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1、粘土濕型砂特點(diǎn)及缺陷分析與控制摘要：濕型砂作為現(xiàn)階段主要的鑄鐵件生產(chǎn)手段，在鑄造中占主要的地位，只有控制好型砂性能才能有效的保證鑄造生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性，提高鑄件質(zhì)量。本文介紹了有關(guān)粘土濕型砂的特點(diǎn)和生產(chǎn)過程中需要注意的問題，對生產(chǎn)過程中經(jīng)常遇到的鑄件缺陷作了分析并提出了防止措施。關(guān)鍵詞：粘土濕型砂膨潤土煤粉缺陷一、粘土濕型砂概述用粘土粘結(jié)砂作造型材料生產(chǎn)鑄件，是歷史悠久的工藝方法，也是應(yīng)用范圍最廣的工藝方法。在各種化學(xué)粘結(jié)砂蓬勃發(fā)展的今天，粘土濕型砂仍是最重要的造型材料，其適用范圍之廣，耗用量之大，是任何其他造型材料都不能與之比擬的。據(jù)報(bào)道，美國鋼鐵鑄件中，用粘土濕型砂制
2、造的占80%以上；日本鋼鐵鑄件中，用粘土濕型砂制造的占73%以上。1、粘土濕型砂特點(diǎn)濕型鑄造法的基本特點(diǎn)是砂型（芯）無需烘干，不存在硬化過程。其主要優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)靈活性大，生產(chǎn)率高，生產(chǎn)周期短，便于組織流水生產(chǎn)，易于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的機(jī)械化和自動化；材料成本低；節(jié)省了烘干設(shè)備、燃料、電力及車間生產(chǎn)面積；延長了砂箱使用壽命等。但是，采用濕型鑄造，也容易使鑄件產(chǎn)生一些鑄造缺陷，如：夾砂、結(jié)疤、鼠尾、粘沙、氣孔、砂眼、脹砂等。隨著鑄造科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對金屬與鑄型相互作用原理的理解更加深刻；對型砂質(zhì)量的控制更為有效；加上現(xiàn)代化砂處理設(shè)備使型砂質(zhì)量得到了一定保證；先進(jìn)的造型機(jī)械使型砂緊實(shí)
3、均勻，起模平穩(wěn)，鑄型的質(zhì)量較高，促進(jìn)了濕型鑄造方法應(yīng)用范圍的擴(kuò)大。2、濕型粘土砂的組成濕型砂是由原砂、粘土、附加物及水按一定配比組成的。2.1粘土粘土是濕型砂的主要粘結(jié)劑。粘土被水濕潤后具有粘結(jié)性和可塑性，烘干后硬結(jié)，具有干強(qiáng)度。而硬結(jié)的粘土加水后又能恢復(fù)粘結(jié)性和可塑性，因而具有較好的復(fù)用性。粘土主要是由細(xì)小結(jié)晶質(zhì)的粘土礦物所組成的土狀材料。鑄造工作者通常根據(jù)所含粘土礦物種類不同將所采用的粘土分為鑄造用粘土和鑄造用膨潤土兩類。膨潤土主要是由蒙脫石組礦物組成的，主要用于濕型鑄造的型砂粘結(jié)劑。鑄造用粘土主要含有高嶺石或依利石類礦物。2.2附加物型砂中除了含有原砂、粘土和水等
4、材料以外，通常還加入一些附加物如煤粉、渣油、淀粉等，目的是使型砂具有特定的性能，并改善鑄件的表面質(zhì)量。???在鑄鐵用濕型砂中加入煤粉，可以防止鑄件表面產(chǎn)生粘砂缺陷，并能改善鑄件的表面光潔程度。濕型鑄鐵件所用型砂中煤粉的含量常在3～8％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）范圍內(nèi)，根據(jù)鑄件大小和厚薄而異。???煤粉的代用材料，包括固體瀝青或其乳化液，渣油或煤焦油或其乳合液，膨潤土與瀝青或其他石油衍生物的混合粉末或漿液，固態(tài)或水中分散的合成聚合物和淀粉等。鑄鐵面砂中淀粉含量（按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)）一般為0.5％左右。2.3原砂鑄造生產(chǎn)中使用量最大的原砂是以石英為主要礦物成分的天然硅砂。天然硅砂資源豐富，分布
5、極廣，易于開采，價格低廉，能滿足鑄造上多數(shù)情況的要求。一方面，原砂為砂型（芯）提供了必要的耐高溫金屬液順利沖型、在鑄型中冷卻、凝固并得到所要求形狀和性能的鑄件。另一方面，原砂粒度為型砂提供眾多空隙，保證砂型具有一定透氣性，在澆注過程中，使型腔內(nèi)受熱極劇膨脹的氣體和鑄型本身產(chǎn)生的大量氣體能順利逸出二、舊砂的處理1、舊砂概述用粘土濕型砂造型，澆注以后，除貼近鑄件的部分型砂中活性膨潤土受熱失效成為死粘土外，大部分型砂可以回收使用。這是粘土濕型砂的主要優(yōu)點(diǎn)之一。配制粘土濕型砂時，舊砂用量一般都在90%以上，如果對舊砂的處理不當(dāng)，無論怎樣加強(qiáng)混砂，無論添加什麼輔助材料，都不可得到
6、好的型砂。所以，對舊砂進(jìn)行有效的處理，是保證型砂質(zhì)量的前提。2、舊砂溫度的控制熱砂問題，已被公認(rèn)為粘土濕型砂鑄造必須面對的最大問題。型砂溫度太高，鑄件容易產(chǎn)生夾砂、表面粗糙、沖砂、氣孔等缺陷。熱砂對鑄件質(zhì)量的負(fù)面影響，主要由于以下幾個方面：1）由于熱砂使水分蒸發(fā)，混砂時無論怎樣注意，也難以控制型砂的性能；2）將熱型砂送往造型機(jī)的過程中，由于水份損失，型砂性能改變，造型時實(shí)際上用的型砂，其性能與混砂時控制的性能差別很大；3）造型時，熱型砂的水分容易在模樣表面上凝結(jié)，型砂粘模；4）合型后，熱砂的水分蒸發(fā)，凝結(jié)在冷的芯子上，會使芯子的強(qiáng)度降低，鑄件也易于產(chǎn)生氣孔；5）如果舊砂
7、要貯存在砂斗中備用，則熱砂容易粘附在砂斗壁上。嚴(yán)重時，砂斗四周堵滿了型砂，只剩中間一個孔洞，使系統(tǒng)中的型砂只有一部分周期使用，這部分型砂周轉(zhuǎn)快、溫度又會進(jìn)一步提高，使熱砂問題更加嚴(yán)重。多高溫度的砂算是熱砂？判斷熱砂的溫度界限，是看其是否使混砂、造型及鑄件質(zhì)量方面出現(xiàn)問題。對此，許多研究者從各個方面進(jìn)行了研究，普遍認(rèn)為：要保證型砂的性能穩(wěn)定，溫度必須保持在50℃以下。使型砂冷卻，最有效的辦法是加水，但是，簡單的加水，效果是很差的。一定要吹入大量空氣使水分蒸發(fā)，才能有效地冷卻。以下，給出一個簡略的計(jì)算比較：型砂的比熱大致是：9.22×102J
