高密度自动造型的型砂控制.演讲人:克莱尔·克劳森唯科国际公司－唯科东明矿业有限公司母公司概述大约25年前高压造型技术问世了，演变至今日，除了压力，造型机还采用了其他多种技术来生产高密度砂型。高压造型使人们生产的铸件尺寸更精确，表面质量更好。潮模砂工艺中高密度自动造型的采用使金属铸造业者不仅提高了生产率，而且提高了铸件质量，这样就降低了生产成本，从而延长了金属铸件的产品周期。选择高质量的原材料是取得潮模砂最佳性能的关键，对于用高密度自动造型线生产砂型的企业来说尤其如此。这篇文章概述了应用高密度自动造型时工艺控制的重要性，并指导如何选择和使用潮模砂中的原材料。简介潮模砂工艺是生产铸铁件和有色金属铸件的最多产，最有效率的方法。潮模砂是世界通用的术语，是指用粘土矿物膨润土将砂粒粘接起来的工艺，已应用了75年以上。高压造型被AFS潮模砂造型委员会定义为造型机能在几平方英寸内施加超过砂模线性表面积100倍的压力将型砂压实。对今天的高密度自动造型来说，高密度比硬度更准确地描述了砂型标准。如果要高密度自动造型机造出适合浇铸密度均一的砂型，那么就要使用适合高压造型的型砂。机器类型分成无箱造型和有箱造型。造型方向有垂直式和水平式，有些机器先垂直造型，然后将模型旋转至水平方向再浇注。型砂性能原材料的选择，现有的设备和工艺控制决定了型砂的性能。即使选择了最佳的材料，也不能保证型砂能取得预期或可能的效果。通过对型砂工艺过程全面的进行管理，包括从混砂到之后的旧砂处理，才能得到性能好的型砂。芯砂进入砂系统，新砂，粉尘回用，燃烧副产品和有机物的烧结物都对型砂性能有影响。各个铸造厂使用的实验仪器不同，测定型砂性能的实验频率也不同。在现有工艺条件下选择必要的型砂实验是非常重要的，并按照型砂循环量的大小来决定实验频率。每小时循环一次的砂系统要比每八小时循环一次的砂系统的实验频率要高。必须了解每一种实验和它们从型砂中可以测得何种信息。透气性透气性是指气体透过紧实砂型的难易程度。通常测试透气性使用锤击施压后的50x50mm(2.0x2.0英寸)的标样。施加标准压力得到的密度通常比高密度自动造型线上的密度要低，所以实验室数据只是一个相对的数据。实际高密度自动造型线上的透气性实验取得的数据是30，而锤击三次标样取得的透气性数据是120。原砂，型砂混合物中的其他材料和混砂机效率都对型砂性能的形成和最终的透气性起着作用。对大部分用高密度自动造型机的铸造厂来说，取得足够的透气性是最关键的。高密度造型机有不同的方法来紧实型砂，砂型密度直接与施加在型砂上的力的多少有关。H.Roshan在他2003AFS铸造会议年度银奖论文中描述高密度自动造型是一种造型方式，即在几平方英寸的范围内用超过砂模线性表面积100倍的力将型砂压实。砂型越密，透气性越差。材料和型砂性能也能影响密度和透气性，所以必须考虑组成型砂的材料。原砂，添加剂的选择和型砂的准备都会影响结果。紧实率及它和型砂混合物中的水分含量的关系，粒度分布和系统中的粉尘都对透气性有主要影响。粒度分布几种型砂性能指标单独或集合起来对透气性有影响。最基本的是粒度分布。不考虑AFS粒度号，粒度分布本身对透气性有主要影响，同时对其他机械性能也有影响。最理想的粒度分布是4个主峰筛上的余留量约占80%。如果是3个主峰筛上的余留量约占80%，那么在相同的AFS粒度号下，型砂可用的表面积会减少。混砂时粘土总是倾向于和可用的砂粒表面紧密粘结。如果相对于膨润土量，可用表面不够，那么砂粒表面的粘土层会过厚，产生肥胖的砂粒。逐步增加有效粘土含量会增加湿压强，但型砂流动性会下降，这会导致砂型表面粗糙多孔，从而可能产生金属渗透。金属浇注时，过量膨润土中含有的水分会蒸发，这样会导致粘土过度收缩。粒度分布对压实的砂模结构强度有主要影响。砂模压实后砂粒与砂粒的接触取决于粒度分布，砂粒的形状和粘土水分的比例关系。小于3筛的粒度分布，单筛余留量超过40%的型砂，压实时容易增加颗粒间的摩擦力，从而降低型砂流动性。同时热传导率也受影响，见图1所示。该图描述了粗砂，细砂和中等细度砂吸收和传导热的能力。紧实率/水分比例紧实率/水分比例能影响砂模的透气性。比例下降，则透气性下降。通常降低该比例的因素有1)非粘土微粒的增加，2)烧失量的增加或过高。型砂中总是存在一些非粘土微粒和热分解的冷凝物，少量会对型砂混合物有益处。这些微粒的存在比例取决于砂系统中添加剂和泥芯砂的进入和浇注后型砂的处理。泥芯砂进入砂系统，谷物-淀粉，煤粉的加入量，吸尘及冷却设备都影响着微粒含量的累积。过量的微粒不仅用15.2mm的钢制半球来测量砂铁界面处的热量吸收和相邻砂层间的热传导。降低透气性，增加型砂中的含水量，还使砂模结构变得脆弱，