覆膜砂基礎概論

1、覆膜砂基礎概論,覆 膜 砂 Resing Coated Sand,張守疆2005.10.30,一﹑由來與變遷,覆膜砂造型法於1944年由德國的J.Croning 所發(fā)明，日本於1953年引進推廣。發(fā)明初期，是將粉末狀的酚醛樹脂和硬化劑混合進入硅砂所成；之後由美國的ACME公司開發(fā)研製出融化酚醛樹脂硬化劑的覆膜砂工藝，延用至今。,覆膜砂製芯的工藝，是將混練完成的覆膜砂，用壓力吹送至加溫到250～280℃的金屬模穴中，通過

2、熱傳導作用，使酚醛樹脂軟化、熔融，而後凝固、硬化。此時砂型硬化結成殼狀，也是因此而別名殼模砂造型。,二﹑覆膜砂的特點,優(yōu)點與缺點,優(yōu)點乾態(tài)，流動性、填充性好，適合生產形狀複雜的砂芯。強度好，衰退慢、可使用時間長。尺寸精確，可減少加工量。儲藏安定性佳?？裳u作中空型砂芯。材料取得來源豐富、便利。,缺點,生產設備的造價高，所以想自己生產覆膜砂較困難。小批量生產成本很高。覆膜砂製芯，必須使用加溫的金屬模具，作業(yè)環(huán)境較惡劣。,三﹑

3、生產工藝,鑄造砂 砂礦開採 → 磨洗機＋清水沖洗 → 螺旋分級 → 入庫儲存(濕精砂) → 滾筒乾燥(110～130℃) → 篩析 → 分級入庫(乾燥砂),覆膜砂,鑄造砂 → 粒度調整 → 定量、批次加熱(130～150℃) ＋添加劑 → 混練桶 →固化劑 → 硬脂酸鈣 → 排砂 → 破碎 → 篩析 →集塵、冷卻 → 包裝,,,,鑄造砂,批次加熱,混練桶,硬化劑,,,添加劑,樹脂,50～60秒,集塵,50～60秒,入庫,排砂,

4、脫膜劑,,,,,破碎,篩析,冷卻,製造方法,四﹑應用範圍,按型式區(qū)分：外模 1.垂直分型壓力吹送式 2.水平分型壓力吹送式砂芯 1.中空形式 2.實心形式疊模 實心形式離心式 殼型鑄管克難式 混柴油，使用木型成形，點火,按吹砂方式區(qū)分,上吹壓式下吹壓式側吹壓式翻轉重力覆膜翻轉吹壓覆膜手工倒入,設備動作形式區(qū)分,全自動半自動手動,加熱方式區(qū)分,電加熱瓦斯加熱柴油加熱煤

5、炭加熱,五﹑原材料,硅砂適當的顆粒大小良好的粒型與硬度合理均勻的粒度分佈適當的耐火度符合要求的熱膨脹量主要成份的要求雜質的去除與管制(含泥量)水份的管制酸鹼值的管制熱傳導的要求比重,樹脂,重量分子量融著點 (℃)流動性 (mm/125℃)游離酚 (%)聚速 (膠化時間 sec/150℃)外觀顏色及形狀固形份 (%)比重黏度 (CPS)水份,其他添加劑,硬化劑 六甲基四氨 次六甲基四

6、氨 又稱烏洛托品脫模劑 硬脂酸鈣氧化鐵粉 Fe2O3 降低氣孔發(fā)生率 Fe3O4 減輕鑄件表面燒結偶聯劑 硅烷 增加介面附著煤粉 造成燃燒環(huán)境石墨 增加耐火度,六﹑覆膜砂的管制,粒度 指覆膜砂成品的顆粒分佈狀況，大致管制為三篩或四篩的砂，集中率在 85%以上。常用A.F.S.或G.F.N.表示。 粒度的合理分佈，比A.F.S.指數的範圍更為重要而影響質量。

7、 A.F.S. NO ＝ ( Wn × Sn ) / n Wn G.F.N. NO ＝ ( Wn × Sn ) / n Wn,A.F.S.計算方法,A.F.S G.F.N.＝(Wn×Sn)/nWn ＝(Wn×Sn)/nWn mesh Sn

8、 mesh Sn 6 3 6 5 12 5 8 8 16 10

9、 10 11 20 16 14 16 30 20 20 22 40 30 28 32 50

10、 40 35 45 70 50 48 63 100 70 65 89 140 100

11、 100 126 200 140 150 178 270 200 200 253 PAN 300 270 357

12、 PAN 620,粒度檢驗方法,平均採取欲檢驗之砂樣品秤量砂樣待驗樣品100±0.1公克 (樣品為濕砂則必須先去除水分)取標準篩網按粗細順序排列(上粗下細)將砂樣從上而下倒入標準篩中，蓋上上蓋密封將整組篩網安置震篩機上搖篩 3 min精秤各層篩網所留滯砂的重量 ( Wn )按照公式計算可得 A.F.S. NO,篩目與粒徑 篩目 即每平

13、方英吋(2.54cm)中所包含的孔數目 粒徑 每一顆砂粒的尺寸大小用數字加單位表示,篩目與粒徑的對應ASTM,粒型,臺灣砂,東山砂,平潭砂,冷間抗折強度 製作砂芯的強度主要參考指標,製試片金型 250±5℃下砂料，15秒刮除，90秒脫模試片尺寸10×10×60 mm測試機氣壓3.5kg/c㎡記錄讀值去除極值求平均值(T1+T2+….T8)/8×7.5,試片金型,下料分配,

14、試樣置入,讀值,系數計算,↓,△,△,,↓,↓,,h,b,,,,L,n ＝ 3 L / 2 b h,2,＝ ( 3 × 5 ) / ( 2 × 1 × 1 )＝ 15 / 2＝7.5,W,,W × n ＝ kg / c㎡,熱(冷)間抗拉強度 製作外?；虔B模的強度重要指標,金型為骨型〝8〞字試塊，溫度250℃砂料置入，10秒刮除殘砂蓋上蓋加熱60秒自動拉開讀取數值,讀值,試樣置入,製

15、樣機,融著點試驗,溫度範圍80℃～120℃間隔2℃由左向右分佈砂料60秒後開吹氣閥(1kg/c㎡)吹氣口由右向左往返三次判讀附著位置溫度值,調壓閥,加溫銅板,吹氣口,發(fā)氣量試驗,恒溫控制850±1℃樣品精秤淨重1g，10件密閉確定記錄讀值捨去頭三樣品讀值捨去極植加總五件平均值得之,試料入口,記錄紙,試料入口,通氣度(透氣值)試驗,製樣 250℃ φ50mm×50mm 置乾燥箱置入設備試樣桶中

16、測試啟動通氣並重複測試三次，記錄數值三次記錄誤差10%以內，取平均值得之，反之則重測。,試樣筒,讀值,耐剝落試驗(落砂試驗 Peel Back),金型溫度2505秤試樣砂1kg試樣倒入斗中下料口對準金型中心下料60秒後翻轉金型記錄時間與重量,,,,厚度mm,始落砂時間,落砂量g,,,加料斗,落砂量,金型,流動性試驗,試驗機水平調整秤砂料1kg倒入試驗容器抽活動側門取讀值(mm)換算角度( ° ),,,,

17、,,砂,,,,,,加料斗,尺標,灼熱減量試驗( Ig Loss) 型砂中雜質含量的指標,,,將恒溫控制高溫爐昇溫至1000℃坩堝置於150℃烤30min後置乾燥器冷卻30min精秤坩堝重量，記錄A將砂樣品置於100℃紅外線乾燥機下去除水分樣品置密封乾燥皿中徐冷至常溫精秤樣品10公克，置坩堝中秤重記錄B(小數點下四位數)將坩堝樣品置入高溫爐中120分鐘取出後置乾燥箱180℃ 30min，乾燥器30min精秤樣品重量併記

18、錄C(小數點下四位數)計算即得 % ＝ ( B－ ( C － A ) ) / B × 100 %,熱膨脹試驗(差異性試驗),標準樣品為AL2O3製砂樣品標準樣置左側試樣置右側啟動測試比對兩種樣品的相對差異電腦中可分析溫度﹑差異量﹑比率,試料入口,七﹑問題與對策,鑄件穿破、變形、毛刺,氣孔,時間與溫度,,,,,,300℃,250℃,200℃,,,,,,,,,30 40 50 60 90,30 40 50