欢迎您光临洛阳凯林铸材有限公司网站!
新闻资讯 News

企业风采Corporate Style

MORE+
您当前所在位置:网站首页 - 新闻资讯

宝珠砂与邦尼树脂在阀体铸钢件上的应用初探讨

更新时间:2020-09-03 09:38:00点击次数:333次
宝珠砂与邦尼树脂在阀体铸钢件上的应用初探讨

陈兆杰   洛阳凯林铸材有限公司

韩明志、夏川   邦尼化工(天津)有限公司


随着铸造行业的不断飞速发展, 人们对生产技术、 铸件质量、 劳动环境等要求不断提高。铸造学者已不满足于目前常规用砂的使用, 开始利用宝珠砂进行替代。宝珠砂为新型人造砂,球形颗粒, 各项性能优异, 已被应用在高锰钢铸件、 大型铸钢件等方面, 并取得了满意的效果。铸钢件由于金属静压头高、 浇注时间长, 所以金属与铸型之间的热作用、 机械作用、 化学反应非常强烈,铸件表面、 尤其在砂芯或铸型凹陷处易产生金属渗透粘砂, 不但降低铸件表面质量, 还恶化了铸件清理劳动条件, 严重的可使清砂工工作几年后患上矽肺病。

为适应那些超出铸铁阀和青铜阀能力的生产需要而发展了铸钢阀体, 由于碳钢阀总的使用性能好, 并对由热膨胀、 冲击载荷和管线变形而产生应力的抵抗强度大, 就使它的使用范围扩大, 通常包括了用铸铁阀和青铜阀门的工况条件。目前很多阀体铸钢件的生产厂家已经进行了技术改造, 采用邦尼树脂砂、 碱酚醛树脂砂、 呋喃树脂砂或者酯硬化水玻璃砂工艺。而邦尼树脂砂由于其在环保等方面的优势, 国内越来越多的铸钢厂已经采用了这一生产工艺。本文主要探讨宝珠砂与邦尼树脂在阀体铸钢件上的应用。

1 宝珠砂性能特点

宝珠砂学名熔融陶瓷砂, 是以三氧化二铝为主要成分的煅烧铝矾土, 经熔融、 喷吹、 筛分制成不同粒度的铸造用砂。表 1 是宝珠砂的化学成分, 表 2 是宝珠砂与硅砂性能对比, 图1 是硅砂与宝珠砂形状对比。
表 1 宝珠砂的化学成

Al2O3

SiO2

TiO2

Fe2O3

K2O+Na2O

CaO+MgO

≥70%

<20%

<3.5%

<3.5%

<1.5%

<0.8%

表 2 宝珠砂与硅砂性能对比

项目

热膨胀系数%

角形系数

莫氏硬度

耐火度℃

堆积密度 g/cm³

主要成分

硅砂

1.5~1.7

1.2~1.3

7

1400~1700

1.5

SiO2

宝珠砂

0.13

<1.1

8.7

>1800

1.95~2.05

Al2O3


从以上图表可以看出, 宝珠砂具有以下特点:
(1) 宝珠砂热膨胀系数小, 砂型稳定性好, 不龟裂, 减少因砂子膨胀造成的脉纹等铸造缺陷。
(2) 宝珠砂粒度接近球形, 表面光滑, 结构致密, 使得粘结剂能均匀覆盖, 流动性好,易舂实。
(3) 宝珠砂硬度高, 不易破碎, 几乎不产生灰分, 树脂加入量可以降低 30%以上, 可以减少型/芯砂发气量, 降低形成气孔的风险。
(4) 宝珠砂的莫来石相远高于烧结产品, 耐火度高, 超过钢水浇注温度, 适用于大型铸钢件、 合金钢造型, 可完全替代铬矿砂, 造型方便,不粘砂。
(5) 宝珠砂回用再生性能好, 耐用性和再生回收率高, 再生率高达 98%以上。与铬铁矿砂、 锆英砂相比, 宝珠砂价格只有锆英砂 25~50%。同时, 因宝珠砂砂粒为球形, 其表面积小, 故树脂的加入量可减少 30%~50%, 水玻璃的加入量≤4%;并减少了粘结剂所产生的铸造缺陷, 提高了铸件的成品率。
结合铸钢件生产厂家的实际情况, 选取宝珠砂的粒度组成如表 3 所示。


2 邦尼树脂的特点
邦尼树脂与水玻璃砂相比:强度高、 加入量低、 抗潮性好、 落砂性能好、 再生性能优良、无热法再生、 对型砂表面污染程度低、 铸型表面安定好、 铸件表面光洁度好。


因此我们在铸造企业中推广了宝珠砂+邦尼树脂工艺, 同时在有铸钢和铸铁材质的企业进行了应用, 取得了良好结果。如下:

原采用福建海砂时, 邦尼树脂加入量为 1.0%-1.1%;采用宝珠砂时, 邦尼树脂加入量为0.6%-0.8%。图 2 为采用硅砂的邦尼树脂砂硬化曲线, 图 3 为采用宝珠砂的邦尼树脂砂硬化曲线,强度对比如表 5 所示。

从表中看出邦尼树脂宝珠砂的强度是高于硅砂的。在实际生产中宝珠砂邦尼树脂推荐最小加入量 0.6~0.7%。

3 树脂砂的生产

树脂和固化剂的加入量对树脂砂性能的影响很大, 其适宜的配比范围和组合, 一般应根据所用材料、 季节和型芯性能要求等情况, 通过型试手段, 用正交试验法得出。随着树脂加入量的增加, 型芯砂的强度显著增加, 当超过一定值后, 使得树脂液聚集, 形成小液滴, 充满砂粒间的孔隙, 造成透气性下降;同时, 液滴在重力和表面张力的作用下, 润湿模样表面,形成一层树脂膜, 引起粘模;浇注时型芯砂的发气量也增大, 易使铸件产生气孔缺陷, 另外,用量增加也使生产成本升高。因此, 树脂的加入量应在满足型芯性能(如强度等) 要求的前提下尽量少加, 由表 4 可知, 根据生产现场等情况, 邦尼树脂加入量确定为 0.6%, 其固化剂的加入量与树脂成一定的比例, 一般加入量为 30%(占树脂重量)。
根据已确定的树脂混砂工艺采用连续混砂机混砂造型, 经浇注落砂、 清理后, 铸件的表面质量得到了极大改善且车间无粉尘。

4 效益分析

宝珠砂的致密性好、 强度高, 即使重复再生使用也很少破碎, 减少铸造生产过程中的粉尘对生产环境的污染;宝珠砂再生性好, 减少产业废物排放, 利于环境保护。

5 结论

(1)宝珠砂由于其生产工艺决定了其具有强度高、耐火度高、透气性好等优于普通硅砂的基本性能,其在邦尼树脂加入量 0.6%的情况下仍然可以获得高于普通硅砂的抗压强度,并且其抗磨损性优于普通硅砂。

(2) 随着环保压力日益增大, 阀体等铸钢件质量标准不断提高,人工成本日益增长的环境下,宝珠砂的优势将更加明显,宝珠砂替代硅砂是实现铸造可持续发展的大势所趋。


(注:本文全文摘自洛阳凯林铸材有限公司《宝珠砂》创刊号第七版,如有需要,请联系0379-64832135,凯林公司免费邮寄。)



洛阳凯林铸材有限公司介绍:

洛阳凯林铸材有限公司是宝珠砂的发明者和缔造者。公司成立于1999年8月,注册资金2000万元,位于河南省洛阳市孟津县华阳产业集聚区紫岩东路109号,是一家集研发、生产、销售铸造辅助材料的专业化企业,主要产品有宝珠砂、铸造涂料、铸造过滤网、高铝保温覆盖剂等。

公司专注于铸造新材料研究和推广。公司开发的新型造型材料“宝珠砂”具有耐火度高、膨胀率低,强度高、破碎率低,粒形圆、溃散性好等优点。

在铸件生产过程中,宝珠砂因耐火度高而避免了铸造过程中的粘砂,提高了铸件的表面质量;因热膨胀率低保证了铸件精度要求;因耐破碎、易溃散使得宝珠砂在铸造过程中能反复循环使用,再生利用率达到98%,大大降低了铸造过程中固废物的排放;因良好的粒形(宝珠砂近似球形)使得铸造黏结剂使用量大大降低,与普通铸造砂相比,减少了黏结剂使用量的40%。

由此,公司宝珠砂被行业誉为21世纪的绿色铸造新材料


凯林公司致力于品牌建设:

公司是“宝珠砂”商标的唯一拥有者

20年来专注于“宝珠砂”的品牌推广与建设

公司“宝珠砂”商标被评为河南省著名商标

公司是国家级高新技术企业

公司宝珠砂连续三年(2018年、2019年、2020年)荣获全国铸造材料金鼎奖

公司被河南省铸锻工业协会确定为铸造用“宝珠砂”生产基地

公司作为中国铸造协会“宝珠砂行业标准”的主要起草单位,牵头起草编写“宝珠砂行业标准”,并于2018年5月31日正式实施。

公司技术力量雄厚,拥有二十多项发明专利,是宝珠砂的发明者,行业领跑者。产品畅销全国,并远销日本、韩国、美国、德国、马来西亚等国家。

公司产能不断提高,拥有五个宝珠砂生产基地:分别位于河北正定、山西阳泉、河南巩义、河南孟津、河南渑池年生产宝珠砂10万余吨满足客户生产需要。

公司坚持“创新”的经营理念,以精、诚、信、实为立业之本,为国内外企业提供品质优良、质量可靠的铸造材料。 






(编辑:kailinzc)