铸铁碳当量样杯的研制与应用

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1、万方数据试验研究——铸铁碳当量样杯的研制与应用2／2003中国铸造装备与技术T每，辱3丘J-铸铁碳当量样杯的研制与应用Developing&ApplicationofSamplingCupofCEquivalentinCastIron066004秦皇岛开发区隆兴工贸有限公司精铸材料开发部童大志主题词：碳当量样杯铸铁工艺Keywords：SamplingcupofCequivalent，Castiron，Technology1热分析法测定铸铁化学成分的原理由于铸铁在冷却凝固过程中发生相变释放出结晶潜热，冷却曲线发生变化。热分析法就是利用这一热效收稿日期：2002—1I

2、一18应，通过测定凝固过程中冷却曲线初晶温度和共晶浸度点，用计算机归纳分析铸铁的碳当量、碳量、硅盈以及相关特性的一种方法。热分析法是一种快速、经济和方便的分析方法，已被普遍用于铸铁碳当量及碟和硅含量的测定。然而，铸铁的共晶转变具有双重从砂粒的形貌上来看。通过对新砂、机械再生砂及热法焙烧砂三种砂粒进行电镜及照片分析，新砂在使用前其粒形呈多角形和圆形，角形系数达1．3，相变应力膨胀使砂粒极易裂碎，角形系数增大，降低砂子使用性能；机械再生砂：由于通过砂粒与砂粒之间的磨擦，砂粒与机械之间的磨擦，去除了包覆在砂粒表面部分树脂膜，使砂粒较圆整，粒形较好，但残留在砂粒凹坑处的树脂

3、影响型芯砂的性能；焙烧砂：加熟焙烧后，砂粒表面呈现白色，去除了砂粒表面树脂膜，消除了砂粒相变应力，并通过砂粒之间磨擦使砂子角形系数变小，可降低粘结剂的使用量，减少型芯砂发气量，提高铸件质量。砂粒表面残膜含s量。摇枕、侧架铸钢件中含S量对其质量影响较大，是产生裂纹的主要原因。型砂中含S量多少，对铸钢件增S影响较大，通过对试样电子探针分析发现：(I)机械再生砂：其表面树脂膜残留量较大，其探针扫描含S量较高，对铸件增S倾向严重。(2)焙烧砂：经高温焙烧后，其砂粒表面残留树脂基本去除，其电子探针扫描分析其含S量极低，对铸件增S倾向轻微。2热法再生工艺试验热法再生的关键设备是

4、沸腾炉，其性能要求较高。主要设备工艺流程为：破碎机一筛砂机一磁选一斗式提升机一砂库一螺旋给料机一沸腾炉一冷却器。通过大量试验，确定工艺参数为：焙烧温度≥600℃，保温时间≥0．5h，砂子粒度40／70≥80％，含泥量<0．5％。10树脂砂通过热法再生后，砂粒形貌圆整，表面树脂膜去除干净。表1是部分试验结果。将焙烧800℃、保温0．5h的再生砂用于三乙胺冷芯盒制芯。砂混合料配比同新砂配比工艺相同：焙烧砂100％，树脂1．6％(组分I：0．9％、组分II：0．7％)，砂温28℃。使用四工位射芯机吹三乙胺硬化，起模后lh、2h、3h的干拉强度分别为1．2MPa、1．3MP

5、a、l-35肝a。经现场工艺试验，通过热法再生的混合砂成形好、硬化速度与新砂一致，强度达到了工艺要求。表1部分热法再生结果温度／12保温时阿，lI砂粒颤色oH浑黑色6．5450o5黑色o5洼只色0．5洼白色6000．5白色6870005I自色光亮l69801305}自色光亮l69另外，使用热法再生砂代替新砂还可以降低生。成本。我厂树脂砂用原砂是通辽精选砂，其价格254元／t(含运费、包装费、增值税)，成本较高。而经过焙烧后的再生砂其成本只有100元／t。因此，使用热法混合砂制芯不仅减少了废弃砂，同时达到了代替新砂降低成本的目的。3结论通过热法再生的混合树脂砂，完全满

6、足三乙胺工艺生产，具有可行性。改善了旧砂粒形，提高了再生砂工艺性能。减少了新砂的用量降低了成本。万方数据试验研究——铸铁碳当量样杯的研制与应用2／2003中国铸造装备与技术性，可按稳定系或按介稳定系两种模式进行。但实际测量得到的冷却曲线表明，初生奥氏体的临界温度主要取决于化学成分(即碳和硅的含量)，与凝固模式无关。也就是说，碳当量与液相线温度有一定的对应关系。然而，灰口铸铁的共品凝固，在凝固过程中受到生核程度、孕育情况、过热等许多因素的影响，会出现过冷现象，找出共晶温度与铁液成分之间的定量关系比较困难。相反，白I：1铸铁共晶临界温度在任何情况下均无过冷出现，显示出共

7、品停歇平台，因此，白口铸铁可以作为测定铸铁化学成分的判断依据。2铸铁热分析系统与样杯结构铸铁热分析系统包括微型计算机、MD转换器、处理器、样杯、补偿导线、打印机。测定过程为：安装样杯一铁液浇入样杯一自然冷却并采集数据一数据处理一显示结果一打印输出。碳当量样杯是热分析仪表上重要的质量信息传感器，它的质量等级是热分析预报精度的基础。样杯的最基本特征是使用激冷剂强制液态铸铁按介稳定系凝固，这对于精确测量冷却曲线上的液相、共晶转变温度以及某些特征量，代八相应的分析模型进行化学成分预报是必要的手段。样杯基本上分为两种，一种是圆形，另一种是方形。我们采用圆形样杯，并根据热电