【精品】砂型铸造原材料.doc

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1、砂型铸造原材料.湿型砂材料选用1原砂在混砂批料中加入原砂的目的是弥补铸造生产过程中砂粒损失,稳定型砂的含泥量不变，冲淡新形成的灰分，稳定型砂的粒度和透气性。对原砂的品质要求主要存在的问题有以下三个:1.1铸铁用原砂的Si02含量底线是多少?上世纪80年代初美国通用公司来华谈合作时，对我国第一汽车厂铸铁件使用Si02含量只有90%左右的内蒙原砂表示惊讶。认为应当像美国中西部汽车工业集中地区用密歇根湖的湖砂，Si02含量为95~96%o德国的铸铁工厂也曾表示生产铸铁件用原砂最好像Luitpold工厂那样使用含Si0299.6%以上的H33硅砂。不久前有一位日本工程师认为辽宁某厂的铸铁件表面不够

2、光洁的原因是用了内蒙砂，需要更换Si02含量更高的原砂。因为他们用从澳大利亚进口的Flattery砂，Si02含量在99%以上。英国人认为铸铁件用Si02含量至少应当用类似Chelford砂和Bedford砂Si02含量96~97%的硅砂。他们都以自己本国的使用硅砂的Si02含量来评论中国铸造工厂的铸铁用原砂。然而我国铸造工厂大多认为比较理想的铸铁用原砂是内蒙等地蕴藏极其丰富的风积砂，Si02含量约为88~92%。内蒙砂颗粒形状圆滑，而且Si02含量适中，不易产生夹砂缺陷。由于新砂的消耗量大，为了避免长途运输，铸铁工厂都尽量选用就近的砂源。例如华中一带多用江西砂，Si02含量大约在87~9

3、3%。华东用江西砂或用Si02含量大约在95~98%福建砂，河南及邻近地区广泛使用黄河沉积砂（SiO2含量大约只有80-82%）生产汽车、拖拉机.柴油机等铸件并未出现明显缺陷。为了了解低Si02含量的原砂对型砂性能和铸铁件品质的影响，清华大学曾进行了试验研究工作[1]。将黄河沉积砂用药物浮选方法分为石英精砂（Si02含量96.1%）和长石砂（Si02含量71.5%）,然后按不同比例配制成五种粒度分布和颗粒形状相同，而Si02含量不同的原砂来进行研究。结果表明:①低Si02含量砂在通常的高压造型比压下不致引起明显的颗粒破碎。高Si02含量的石英砂则在激热和激冷作用下较易破碎。②低Si02含量

4、砂受热膨胀少，变形速度较缓和，高温蠕变能力强，热强度高,因而型砂具有较好的抗夹砂能力。而含Si02较高的砂在550-600°C范围内由于石英相变使型砂急剧膨胀，配制成的型砂在此温度下的热强度又处于最低点，较易产生夹砂缺陷。③原砂的Si02含量较低时,靠近铸件表面的型砂易烧结熔融，有利于防止铸铁件的化学粘砂。④原砂中Si02含量每降低5%,其烧结点约下降50°C,对于浇注温度不过高，壁厚不太大的铸铁件，使用Si02含量80%左右的原砂的型砂结壳现象可能不明显。但是，有一机床厂用黄河砂造型，在机床导轨等较厚部位出现烧结层，并未产生粘砂和夹砂缺陷，但型砂烧结形成的砂壳混入回用砂中逐渐积累，有可能

5、引起型砂性能恶化。笔者曾见到烟台一家新开办的手工造型生产出口平底煎锅的小工厂，铸件表面遍布网状毛刺。所使用原砂为附近金矿排出的废砂。估计废砂的矿物成分主要是长石，Si02含量可能不足70%。长石的熔点大约只有1100~1250°C,低于铁液的浇注温度。浇注铁液使砂型表面砂粒严重烧结、收缩和形成网状裂纹。浇入的铁液钻入裂纹缝隙中，冷却后成为毛刺。1.2湿型砂用原砂最适宜的粒度是什么?原砂粒度决定型砂中砂粒的粒度，型砂粒度是将湿型砂洗去泥分和烘干后筛分测定的。型砂粒度粗细是否适宜由型砂透气性判断。般机器造型使用原砂粒度和型砂的砂粒粒度都为70/140（大致相当平均细度70左右），可以保证湿型砂

6、的透气性在70-100之间。高密度造型方法的砂型紧实度较高,透气条件比一般的振压造型或手工造型差，所用原砂稍粗，型砂透气性也相应稍高一些。比较理想的高密度造型的型砂平均细度（即AFS细度）为60左右，大致相当于50/140,即集中于70和100目的四筛砂，或者100目偏多的100/50三筛砂。例如日本日产自动车公司汽缸体铸造用型砂的砂粒平均细度59.2。美国JohnDeere公司型砂平均细度58~64。瑞士GF公司推荐我国第二汽车厂气冲用型砂AFS细度60左右。日本黑川丰调查8家静压造型线的型砂细度52.1-61.4,平均56.4。如此型砂的砂粒细度能过保证型砂具有合适的透气性在80-12

7、0之间。例如德国生产大众汽车缸体的Luitpold铸造厂型砂透气性为90~110。御Rexroth工厂要求高压造型为110~135。德国另一用气冲造型生产灰铁件工厂透气性为95~110。美国使用SP0高压造型线生产缸体和缸盖的JohnDeere铸造厂为75~90,通用汽车厂Pontiac铸造厂为100~130。。日本土芳公司调查26条挤压线的透气性平均为10&但是有些铸造厂透气性数值＞160,甚至高达200以上。其原因是