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生產鑄鋼件用造型材料概述

2014.04.28 15:31
   
  鑄鐵(尤其是球墨鑄鐵)件是以“糊狀凝固方式”凝固的,發生共晶轉變時又有一石墨化膨脹過程,容易導致型壁運動而影響鑄件的尺寸精度。鑄型表層脹大后,還會使內部的縮孔、縮松等缺陷擴大。既影響尺寸精度,又影響內在質量。
  砂型中的低強度水分遷移層,再加以鑄鐵件的糊狀凝固方式,還易于在鑄件表面形成‘夾砂’、‘鼠尾紋’之類的膨脹缺陷。
  鑄鋼件是以“硬皮形成方式”凝固的,澆注以后,砂型/金屬面處的金屬很快就形成堅固的硬殼,此后鑄件內又沒有石墨化膨脹的問題,這樣就排除了水分凝聚層這一‘軟肋’對鑄件質量的影響。
  3. 粘土濕型砂在生產鑄鋼件方面的應用
  一些工業國家中,100㎏以下的鑄鋼件,特別是批量較大、持續供貨的產品,大部分都采用粘土濕砂型鑄造。日本有資料稱:每型澆注鋼液量在1噸以下的,都可考慮采用粘土濕砂型鑄造。
  由于需求量所限,小型鑄鋼件采用自動造型生產線的很少,大都用單臺造型機造型,并配裝有簡便的砂箱、鑄型轉運設施。
  為了保證產品質量,砂處理系統可以很小巧,但必須有效而完整。
  有些鑄鋼件生產廠,在裝備有多條樹脂自硬砂生產線的同時,還設有小型的粘土濕型砂造型工部。
  據我所知,上世紀50年代,我國就有些工廠采用粘土濕型砂,批量生產小型鑄鋼件,有的工廠還裝備有造型生產線。但是,在當前各種自硬砂迅速推廣應用的形勢下,對于這一傳統工藝,好象早就不在考慮之列了。不僅沒有不斷優化、改進和發展,反而使之日漸沒落。
  希望鑄鋼業界的同仁,不要將此工藝置之于不顧,要恰如其分地發揮其作用。
  二、有關水玻璃粘結砂的幾個問題我國鑄鋼行業采用水玻璃粘結砂(以下簡稱水玻璃砂)已有將近50年的歷史。
  水玻璃的制取工藝比較簡單,原材料無匱乏之虞,價格也相當低廉。水玻璃砂的應用,好像門檻也很低,初步入門比較方便,這是其應用得以迅速推廣的重要原因。
  實際上,要用好水玻璃砂并不容易,還有很多課題需要深入的研究和探討。
  雖然水玻璃砂有不少重要的優點,但也的確存在一些問題,如落砂困難、鑄件表面質量較差、舊砂不便回用和再生、以及鑄型和芯子存放過程中強度下降等問題。由于在這方面研究工作的力度不夠,在樹脂自硬砂迅速推廣應用的條件下,水玻璃砂的應用早已不復存在上世紀50年代那種紅火的形勢。
  近年來,出于環境保護和清潔生產的考慮,使各國的鑄造行業再次將注意力轉向各種無機粘結劑方面,其中當然包括水玻璃。應該說,水玻璃砂的應用又有了新的起點,這方面的研究工作還只是剛剛起步。
  2003年GIFA 展覽會上,德國H.A.公司展出的新一代粘結劑Cordis4820,就是以改性硅酸鈉為基礎的。
  水玻璃砂在我國鑄鋼行業中的應用,目前還是相當廣泛的,前面提到的洛陽中信重工制造的重520 噸的大型液壓機橫梁,就是采用水玻璃砂造型制成的。但是,采用水玻璃砂的鑄鋼企業中,多數廠生產工藝還相當粗放,不符合當前形勢的要求。
  我國鑄鋼行業中,采用水玻璃砂造型的工藝方法主要有吹CO2硬化法、真空置換硬化法(以下簡稱VRH工藝)和有機酯自硬工藝。早期廣泛應用的快干工藝已基本上淘汰了,微波硬化工藝的應用還很少?紤]到有機酯自硬工藝的應用比較穩定,問題不多,這里,只打算簡單地說說吹CO2 硬化法、VRH工藝和有關舊砂再生的問題。(未完待續)
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