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覆膜砂及宝珠砂覆膜砂原材料的选用

更新时间:2019-09-19 11:05:17点击次数:317次
覆膜砂一般由骨料、粘结剂、固化剂、润滑剂、添加剂组成。

覆膜砂一般由骨料、粘结剂、固化剂、润滑剂、添加剂组成。

1、骨料

骨料是覆膜砂的主体材料,对骨料(原砂)的要求是:耐火度高,挥发物少,颗粒相对圆整,抗压抗冲击强度高,一般选用擦洗硅砂,这主要是由于其储量丰富、价格便宜,一般情况下可以满足客户使用要求,只有在有特殊要求的铸钢件和铸铁件时才采用锆砂、铬铁矿砂等特种砂或宝珠砂等人工特种砂。对硅砂的一般要求是

⑴SiO2含量:对于铸铁件和有色合金件,>90%,对于铸钢件,>97%

含泥量:<0.2%

粒度分布:宜采用3-5筛分布;

⑷AFS细度:应根据铸件大小及表面粗糙度要求选定不同的细度,一般为AFS50-65

粒形:应尽量采用粒形较为圆整的原砂,角形因数<1.3

中性材料,pH7左右;

硅砂需经水擦洗过,如有特殊要求,需要酸洗或高温活化处理(900℃焙烧)

新世纪以来,许多人造铸造砂迅速应用于覆膜砂行业中,其中综合性能比较好、应用为普遍的是宝珠砂。

宝珠砂是由洛阳凯林铸材有限公司于上世纪90年代末研制开发的新型铸造砂,其主要化学成分为Al2O3SiO2,主要矿物相为莫来石和刚玉。

宝珠砂粒形近圆,树脂加入量少(相对于相同粒度的硅砂,相同强度下,树脂加入量减少40%左右),流动性好,透气性好;

宝珠砂呈中性,耐火度高,适用于铸铁、铸钢(碳钢、中低合金钢、不锈钢、铬钢、锰钢)及有色合金的铸造;

宝珠砂颗粒硬度、强度高,破碎率低,回用率高,旧砂排放少;

宝珠砂热膨胀小,可显著减小铸件脉纹倾向;

作为人造砂,宝珠砂粒度分布广,适合各种铸造工艺和铸件工艺要求,使用细砂时,仍具有较高的透气性,有利于提高铸件表面质量。

宝珠砂覆膜砂应用于铸铁件及有色合金件时,要求Al2O3 含量不低于70%,应用于铸钢件特别是不锈钢时,Al2O3 不低于75%

关于宝珠砂覆膜砂的粒度,一般情况下,与硅砂一样,采用AFS 50-65 的原砂,4筛或5筛分布。但由于宝珠砂的优点,近年来100/200140/200等更细的宝珠砂在小型铸钢件上应用也非常成功,特别是铸件表面质量接近了精密铸造铸件。下表为凯林铸材有限公司50/100宝珠砂覆膜砂的性能,体现了较高的树脂比强度和优异的高温性能。


树脂加入量%

室温抗拉强度MPa

室温抗弯强度MPa

热抗弯强度MPa

发气量ml/g

熔点

灼烧减量%

集中度%

1.9

/

6.3

2.5

11.3

92

1.8

83.6

2、粘结剂

目前普遍采用酚醛类树脂作为粘结剂,酚醛类粘结剂有固态和液态,热固性和热塑性之分。常用的是固态热塑性酚醛树脂,它在催化剂的作用下转变为热固性。对其性能要求是:

聚合速度:25s-27s(平板法);

软化点:95-102℃ (环球法);

流动性:60-110mm(斜板法);

游离酚含量:<4%(溴化法);

粘结剂的性能对覆膜砂的品质有很大的影响。铸造工作者一直在研究如何提高酚醛树脂的性能,以及寻找酚醛树脂的替代品。国外已经开发出不同性能的专用树脂,如高强度低发气树脂,易溃散树脂等,也有采用改性聚酯树脂的报道,但未得到广泛推广。国内近几年在覆膜砂专用酚醛树脂的研究开发发面进展很快,已开发出不同的改性酚醛树脂投入使用。

3、固化剂、润滑剂、添加剂

固化剂通常采用乌洛托品,学名六次甲基四胺,分子式为(CH26N4,要求为一级工业品。润滑剂一般采用硬脂酸钙,其作用是防止覆膜砂结块,增加覆膜砂流动性,防止型、芯表面致密,改善型芯脱模性。各种添加剂的作用主要是改善覆膜砂的性能,目前采用的添加剂主要有:耐高温添加剂(如碳材料或其他惰性材料),易溃散添加剂(如二氧化锰、高锰酸钾、重铬酸钾等),增强增韧添加剂(如超短玻璃纤维材料、有机硅烷KH-550等),另外还有防粘砂添加剂、防老化添加剂、防脉纹添加剂等。

(编辑:kailinzc)