覆膜砂在硅溶胶熔模铸造中的应用

《覆膜砂在硅溶胶熔模铸造中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、精密铸造特种铸造及有色合金２０１０年第３０卷第１１期覆膜砂在硅溶胶熔模铸造中的应用张金智莫学明袁小红（株洲时代新材料科技股份有限公司）摘要介绍了弯曲型腔结构的管、阀类产品铸造后清砂的工艺方法，分析了各种方式的操作难点和型腔内、外层强度。以降低管状型壳层强度为出发点，提出在内腔部位涂撒覆膜砂的硅溶胶熔模铸造制壳工艺，可以有效降低内腔型壳强度，从而解决内腔型壳清砂难的问题。关键词覆膜砂；硅溶胶；熔模铸造中图分类号ＴＧ２４９．５；ＴＧ２２１文献标志码Ａ文章编号１００１－２２４９（２０１０）１１－１０３５－０２ＤＯＩ：１０．３８７０／ｔｚｚｚ．２０１０．

2、１０．０１８以硅溶胶作为粘结剂的熔模铸造制壳工艺已经得到了广泛运用，但在生产弯曲型腔结构的管、阀类产品时，内腔型砂难以去除。利用覆膜砂的特点，结合硅溶胶制壳的特点，可以使弯曲型腔结构铸件内部的型砂更容易去除。１弯曲型腔管、阀类产品清砂难点以弯曲型腔结构产品异径管三通为例（见图１），产图２制壳后内腔形成管状或实心状的耐火材料层品内腔呈弯曲状，且出口端（Ａ处）直径逐渐缩小。采用硅溶胶制壳工艺制得的型壳强度高。因为该产品内腔为异形圆滑过渡管状，制壳后其内腔形成管状或实心状的耐火材料层（见图２），铸件浇注后，内腔散热条件非常差，形成过热点，造成型壳被烧结

3、成玻璃状粘结在铸件内腔，型壳溃散性差。铸件冷却过程中冷却收缩时产生的应力更无法促使形成的管状或实心状耐火涂料层破裂，这就给产品内腔的后期清砂造成非常大的困难。在清除此类产品内腔中的型砂时，通常采用碱煮（爆）、图３抛丸清理“死角”示意图ＨＦ酸浸泡、高压水冲击、抛丸、人工敲凿等方式。通过分析产品的结构特点，要解决内腔残砂的清理问题，可从改进制壳工艺上入手，通过改善内腔形成的管状或实心状耐火涂料层的溃散性，就能达到解决问题的目的。２型壳内、外层强度分析为了解弯管结构形成的型壳内、外层强度差异，制备壁厚为５ｍｍ，长度为４０ｍｍ，内径分别为５、８、１２、图

4、１异经管三通型腔结构示意图１６、２０ｍｍ的圆管蜡模，按生产工艺进行挂砂，制作挂碱煮（爆）和ＨＦ酸浸泡都是对铸件上残留的附着砂层分别为１～６层，并经过焙烧的型壳作为试样。采［１，２］型砂进行化学清理的一种方法，但都无法完全将此用抗弯强度试验仪在常温下对制作的５组试样进行型类产品内腔清除干净，导致产品存在“死角”，见图３。壳强度试验：加载至试样外层破裂为止，记录载荷值；清在抛丸处理时，高速运动的钢丸到达内腔“死角”，已经除破碎的试样外层，再对试样内层加载，直至破裂为止，没有冲击作用，不能完全清除型砂。记录载荷值。把试样内、外层破碎的载荷值之比近似地收

5、稿日期：２０１０－０６－１８；修改稿收到日期：２０１０－０７－２０第一作者简介：张金智，男，１９８０年出生，助理工程师，株洲时代新材料科技股份有限公司，湖南省株洲市天元区海天路１８号（４１２００７），电话：１３７６２３９０７０８，Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｊｚ＿８０＠１６３．ｃｏｍ１０３５特种铸造及有色合金２０１０年第３０卷第１１期作为试样内、外层强度比进行分析，可以明显看出试样膜砂时应单独配置涂料，涂料粘度比一般背层涂料少３内层与外层的型壳强度（以下简称内、外层强度）有着明～５ｓ。显的区别，结果见表１。通过数据可以看出，正常挂砂制壳过程加入涂挂覆膜砂层时

6、对型壳内腔的干燥条件下，型壳内、外层强度比为（１～４）∶１，也就是说内控制尤其重要，因为其干燥效果将直接影响型壳的常温［４］腔形成的管状型壳强度一般都大于外部形成型壳的强和高温强度。加入覆膜砂层时的干燥时间以确保型度，这就是导致内腔清砂困难的原因。所以要解决内腔壳得到充分干燥为原则，干燥间内温度和湿度必须严格清砂难的问题就是要降低这种管状结构内腔的型壳强控制。度，增大其溃散性，但是又不能使产品外部的型壳强度为了验证加入覆膜砂后对型壳内、外层强度的影降低，也就意味着需要相对地降低内腔形成的管状型壳响，再次制备出相同尺寸和数量的试样，只是在第３层强度

7、。根据这一思路，选用具有溃散性特点的耐火材料和第４层时加入覆膜砂。同样把试样内、外层破碎的载来制造型壳，从而降低内腔管状型壳的强度。荷值比近似地作为试样内、外层强度比进行分析，可以表１正常挂砂工艺情况下型壳内、外层强度对比表看出其内、外层强度比有着比较明显的变化，数据见表挂砂试验内、外层强度比２。层数温度／℃Ｒ＝５ｍｍＲ＝８ｍｍＲ＝１２ｍｍＲ＝１６ｍｍＲ＝２０ｍｍ表２加挂覆膜砂情况下型壳内、外层强度对比表１层２５±２—————２层２５±２１．２３∶１１．１８∶１———挂砂试验内、外层强度比３层２５±２２．５４∶１２．１２∶１１．７３∶１１．５１∶

8、１１．１７∶１层数温度／℃Ｒ＝５ｍｍＲ＝８ｍｍＲ＝１０ｍｍＲ＝１５ｍｍＲ＝２０ｍｍ４层２５±２３．９５∶１３．８７∶１２．７８∶１２．１