液态金属铸造成形（第3章）第7讲 砂型性能.ppt

1、材料科学与工程学院华中科技大学HUAZHONG UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY1授课教师：董选普教授 吕书林博士教学内容教学内容液态金属铸造成形液态金属铸造成形1锻压锻压XXXX2焊接焊接XXXX3注塑注塑XXXX4第3章 砂型铸造3.1 3.1 砂型（芯）制造方法砂型（芯）制造方法3.2 3.2 粘土湿型粘土湿型3.3 砂型性能控制3.4 3.4 水玻璃砂型（芯）水玻璃砂型（芯）3.5 3.5 树脂砂型（芯）树脂砂型（芯）3.6 3.6 砂型烘干、合箱、浇注清理（自学）砂型烘干、合箱、浇注清理（自学）3.3 砂型性能控制l举例：江铃汽车铸造二分厂 200

2、2、2003两年，铸造质量不稳定，铸件废品率有些月份达到30%，主要原因是2001年为了支援地方铸造厂，从生产线上取走了80吨型砂，从此一阕不正。2003年BMD线型砂性能统计及废品分析项目1月份2月份3月份4月份5月份6月份7月份8月份9月份10月份11月份12月份最大424342434444434343434243最小363835363738383838393838平均4040.339.940.140.840.84141.441.14140.740.8标准偏差1.331.161.261.461.111.151.140.90.98111.03最大3.23.253.23.153.052.952

3、.85332.852.92.9最小2.82.92.82.72.62.62.552.62.052.652.652.65平均33.132.92.92.82.72.82.82.82.82.8标准偏差0.070.070.080.10.10.070.060.090.110.50.050.05最大128130130125120116117115130127128128最小10810510410210510310290105112115118平均118.5114.9115.5114.6109.9107.6107.1106.4115.5118.4121.7123.8标准偏差4.616.815.714.323.

4、622.862.636.156.433.132.932.39最大210220220206200200200220220215220217最小117188180178180185182190190185195195平均198.9204.4199.6192.9191.6194.5191.8199.7200.4199.6206.1207.2标准偏差11.295.098.625.994.463.523.277.947.346.174.944.98最大434342424343424246434443最小353834353638373738363839平均40.140.838.637.839.339.93

5、8.739.440.439.441.240.7标准偏差1.861.321.541.081.331.181.041.262.271.361.221.17最大3.93.93.93.93.983.93.9443.93.93.9最小3.63.83.73.73.753.753.753.83.753.753.83.8平均3.883.883.83.83.83.83.83.93.93.83.883.88标准偏差0.050.020.050.050.040.030.030.050.050.040.030.02废品率（%）日最大7.6432.2934.9320.6917.510.4712.131516.210.44

6、21.733.8日最小0.854.516.435.113.151.282.114.151.476.13.8月平均68.262311.046.754.834.785.596.5512.410废品率的前三位（%）第一气孔2.0气孔4.38砂孔10.86砂孔5.01砂孔3.3砂孔2.61漏箱1.51砂孔2.72垮砂4.3气孔2.18砂孔8.05气孔2.95第二砂孔1.77砂孔1.87气孔6.1气孔4.99气孔2.4气孔1.39损伤1.4气孔1.18砂孔2.5漏箱2.09气孔2.26砂孔4.71第三损伤0.55缩裂0.72漏箱0.55损伤0.5损伤0.4磨损0.27气孔1.26磨损0.35气孔0.7损

7、伤0.96垮砂0.78芯损0.713.3 砂型性能控制紧实率水分透气性湿压强度劈裂强度热湿拉强度垮砂砂孔漏箱气孔3.3 砂型性能控制3.3.1 水分、最适宜干湿程度和紧实率 （1）水分：表示型砂中所含水分的质量百分数； 测定方法：采用烘干法 （2）紧实率：湿型砂用1MPa的压力或者在锤击制样机上打击三次，其试样体积在紧实前后的变化百分率。最适宜的紧实率手工造型：50高压造型：3545挤压造型：3540筒高筒高紧实距离紧实率100紧实率作为最适宜水分指标的依据：1、干砂自由流入到试样筒中，砂粒堆积比较紧密（松散密度高），在相同的紧实力的作用下体积减小较少。型砂脆、韧性差、易产生冲砂、型砂脆、韧性

8、差、易产生冲砂、砂眼缺陷。砂眼缺陷。2、水分高的型砂流入到试样筒中，流动性差，砂粒的堆积密度低，紧实后体积减少较大。浇注时产生大量气体，易出现气孔、胀砂、夹砂缺气孔、胀砂、夹砂缺陷陷。3.3.1 水分、最适宜干湿程度和紧实率 （1）水分：表示型砂中所含水分的质量百分数； 测定方法：采用烘干法 （2）紧实率：湿型砂用1MPa的压力或者在锤击制样机上打击三次，其试样体积在紧实前后的变化百分率。3.3.1 水分、最适宜干湿程度和紧实率 高紧实度造型高紧实度造型是指造型过程中是指造型过程中对铸型表面单位面积施加的压力大于对铸型表面单位面积施加的压力大于70 70 N/cm2 (7 kgf/cm2),

9、N/cm2 (7 kgf/cm2), 高密度铸型的定高密度铸型的定义为用义为用B B型硬度计测得硬度在型硬度计测得硬度在8585 以上以上，并且具有良好的一致性。，并且具有良好的一致性。 透气性是指型砂能让气体通过而溢出的能力透气性好透气性好透气性差透气性差透气性过高透气性过高铸件表面质量好，内部无气孔铸件表面出现脉纹，内部出现气孔铸件表面出现机械粘砂3.3.2 3.3.2 透气性3.3.2 3.3.2 透气性智能化智能化测量方法标准法：在水封钟罩内吸入2000cm3空气，造成10g/cm2的压力条件，用秒表测出在该压力下2000cm3空气通过试样流出的时间t，并记下气压计读数（p）透气率透气

10、率 k=VH/Sptk=VH/Spt式中: V-通过式样的空气体积，2000cm3； p-试样前压力（mmH2O）； H-试样高度； S-式样截面积； t-2000cm3空气通过式样的时间。(1) (1) 原砂的颗粒特性：原砂的颗粒特性：3.3.2 3.3.2 透气性3.3.3 湿态强度抗压强度抗拉强度抗剪强度湿强度作用：满足型砂搬运、起模、合箱，承受金属液的冲击湿强度作用：满足型砂搬运、起模、合箱，承受金属液的冲击可能的缺陷：铸型破损、塌落；铸件砂眼、跑火、胀砂可能的缺陷：铸型破损、塌落；铸件砂眼、跑火、胀砂湿型造型时，型砂不经过烘干而具有的强度。l测量：用标准式样在外力作用下遭到破坏时的应

11、力值表示,MPa、KPa。l指标：湿态抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、劈裂强度3.3.3 湿态强度3.3.3 湿态强度l湿型砂的调匀点l比最高湿强度时的水分含量高或者紧实率在40%2%左右；l型砂水分测量非常重要，精度要求0.25%。多余的多余的1020%干什么用？3.3.4 热湿拉强度l夹砂缺陷l热湿拉强度l模拟金属浇入铸型后型砂的受热模拟金属浇入铸型后型砂的受热情况。湿型砂试样情况。湿型砂试样50mm50mm50mm50mm，加热板温度加热板温度3203201010，紧贴，紧贴20-20-30s30s，形成，形成5mm5mm左右的干砂层及水左右的干砂层及水分凝聚区，测定热湿拉强度。分凝聚区，测定热湿拉强度。形成机理本 节 总 结黏土湿型砂的综合性能l合适的紧实率：合理的水分l合适的透气性：降低铸件气孔率l好的湿态强度（湿压、湿拉）：减少砂孔、垮箱类缺陷l好的热湿拉强度：减少夹砂、脉纹缺陷思考题 分析夹砂形成的原因，为什么热湿拉强度好的型砂抗夹砂能力强？