热芯盒制芯的关键工艺环节

1、铸造技术#6/2000󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁&

2、#983041;󰀁󰀁热芯盒制芯的关键工艺环节文章编号:1000󰀁8365(2000)06󰀁0017󰀁02热芯盒制芯的关键工艺环节施郭健(云南内燃机厂,云南昆明650224)摘要:通过分析和试验表明,热芯盒制芯的关键工艺环节是正确选用原砂、树脂及固化剂;根据制芯工艺、当地气候及芯盒结构控制芯砂配比,取得预期的效果。关键词:热芯盒法;制芯;原材料;选择中图分类号:TG221+.2󰀁󰀁文献标识码:ATheKeyofTechnologyStepsforHotBoxCoreMakingProc

3、essSHIGuo󰀁jian(YunnanInternalCombustionEngineWorks,Kunming650224,China)Abstract:Throughanalyseandexperiment,theprincipleandmethodweregiventoselectsand,resinandhardenerforhotboxcoremakingprocess󰀂Keywords:Hotboxprocess;Coremaking;Materialselection󰀁󰀁制芯是生产出合格铸件的1个重要工序,砂芯的

4、好坏直接影响到铸件的内腔表面光洁度、尺寸精度及铸件品质,因而如何选择原砂、树脂及固化剂就成为热芯盒制芯的关键工艺环节。本文结合我厂新建铸工车间的热芯盒制芯工艺方案的制定进行研究和分析。1󰀁热芯盒制芯对砂芯的主要控制指标1󰀂1󰀁尺寸精度󰀁我厂由于引进KW公司的气流预紧实加高压多触头全自动铸造造型线,奠定了提高铸件整体品质的基础,对砂芯尺寸精度的要求也相应提高了。根据KW公司技术文件进行推算,下芯机下芯的精度为0.1mm,对于4100QB柴油发动机缸体而言,共有13块砂芯,其中端头芯和筒体芯共6大块与下芯机密切关联,如果各块砂芯厚度都

5、超差,将直接影响组芯后的尺寸精度,从而导致与下芯机不匹配。这一方面要求芯盒的制造精度必须符合图纸设计要求,另一方面也要求芯砂有良好的流动性,制出的砂芯表面致密、强度高,从而缩小并稳定涂料层的厚度,进而保证组合后的砂芯尺寸精度。1󰀂2󰀁强度󰀁主要应控制湿热强度和常温强度指标,湿热强度低于0.3MPa时,顶芯、取芯极易损坏,常温强度指标的选择则与砂芯形状和砂芯的运输路线有关,一般不应低于1.6MPa。我厂4100QB柴油发动机缸体、缸盖毛坯为高强度薄壁铸件,要求有较高的浇注温度,一般不低于1400󰀂,砂芯受高温铁液包围时间长、面积大,

6、这就要求砂芯还必须具有较高的耐高温强收稿日期:1999󰀁07󰀁27;󰀁修订日期:2000󰀁01󰀁02作者简介:施郭健(1965󰀁󰀁),男,白族,云南大理人,工程师,学士󰀂度,若砂芯的耐高温强度低,极易在浇注时发生断裂,导致缸体毛坯报废。尤其是缸体筒体芯,在形成缸径处有一凹下的环带,若砂芯热强度低,极易在取芯、搬运时发生断裂;缸盖水夹层芯采用覆膜砂制芯,原因之一,就是为了提高各项强度指标。我厂新铸工车间热芯盒制芯工艺流程意味着从射芯、涂料、烘干到转运、配芯、组芯等完整过

7、程,至少需要人力搬动7次,这也要求砂芯必须具有较高的湿热强度和常温强度。经过试验,目前,我厂将其分别控制为热强度 0.5MPa,常温强度 2.0MPa。1󰀂3󰀁发气性󰀁砂芯的发气量过高,会大大增加铸件形成气孔缺陷的倾向,应严格控制。我厂新铸工车间KW线采用国际90年代发展起来的气流预紧实加高压多触头静压造型方式,能形成高硬度的铸型,进而铸造出表面光洁高的精度铸件。但铸型的透气性有所降低,从而要求砂芯的发气量低。4100QB缸体砂芯全套总质量为86kg,绝大部分被铁液包围,若砂芯的发气量过高、发气速度过慢,浇注时气体不能及时、全部地从铸型排气孔、冒

8、口中排出,将形成铸件的气孔缺陷。因此,将发气量控制在18mL/g(850󰀂)以下。1󰀂4󰀁抗粘砂性󰀁虽然解决铸件粘砂主要应从涂料入手,但对砂芯的热稳定性也应提出要求,特别是我厂新铸工车间对砂芯尺寸精度要求较高,不允许涂料层过厚,必须要求砂芯具有良好的表面强度和整体的致密性。但这一指标目前尚无可靠的检测仪器,经过多次实验,结合生产实践,作了一个直观的规定,即:用指甲划砂芯表面,能够划出连续白痕同时无砂粒掉下为合!铸造技术#6/2000 热芯盒制芯的关键工艺环节格,并要求22.36mm2断面标准试样的单件容重 63g/件。2 热芯盒制

9、芯工艺的关键技术为解决我厂树脂砂芯盒制芯问题,1998年3月工厂组织了热(温)芯工艺攻关%,从原砂、树脂、固化剂及其工艺几个方面开展工作,至1998年7月底,对上述问题得出了方向性结论,并转入以新建铸工车间全面工艺技术准备为目标的具体试验、研究及确定工作。2 1 关于原砂 我厂90年代初期选用云南明朗砂配中、高氮树脂,反复做过热芯盒制芯的探索,在老一辈技术人员成功地设计了4100QB缸体热芯盒的基础上,继续进行过数百件的试验性生产,由于种种原因,树脂砂热芯盒制芯这一工艺始终未能投入生产。随后又进行了温芯盒的工艺研究和试验,试图以云南明朗砂为基础,选配潜伏性温芯固化剂,实现温芯盒制芯工艺,反反复

10、复的试验也一直未能找到一个成功的工艺,来稳定地进行热(温)芯工艺制芯。云南明朗砂储量丰富、开采容易、运输方便,但该砂属于极易破碎的多角形山砂,粒度为30Q,而且在筛孔尺寸为0.425mm时的残留量高达38%51%。过粗的粒度,大大降低了砂芯的抗粘砂性,经几轮的浇注试验,铸件内腔都发生严重的粘砂。而采用21Q或21H的其他原砂时,在相同的工艺下,铸件内腔粘砂情况就明显降低;明朗砂颗粒表面充满沟槽或裂纹,极易吸附树脂、固化剂,破坏树脂、固化剂化学反应生成的联结桥,显著降低砂芯的各种强度指标。我们曾用内蒙大林砂与之作过对比试验,同样的试验条件下,明朗砂芯的常温强度仅为0.4MPa,而大林砂芯的常温强

11、度接近4MPa;由于沟槽或裂纹吸附树脂、固化剂,被迫加大其加入量,降低了芯砂的流动性,射出的砂芯不致密,相同条件的试验表明,大林砂所制的&%试样质量为65g,而明朗砂所制的&%试样质量仅为58g,下降10%,树脂的加入量比大林砂芯高出18%;树脂加入量的加大,还容易造成射芯时粘模,取芯困难;明朗砂易破碎性,对树脂、固化剂的耗量不断变化,导致配砂工艺参数紊乱,偶尔出现的良好工艺指标无法重现,在进行温芯工艺试生产时,就屡次出现这样的例子:同样的树脂、固化剂及其工艺配比、操作方法,前后两天的天气状况也类似,但制芯结果完全不同,第一天尚能制出完好的砂芯,第2天就出现砂芯粘模严重或顶不出

12、芯等问题。这些试验结果表明,原砂的选择,对于热芯盒制芯是至关重要的,应该选择粒度为21Q(H)的圆形或多角形砂,砂粒表面应光滑无裂纹,砂粒完整、不易破碎。以此分析为根据而选择的湖南砂,经过试验已基本满足热芯盒制芯的性能要求。2 2 关于树脂和固化剂 树脂和固化剂选择一定要结合当地的环境、原砂状况、芯盒工艺结构以及生产率指标来进行。对于树脂,一般而言,北方天气寒冷、干燥,原砂多为圆形、光滑,粒度为21Q风积砂,可以选择中高氮树脂(4%14%N),粘度要求也可大为放宽(可高达150mPas),所制砂芯不会明显吸潮,而且芯砂具有良好的流动性,如一汽一铸造厂卡车铸铁件生产,采用的RS303树脂,含氮量

13、为9 5%、粘度为120mPas;一汽二铸造厂轿车铸铁件生产,采用的3606型树脂,含氮量为7.5%9.3%、粘度为150mPas。而南方气温较高、天气潮湿,应选择中低氮树脂,含氮量最好控制在4%以内;原砂粒形多为多角、尖角形,流动性比圆形砂差,树脂粘度应控制在50mPas以下,我厂控制在30mPas以下,树脂中的游离甲醛是剌激性有害成分,应严格控制,以不超过1.5%为宜。固化剂的选择非常重要,它与树脂的类型、芯盒工艺结构以及生产率指标关系密切,一般选择酸类固化剂,有时配入盐类潜伏型催化剂,但一定要具体分析合理选用。例如我厂的4100QB柴油发动机缸体的筒体芯盒,在抽芯棒内不设加热管,如果选择

14、潜伏型铜盐固化剂,抽芯棒位置的芯砂在一定固化时间内又达不到固化剂反应温度,势必造成该位置砂芯的不固化;针对这一芯盒结构特点,我们选择磺酸型固化剂,浓度为50%。固化剂选择不当时,首先影响的是芯砂的可使用时间,其次会引起砂芯湿热强度、常温强度、表面强度几个指标之间关系的紊乱。当然,芯砂的可使用时间与天气状况有很大关系,阴雨天气下配砂,其可使用时间比晴天时要明显延长。固化剂浓度和加入量可以根据砂芯大小、芯盒加热功率及生产组织对固化时间的要求做适当调整,加入量控制在占树脂量的16%25%范围内。在实际生产中,为便于配砂及芯砂输送,一般相对固定固化剂的加入量,然后针对不同的砂芯,通过调整射芯机的固化温

15、度及固化时间,来控制砂芯的强度指标。3 试验结果及结论从1998年3月起,针对我厂新建铸工车间热芯盒制芯用原砂、树脂及固化剂的选择,进行了大量的试验。3 1 原砂 主要试验对象为云南省明朗砂等25种,省外为湖南砂、江西砂、广西砂3种,现将湖南砂、江西砂及明朗砂的砂粒特性对比如下(见表1)。从此对比中,可以看出,湖南砂在综合指标上的性能优于其他原砂,为慎重起见,我们又专程对这一砂矿作了全面的工艺调研,对其生产能力、运输能力、砂源铸造技术#6/2000 破碎机高锰钢滚筒的金属型铸造工艺文章编号:1000 8365(2000)06 19 03破碎机高锰钢滚筒的金属型铸造工艺焦 中,李永娜(山东铝业公

16、司,山东淄博255065)摘要:为提高ZGMn13直径D=610mm(305mm滚筒的耐磨性和内部组织致密性,对浇注位置、分型面、浇冒系统、浇注温度及金属型设计、预热、控温、出型时间等工艺进行控制;生产出合格铸件,使滚筒的使用寿命较砂型铸造提高1.5倍。关键词:高锰钢;滚筒;铸造工艺中图分类号:TG249.3 文献标识码:AFoundryTechnologyoftheHighManganeseSteelCrusherRollerCastbyMetal moldJIAOZhong,LIYong na(ShandongAluminiumCorporation,Zibo255065,China)Ab

17、stract:Metal moldisusefulforimprovingthedensityandthewearresistanceofthe 610(305mmrollerinthecaststeelZGMn13 Qualifiedcastingscanbeproducedbycontrollingtechnologyfactorssuchaspouringposition,partingface,gatingsystem,metal molddesign,temperatureofmoldandshaking outtimesoon Theresultshowsthattheservic

18、elifeofrollercastinmetal moldismorethanoneandahalftimeslongerthanthatcastinsandmold Keywords:Highmanganesesteel;Roller;Foundrytechnology ZGMn13滚筒是中国第四砂轮厂直径D=610mm(305mm辊式破碎机所用部件,该铸件的生产批量较大,机械性能要求较高。以往我们采用砂型铸造生产的滚筒存在组织疏松、耐磨性差、使用寿命短等问题。为了更好地满足用户的需要,在进行了充分的可收稿日期:1999 07 23; 修订日期:2000 01 17作者简介:焦 中(1968 ),男,山东莱芜人,工程师、学士行性分析的基础上,决定ZGMn13滚筒生产采用金属型铸造工艺。实践证明,该工艺效果良好。1 ZGMn13滚筒金属型铸造的可行性分析1 1 生产批量ZGMn13滚筒是直径D=610mm(305mm辊式破碎机的易损件,每年约需150件,批量适中,达到金属型铸造所要求的最小批量。1 2 铸件结构的工艺性分析我厂热芯盒制芯,结合进一步的调试及生产,还将向厂家提出更为细致的参数要求。4 其他5 结束语热芯盒树脂砂制芯的关键工艺环节是正确的选择原砂、树脂及固化剂。原砂的选择有一定的规律性,应选择21Q或21H、角形系数<1.25的原砂。树脂、固化剂的选择应根据