生产铸钢件用造型材料概述

2014.04.28 15:31
   
  铸铁(尤其是球墨铸铁)件是以“糊状凝固方式”凝固的,发生共晶转变时又有一石墨化膨胀过程,容易导致型壁运动而影响铸件的尺寸精度。铸型表层胀大后,还会使内部的缩孔、缩松等缺陷扩大。既影响尺寸精度,又影响内在质量。
  砂型中的低强度水分迁移层,再加以铸铁件的糊状凝固方式,还易于在铸件表面形成‘夹砂’、‘鼠尾纹’之类的膨胀缺陷。
  铸钢件是以“硬皮形成方式”凝固的,浇注以后,砂型/金属面处的金属很快就形成坚固的硬壳,此后铸件内又没有石墨化膨胀的问题,这样就排除了水分凝聚层这一‘软肋’对铸件质量的影响。
  3. 粘土湿型砂在生产铸钢件方面的应用
  一些工业国家中,100㎏以下的铸钢件,特别是批量较大、持续供货的产品,大部分都采用粘土湿砂型铸造。日本有资料称:每型浇注钢液量在1吨以下的,都可考虑采用粘土湿砂型铸造。
  由于需求量所限,小型铸钢件采用自动造型生产线的很少,大都用单台造型机造型,并配装有简便的砂箱、铸型转运设施。
  为了保证产品质量,砂处理系统可以很小巧,但必须有效而完整。
  有些铸钢件生产厂,在装备有多条树脂自硬砂生产线的同时,还设有小型的粘土湿型砂造型工部。
  据我所知,上世纪50年代,我国就有些工厂采用粘土湿型砂,批量生产小型铸钢件,有的工厂还装备有造型生产线。但是,在当前各种自硬砂迅速推广应用的形势下,对于这一传统工艺,好象早就不在考虑之列了。不仅没有不断优化、改进和发展,反而使之日渐没落。
  希望铸钢业界的同仁,不要将此工艺置之于不顾,要恰如其分地发挥其作用。
  二、有关水玻璃粘结砂的几个问题我国铸钢行业采用水玻璃粘结砂(以下简称水玻璃砂)已有将近50年的历史。
  水玻璃的制取工艺比较简单,原材料无匮乏之虞,价格也相当低廉。水玻璃砂的应用,好像门槛也很低,初步入门比较方便,这是其应用得以迅速推广的重要原因。
  实际上,要用好水玻璃砂并不容易,还有很多课题需要深入的研究和探讨。
  虽然水玻璃砂有不少重要的优点,但也的确存在一些问题,如落砂困难、铸件表面质量较差、旧砂不便回用和再生、以及铸型和芯子存放过程中强度下降等问题。由于在这方面研究工作的力度不够,在树脂自硬砂迅速推广应用的条件下,水玻璃砂的应用早已不复存在上世纪50年代那种红火的形势。
  近年来,出于环境保护和清洁生产的考虑,使各国的铸造行业再次将注意力转向各种无机粘结剂方面,其中当然包括水玻璃。应该说,水玻璃砂的应用又有了新的起点,这方面的研究工作还只是刚刚起步。
  2003年GIFA 展览会上,德国H.A.公司展出的新一代粘结剂Cordis4820,就是以改性硅酸钠为基础的。
  水玻璃砂在我国铸钢行业中的应用,目前还是相当广泛的,前面提到的洛阳中信重工制造的重520 吨的大型液压机横梁,就是采用水玻璃砂造型制成的。但是,采用水玻璃砂的铸钢企业中,多数厂生产工艺还相当粗放,不符合当前形势的要求。
  我国铸钢行业中,采用水玻璃砂造型的工艺方法主要有吹CO2硬化法、真空置换硬化法(以下简称VRH工艺)和有机酯自硬工艺。早期广泛应用的快干工艺已基本上淘汰了,微波硬化工艺的应用还很少。考虑到有机酯自硬工艺的应用比较稳定,问题不多,这里,只打算简单地说说吹CO2 硬化法、VRH工艺和有关旧砂再生的问题。(未完待续)
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