低---残余强度高：模数低，NaO2的质量分数高，粘结膜中硅酸钠凝胶量多，而硅酸钠凝胶比硅酸凝胶加热脱水后的脆性小，因此低模数的残余强度高。改善600℃以前的出砂型：加入有机附加物，如：糖类、树脂类、油类、纤维素类，在高温下挥发、汽化或燃烧，在一定程度上破坏钠水玻璃粘结膜的完整性。改善800-1100℃的出砂型：加入无机附加物，如：粉状氧化铝、高铝矾土、硅酸二钙等。水玻璃砂可能产生的铸造缺陷及防止-2铸铁件粘砂钠水玻璃砂中的NaO2、SiO2等与液态金属在浇注时产生的铁的氧化物形成低熔点的硅

7、酸盐，在铸铁件生产时，由于铁的氧化物少，在铸件表面形成的化合物中SiO2含量高，FeO、MnO少，它的凝固组织基本上具有晶体结构，会与铸件牢固地结合一起，使铸件出现粘砂。可加入适量的煤粉（3-6%）或刷涂料解决。水玻璃砂可能产生的铸造缺陷及防止-3型、芯表面粉化钠水玻璃砂吹ＣＯ２硬化后，放置一定时间，有时在型、芯表面出现象霜一样的物质，严重降低该处的表面强度，浇注时易产生冲砂缺陷。根据分析，这种白色物质的主要成分是NaHCO3，可能是由于钠水玻璃砂中含水分或CO2过多引起的，发生如下的反应：NaHCO3