关于金属型浇注铝活塞用保温冒口套的研制

《关于金属型浇注铝活塞用保温冒口套的研制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、金属型浇注铝活塞用保温冒口套的研制刘瑞玲王丽娟魏情李志勇摘　要　介绍了一种以漂珠、附加保温材料和水玻璃粘结剂混制而成的保温冒口套。验证结果表明：该冒口套具有保温效果好，寿命长，价廉，制作工艺简单，是进口冒口套的替代品，具有推广应用价值。关键词：　保温冒口套　金属型　铝活塞用金属型铸造铝活塞时，以往我们采用活塞头部朝下，上抽芯等方法，其工艺出品率仅为40%左右。河北某厂引进德国马勒公司的浇注机生产铝活塞，采用的是下抽芯方法，活塞头部朝上，并使用保温冒口，工艺出品率高达82%。但进口保温冒口套价格昂贵，且常因供应中断而影响生产。

2、为此研制出了一种新型金属型保温冒口套，它不仅具有良好的保温性能，且寿命长，有足够的耐火度和一定的韧性，材料来源广，成本低，使用方便，无污染。1　试验用原材料1.1　保温材料试验用保温材料为空心微珠(漂珠)及附加保温材料，附加保温材料的作用是在冒口套中起提高韧性的作用。空心微珠的化学成分、物理性能见表1。表1　保温材料化学成分及物理性能名　称wB/%体积质量耐火度导热系数SiO2Fe2O3Al2O3CaOMgO其他kg.m-3℃W.m-1.K-1空心微珠50～602～525～400.5～30.5～2余量250～390>1550

3、0.071～0.0951.2　粘结剂试验用的粘结剂为水玻璃，其性能见表2。表2　水玻璃的性能指标编　号模数密度/kg.m-312.27152022.4815102　“8”字试样及冒口套制作将漂珠和附加保温材料定量后混匀，然后慢慢加入水玻璃混匀，最后加适量水调湿后备用。“8”字试样及生产用冒口套均利用金属型在自制的压实设备上紧实。图1为压实机的结构简图；图2则为试验用金属型结构简图。制作好的“8”字试样及冒口套要进行烘干硬化才可使用。图1　压实结构简图Fig.1　Schemeofpressingconstructure1.基座

4、2.导杆3.千斤顶4.工作台5.外模6.内模7.压头8.横梁图2　试验金属型结构简图Fig.2　Schemeoftestingpermanentmoldconstructure1.芯棒2.内模3.外模4.夹紧装置5.冒口套6.销子7.芯棒座3　试验方法研制出的新型保温冒口套要求表面质量好，有一定强度，不易损坏，可重复使用，保温性能好，故要求其具有较高的抗拉强度、较小的体积质量及导热系数，以下是具体的试验方法。3.1　冒口套表面质量评定要对烘干(或焙烧)后的冒口套外观质量进行评定，一般为以下两个方面。(1)烘烤或焙烧后是否变形

5、、开裂。(2)用手指用力划其表面，看是否掉粉。如果无变形、开裂及不掉粉，则其表面质量为“好”；如果无变形及开裂、部分掉粉，则其表面质量为“较好”；如果变形或开裂，不掉粉，或无变形开裂但掉粉严重，则表面质量为“差”。3.2　抗拉强度的测试将制成的“8”字试样在杠杆式万能强度试验机上测定。试验结果取三个数值的算术平均值。3.3　体积质量将冒口套或“8”字试样，在架式天平上称量，然后计算其体积质量。3.4　导热系数的测定用混合料在自制压实设备上压制100mm×100mm×50mm的试样，试验测定导热系数。3.5　模拟浇注试验试验是

6、在实验室模拟现场工作条件进行。即将冒口套预热至300℃，然后直接放入已加热至750℃的箱式炉内保温1.5min，取出炉外放置1min左右，计数1次；然后再放入，进行第2次，这样重复进行，直至冒口出现明显裂纹或破损，统计其重复次数。3.6　实验室浇注试验浇注的是ZL108合金，浇注温度为700～720℃，浇注时，铸型装配简图如图3。本试验主要考虑高温铝液对冒口套表面是否浸蚀。图3　铸型装配简图Fig.3Schemeofcastingmoldassembled1.下箱　2.下型　3.上箱　4.上型　5.内浇道　6.直浇道　7.冒

7、口套4　试验结果经大量试验获得了一种较理想的混合料，其配方中漂珠与附加保温材料比例适当，水玻璃为25%。经烘干后的冒口套的抗拉强度为0.84MPa；体积质量为0.93g/cm3；表面质量好；T=100℃时的导热系数λ=0.273W/(m.K)。通过浇注试验发现冒口套与铝合金分离，冒口套表面光滑，未被铝液浸蚀，且冒口套无裂纹、破损等。模拟试验进行了近百次，无明显裂纹、破损，说明此种冒口套可以承受一定的急冷、急热，因而使进一步的生产验证成为可能。5　生产验证对生产试验中浇注的铝活塞随机抽样检查缩松情况，铸件从中间剖开后，用NaO

8、H水溶液腐蚀，肉眼观察无缩孔、缩松，符合产品的标准要求。对试验的50个冒口套进行观察，使用过程中不浸蚀，无污染，可重复使用120～200次(根据活塞大小不同)。由此可见冒口套性能满足要求，且铸件质量良好。6　经济效益分析已研制的冒口套价格为0.80元/套，其平均使用寿命150次；进口冒口套