鑄造專業(yè)畢業(yè)論文--淺析缸體類鑄件對造型材料性能的要求

1、<p>　　題 目: 淺析缸體類鑄件對造型材料性能的要求</p><p>　　專 業(yè)：材料成型與控制技術(shù)</p><p>　　淺析缸體類鑄件對造型材料性能的要求</p><p>　　摘要：凡是用來制作造型的原材料（如原砂、粘結(jié)劑、附加物等）以及由各種原材料所混制的混合物統(tǒng)稱為造型材料。鑄件的一些缺陷如砂眼、氣孔、粘砂夾砂等，都與造型材料有直接關(guān)

2、系，在鑄造生產(chǎn)中80%左右的鑄件是用砂型鑄造生產(chǎn)的產(chǎn)生1噸鑄件通常要4-5噸型砂，造型材料在鑄造生產(chǎn)中占有非常重要的地位。</p><p>　　Abstract: all used to make modeling of raw materials (such as the original sand, binders, affix etc) and by various raw materials have m

3、ixing mixture collectively referred to as modeling materials. Some of the castings defect such as sand holes, porosity, adhering sand clip sand, and molding materials have immediate concern, casting production in the 80%

4、 of casting is a sand casting production with the produce a ton of casting 4-5 tons usually sand, modeling materials in casting production in oc</p><p>　　關(guān)鍵字： 鑄造 粘土型砂 涂料 </p><p>　　Ke

5、y word: casting clay sand coatings </p><p><b>　　引言</b></p><p>　　由于此類型鑄件所要求的設(shè)備、工藝等要求較高，而缸體類鑄件由于流路與水道的數(shù)量比較密集，在鑄件兩側(cè)與中央底部易產(chǎn)生氣孔與沾砂，皮下氣孔居多，因此大多數(shù)不良產(chǎn)品均出現(xiàn)在造型區(qū)域，亞新科本著對顧客至上的理念，對產(chǎn)品的造型區(qū)域嚴(yán)格把

6、關(guān)，將產(chǎn)生鑄件的不良因素進(jìn)行逐一排查，發(fā)現(xiàn)氣孔，夾砂，砂眼等缺陷多數(shù)原因出自型砂部位，因而改用表面烘干型型砂、易出現(xiàn)夾砂部位使用了不同類型的涂料加以改善，效果甚好。</p><p>　　一、粘土型砂的組成、分類及特點</p><p>　　型砂組成：原砂、粘土、附加物和水配制而成。自然界中的粘土資源豐富、價格低廉且粘土型砂制造工藝簡單舊砂回用處理簡單容易等等因此它是鑄造生產(chǎn)中最常用的造型材料

7、。</p><p>　　型砂分類：濕型（濕砂或潮砂）、干型和表干型。三者之間的主要差別是：濕型是造好的砂型不經(jīng)烘干，直接澆入高溫金屬液；干型是在合型和澆注之前將整個砂型送入烘干窯中烘干；表面烘干型是在澆注前對型腔表面層用適當(dāng)方法烘干一定深度。</p><p>　　1.1 濕型砂的特點及應(yīng)用</p><p>　　濕型砂的基本特點是砂型無需烘干，不存在硬化過程。其主要優(yōu)

8、點是生產(chǎn)靈活性大；生產(chǎn)率高，生產(chǎn)周期短，便于組織流水生產(chǎn)；易于實現(xiàn)生產(chǎn)過程的機(jī)械化和自動化；材料成本低；節(jié)省了烘干設(shè)備燃料，電力及車間生產(chǎn)面積；延長了沙箱使用壽命；容易落砂等。但是，采用濕型鑄造，也容易使鑄件產(chǎn)生一些鑄造缺陷，例如夾砂結(jié)疤鼠尾、粘砂、氣孔砂眼、脹砂等。因此，濕型鑄造必須在生產(chǎn)過程中全面控制型砂質(zhì)量，即從原砂材料到型砂的配方、混制、儲運、使用等必須嚴(yán)格監(jiān)控，保證型砂始終具有所要求的性能，濕型鑄造主要用于制造500kg以下的

9、鑄件，在機(jī)械化流水生產(chǎn)和手工造型中均可用到，手工造型時，主要用于幾十千克以下的小件。</p><p>　　1.2干型砂的特點及應(yīng)用</p><p>　　干型是將粘土砂型烘干，可顯著提高砂型的強(qiáng)度、透氣性、降低發(fā)氣量，使鑄件減少氣孔、粘砂、夾砂、等缺陷，采用涂料后鑄件的表面質(zhì)量也會得到改善。但干型鑄件需要烘干設(shè)備，增加燃料消耗，增加起重機(jī)作業(yè)次數(shù)，延長生產(chǎn)周期，縮短砂箱使用壽命，使鑄件的成本

10、增加，生產(chǎn)率低；干型砂落砂比較困難，還會產(chǎn)生大量灰塵。因此，粘土干型主要用于生產(chǎn)用途用于鑄件表面質(zhì)量要求高，或結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜的單件或小批生產(chǎn)及大型 重型鑄件。</p><p>　　1.3 表干型砂的特點及應(yīng)用范圍</p><p>　　表干型是僅將砂型表面層烘干，烘干的深度一般為5-20mm，或?qū)⑸靶妥匀桓稍?4-48小時后再合型澆注。它與濕型相比，表面層強(qiáng)度高濕度小，因而澆注重量較大的

11、鑄件時不易產(chǎn)生氣孔、粘砂、夾砂、沖砂等缺陷。但表干型要采用粗砂，型砂水分要嚴(yán)格控制，而且在造型、造芯、合型等方面應(yīng)嚴(yán)格按照工藝流程操作才能穩(wěn)定生產(chǎn)。如圖1所示型腔內(nèi)部表層發(fā)黃的部位是經(jīng)過多次重復(fù)的烘干后的圖片，這種表干型型腔從而大大的減少了鑄件內(nèi)部產(chǎn)生氣孔等不良鑄件的產(chǎn)生，為公司提高了經(jīng)濟(jì)效益。</p><p><b>　　圖1</b></p><p><b&g

12、t;　　二、鑄型涂料</b></p><p>　　鑄型直接與金屬液接觸的表面，稱為工作表面。鑄型的質(zhì)量很大程度上取決于鑄型工作表面的質(zhì)量。因為在金屬液澆注和凝固過程中，金屬液與工作表面之間會發(fā)生一系列物理和化學(xué)作用。為了提高鑄型抵抗金屬液作用的能力，降低鑄件表面粗糙度值，防止粘砂，提高鑄件表面質(zhì)量，在鑄型工作表面涂刷一層特殊成分的混合料，稱為鑄型涂料。涂料還能起到加固鑄型表面層的作用，減少沖砂等缺陷。

13、如果在涂料中加入特殊元素，通過涂料層中合金元素與金屬液中合金元素互滲，可以使鑄件表面合金化，同時細(xì)化晶粒。在金屬型表面刷涂料能改善金屬型的使用性能和擴(kuò)大其適用范圍。</p><p>　　2.1 涂料的基本組成及其分類</p><p>　　涂料一般由耐火粉料、粘結(jié)劑、懸浮劑、載液和助劑組成</p><p><b>　　2.2涂料的性能</b>&l

14、t;/p><p>　　其工藝性能主要有：飽沾性、涂刷性、流淌性、流行性、滲透性等</p><p>　　涂料的工作性能： 抗粘砂性是指涂料能否起到良好的防粘砂效果；懸浮穩(wěn)定性是指涂料中的粉料應(yīng)懸浮在載液中。</p><p>　　2.3 涂料的配置及使用方法的該進(jìn)</p><p>　　工藝性能良好的涂料應(yīng)具有“稠而不粘、滑而不淌”的特點制備一種性能

15、良好的涂料不僅其配料組成應(yīng)當(dāng)選擇適當(dāng)而且必須有合適的制備工藝涂料的配制包括確定配方和混制倆個方面的工作</p><p>　　涂料的配方應(yīng)按照所生產(chǎn)的鑄件的類型、材質(zhì)、型砂的分類配置合適的涂料</p><p>　　涂料的制備工藝—正確的涂料配制工藝是先配成膏狀再稀釋配膏可以分為潤濕和流動倆個階段；潤濕階段是先在粉料中加入少量粘結(jié)劑液體，強(qiáng)烈揉搓，使粉料成為硬膏體，此時加入的液體數(shù)量極限稱為濕

16、點；流動階段是向達(dá)到濕點的粉料膏體中再加水或其他液體，使涂料開始具有流動性，達(dá)到這種稠度所加入的液體數(shù)量極限稱為流點。配膏和稀釋以流點為界，將配好的的膏狀涂料使用要求加以稀釋。</p><p>　　涂料涂敷的方法有刷、噴、浸。涂刷法是使用毛刷將涂料涂敷在砂型工作表面的手工操作，廣泛用于單件，小批生產(chǎn)中。浸涂法是將砂型全部或局部浸沒在盛有涂料的槽中，經(jīng)很短時間后將涂料取出，使涂料浸沒在砂型表面；噴涂法是利用壓縮空氣

17、及噴槍使涂料霧化并噴涂在砂型表面，其特點是涂層無劃痕，涂層均勻，生產(chǎn)率高，適用于各種復(fù)雜程度的砂型和機(jī)械化流水生產(chǎn)。</p><p>　　下圖為F5C缸體的噴刷示意圖由于此類鑄件的上下拐角位置會發(fā)生嚴(yán)重的粘砂，砂眼缺陷，導(dǎo)致鑄件報廢。因此，改用醇基碲涂料手工涂刷砂型脆弱部位。如（圖1、圖2）白色位置所示;鑄件砂眼類缺陷大幅下降</p><p><b>　　圖2</b>

18、</p><p><b>　　圖3</b></p><p><b>　　三、型砂烘烤</b></p><p>　　由于缸體類鑄件的缺陷多數(shù)是皮下氣孔、針孔類型的，可知其產(chǎn)生的原因有：在金屬液中溶解的氣體，當(dāng)澆注溫度較低時，析出的氣體來不及向上溢出；爐料潮濕、銹蝕油污和帶有容易產(chǎn)生氣體的夾雜物；型砂中的水分超過了所要求的范圍

19、、透氣性差；涂料中含有過多的發(fā)氣材料；型芯未烘干或未固化存放時間過長吸濕返潮通氣不良。所以亞新科鑄造廠在造型、噴刷涂料后，對型腔進(jìn)行了三次不同程度的烘干。首先，使用機(jī)械式搖擺式的烘烤，對型腔整體進(jìn)行了烘烤；第二次，由人工進(jìn)行烘烤，對鑄件易出現(xiàn)缺陷的部位進(jìn)行加強(qiáng)烘烤，使鑄件缺陷大幅度下降；第三次對型腔中沒有烘烤或烘烤不到位的部位進(jìn)行進(jìn)一步的烘烤，使型腔的內(nèi)部的水分含量降低到標(biāo)準(zhǔn)含量。</p><p><b&g

20、t;　　總結(jié)：</b></p><p>　　缸體類鑄件需使用表干型或干型砂制備，且嚴(yán)格控制砂型中的水分含量，</p><p>　　鑄型的緊實度要適中，如果緊實度過高，則型腔透氣能力下降，鑄型中的氣體無法順暢排出，易在鑄件上產(chǎn)生氣孔；如果緊實度過低，則鑄件尺寸及強(qiáng)度會發(fā)生變化，無法滿足客戶要求</p><p>　　3.對于耐火涂料、醇基碲涂料、水基涂料、紙

21、漿液等涂料要按制備工藝指導(dǎo)書配置，且各種涂料的用途也許按生產(chǎn)工藝指導(dǎo)書來執(zhí)行。</p><p>　　4.對型腔進(jìn)行烘烤要按標(biāo)準(zhǔn)烘烤作業(yè)書進(jìn)行，不可過度烘烤以免型腔內(nèi)部出現(xiàn)裂紋，使鑄件產(chǎn)生多肉或裂紋缺陷；烘烤不過關(guān)鑄件易出現(xiàn)粘砂、砂眼缺陷。</p><p>　　參考文獻(xiàn)：亞新科（山西）國際鑄造廠生產(chǎn)內(nèi)部資料</p><p>　　《鑄造工藝及設(shè)備》曹瑜強(qiáng)主編 機(jī)械工業(yè)出

22、版社</p><p><b>　　金屬工藝學(xué)》</b></p><p>　　馬曉春 我國現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢[J].森林工程， </p><p>　　王世敬、溫筠. 現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)及其發(fā)展趨勢[J].石油機(jī)械.</p><p>　　鑄造工藝及設(shè)備》曹瑜強(qiáng)主編 機(jī)械工業(yè)出版