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自動造型機(jī)
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鑄造自動造型線的特點(diǎn)你知道多少?

2020-05-12 19:02:56

隨著我國鑄鐵業(yè)的發(fā)展,對鑄件品質(zhì)的要求日益提高,并且由于其他諸多因素的影響,越來越多的生產(chǎn)廠家安裝使用了高密度造型生產(chǎn)線,而高密度潮模生產(chǎn)線對型砂的質(zhì)量有著嚴(yán)格的要求。


對一些中小企業(yè),在使用高密度造型線時普遍存在著兩個極端的認(rèn)識誤區(qū):一是認(rèn)為自動線與手工造型、一般機(jī)器造型沒什么特別區(qū)別;二是認(rèn)為自動線比較高檔,型砂材料要用好、全新的。這兩種想法都會給企業(yè)生產(chǎn)造成一定的麻煩。根據(jù)多年在企業(yè)的實(shí)踐,認(rèn)為開式線型砂與手工造型的型砂相比是一種量的變化, 而自動線型砂相對前者而言是質(zhì)的變化。前者可憑生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)、手抓、眼觀來判斷型砂是否適于生產(chǎn),而自動線型砂是否合格則需各種指標(biāo)數(shù)據(jù)來支持, 一般國外自動造型機(jī)對型砂的這些指標(biāo)數(shù)據(jù)都會做規(guī)定, 有些廠家還會規(guī)定的非常詳細(xì),國內(nèi)的一部分自動造型機(jī)就無任何這方面的資料,讓一些最初接觸自動造型機(jī)的鑄造廠家無據(jù)可依。


自動造型線常用的指標(biāo):


1、 緊實(shí)率 33~42%:是一個表示型砂相對干濕程度的指標(biāo),不管型砂中膨潤土、煤粉和灰分的含量有多少,只要將緊實(shí)率控制在要求的范圍內(nèi),手感干濕程度就處于合適狀態(tài), 它會影響到砂型的厚度,這在垂直線生產(chǎn)上就比較明顯。確認(rèn)緊實(shí)率應(yīng)該在造型機(jī)的上方,一般都是在混砂機(jī)附近取樣,做幾次混砂機(jī)處和造型機(jī)上方取樣對比,找出兩處緊實(shí)率的系統(tǒng)差別,最后確定在混砂機(jī)處取樣的數(shù)據(jù),以方便操作。


2、 濕壓強(qiáng)度0.12~0.2MPa:濕壓強(qiáng)度是保證造型及澆注過程正常進(jìn)行的一個重要指標(biāo),高強(qiáng)度型砂可避免塌箱、脹箱、漏箱,特別是垂直生產(chǎn)線砂型要推動造好的砂型向前移動, 澆注時又無砂箱協(xié)助承受金屬液的壓力,會對型砂強(qiáng)度要求更高。如某廠一垂直生產(chǎn)線,自動造型機(jī)要求型砂濕壓強(qiáng)度 0.2~0.25MPa,一階段其濕壓強(qiáng)度在0.17~0.18MPa之間,砂眼缺陷占廢品的 70~80%。后經(jīng)調(diào)整,濕壓強(qiáng)度連續(xù)幾天在0.25~0.27MPa,砂眼減少,還出現(xiàn)連續(xù)4天無砂眼的情況,但氣孔成倍增長。由此可見,型砂的濕壓強(qiáng)度不是越高越好,因濕壓強(qiáng)度過高會使型砂透氣性下降, 會使氣孔缺陷上升,使成本增加、帶來落砂困難等。試驗(yàn)儀器的安放,會對型砂濕壓強(qiáng)度的數(shù)據(jù)產(chǎn)生較大影響。有的生產(chǎn)廠因?yàn)楦鞣N條件限制,把儀器放置在桌子上、鋼板上,特別是制樣機(jī),在錘擊三下試樣時,受到所放置平臺的彈力影響,制出的試樣會比型砂的實(shí)際濕壓強(qiáng)度降低約 0.05MPa。所以試驗(yàn)儀器要置于與地面有剛性連結(jié)的平臺上,且制樣機(jī)應(yīng)與其他試驗(yàn)儀器的放置平面斷開。


3、 透氣性:水平線90~130,垂直線70~120在生產(chǎn)中,追求型砂的高透氣性,是很多對型砂認(rèn)識不全面者的目標(biāo)。固然低透性加大鑄件氣孔缺陷, 但過高的透氣性也會使鑄件成為廢品。①一水平生產(chǎn)線一段出現(xiàn)較多氣孔, 而型砂透氣性一直穩(wěn)定3在110~130,但管理者認(rèn)為透氣性不足高,棄用粒度 70/140原砂而改為50/100的原砂,一周后,型砂透氣性逐漸升至 150~170,鑄件表面逐漸出毛糙,到一叢一叢的毛刺,個別的鑄件已無法完全清除毛刺,恢復(fù)鑄件原型了,只得判廢。②一生產(chǎn)廠垂直生產(chǎn)線,型砂透氣性~130,鑄件位于型砂最下端的部分毛刺叢生,當(dāng)問及為什么不降低透氣性時,該產(chǎn)品主管認(rèn)為,還不及其他生產(chǎn)線的透氣性高。他沒有認(rèn)識到垂直與水平生產(chǎn)線由于澆注系統(tǒng)在型腔的位置形式不同, 對型砂透氣性的要求不同。


4、 水份:水平線2.8~3.4%,垂直線3.3~3.7%在生產(chǎn)中,水份的測定普遍存在兩個問題:①使用托盤天平測定出的型砂水份的秤量誤差會高達(dá)± 0.5%,使用感量±0.01g的電子天平,且稱量為 200g。②烘干時,試樣要完全冷卻至室溫時,再稱量。舊砂水份問題,自動線普遍使用活化鈉基膨潤土, 這種膨潤土與水混合后,達(dá)到具好的強(qiáng)度值需一定時間, 而型砂中有效膨潤土的80%多都存在于舊砂中,使舊砂的水份保持在型砂水份的60%左右,會使型砂的混碾效果更好。


5、 型砂的含坭量:水平線10~12%,垂直線11~13%含坭量包括了有效的膨潤土、 煤粉及死灰分,其中有效膨潤土及煤粉在保證型砂性能的情況下,其含量是穩(wěn)定的。若總含坭量升高,表明無用灰分升高,它使型砂水份升高、透氣性下降、韌性下降,快捷的定性判斷含坭量高低的數(shù)據(jù)是型砂的緊實(shí)率 /水份,應(yīng)在10~12。若此值<10,則說明含坭太高了;此值> 12,則含坭過低了。與控制型砂的含坭量直接相關(guān)的是砂處理生產(chǎn)線的除塵能力, 功能好的砂處理,除塵能力強(qiáng),分檔比較細(xì),一般正常生產(chǎn)時,每年大調(diào)整一次,一個月即可調(diào)整到位,其余時間根據(jù)型砂含坭量的變化做小幅調(diào)整,也有相當(dāng)部分砂處理除塵開在高檔次, 但含坭量總也降不下來。


6、 有效煤粉含量:一般以型砂型砂發(fā)氣量來判定煤粉量是否合適,高密度造型線型砂一般 1g的發(fā)氣量在16~24ml。有效膨潤土含量:5~9%。


舉例1:有一垂直分型自動線,生產(chǎn)中小型鑄件,每箱 4件,有一時期下部2件,因全身長滿毛刺,不得不把澆口堵上,每型由 4件變成每型2件,在討論鑄型下部兩個鑄件為什么會長滿毛刺時, 發(fā)現(xiàn)其型砂透氣性為~170,而垂直線由于鑄件在澆注位置是上下擺放的,鐵水從上方澆進(jìn)鑄型,則型腔的底部會承受很大壓力。而型砂透氣性為170時,就意味著在砂型型腔表面的孔隙較大, 在鐵水的熱作用和重力作用下,高溫鐵水滲入了這些孔隙中,而形成了嚴(yán)重的機(jī)械粘砂,造成了沒有其他缺陷的廢品。其型砂中使用膨潤土、煤粉,河北承德原砂,粒度 50/100。問題出在了原砂粒度上。該廠在使用承德砂之前,使用的是鄭郊圃田、中牟一帶的原砂,粒度為 50/100,鑄件質(zhì)量一直很穩(wěn)定,改用承德砂后,就出了機(jī)械粘砂,且情況逐漸嚴(yán)重,至直堵掉兩個鑄件的型腔的澆口。其原因在于鄭州砂 SiO 2 含量~83%,使用過程中由熱作用和各種機(jī)械力作用,易破碎,且自動線型砂成份中原砂一般為 1%~2%。比例較小,使得型砂不會處于高透性狀態(tài)。而承德砂的 SiO 2 ~90%,型砂粒度仍采用50/100原砂,就使型砂透氣性上升至~ 170。在之前溝通過程中,一度改為 70/140原砂,透氣性降為~140,用于細(xì)砂沒及時補(bǔ)充,又使用了 50/100原砂兩天,型砂透氣性又恢復(fù)到 170,剛好轉(zhuǎn)一些的鑄件,粘砂情況又加劇,同時抓型砂手感煤粉量不多,且鑄件粘砂較重,做型砂的發(fā)氣量只有 13、14ml,而配料表中煤粉的含量為0.45%,不算太低,與實(shí)際情況不符。深究原因,發(fā)現(xiàn)稱量煤粉的電子秤上,始終有5Kg的殘留量,使煤粉加入量長期處于低水平狀態(tài),在與型砂管理人員交談過程中, 談及為什么在透氣性快速上升時,沒有及時采取措施,該管理人員原先的認(rèn)識是透氣性越高越好,甚至有人認(rèn)為一型內(nèi)上部兩件不粘砂是因?yàn)橥笟庑愿撸?下部兩件粘砂是排氣條件不好所致。


舉例2:某鑄造車間,垂直分型生產(chǎn)線生產(chǎn)中小鑄件,鑄件砂眼


廢品嚴(yán)重,型砂:


緊實(shí)率 濕壓強(qiáng)度 透氣性 水份 含坭量


27% 0.26MPa 55 3.75% 18.05%


所使用的原砂為鄭州圃田,粒度為 70/140,并且所用芯子的復(fù)膜砂粒度也為70/140。緊實(shí)率過低,會降低型砂的韌性,易形成砂眼。從以上數(shù)據(jù)分析,型砂緊實(shí)率太低,說明在型砂中與其中的有效吸水物質(zhì)相比,水份應(yīng)提高,但此時濕壓強(qiáng)度已經(jīng)很高了,且水份處于上限,若把緊實(shí)率提高至36-37%,則強(qiáng)度會升高,最主要的是水份會上升很多,對控制鑄件氣孔極為不利。


①觀察沒有進(jìn)行拋丸清理的鑄件,每件鑄件40~50%的表面已脫離型砂,露出灰藍(lán)色表面;②砂處理除塵控制分為五檔,當(dāng)時只開在三檔;③原砂短期內(nèi)不會更換產(chǎn)地;④膨潤土加入量為 1.4%,煤粉加入量為 0.4%。綜合以上原因,提如下建議:


1.砂處理除塵開到高檔,保持最強(qiáng)的除塵能力;


2.膨潤土加入量降至~0.9%,煤粉加入量降至不足 0.2%;


3.使用50/100原砂。


20天后,反饋信息:緊實(shí)率 濕壓強(qiáng)度 透氣性 水份 含坭量 有效膨潤土 有效煤粉36% 0.19MPa ~60 ~3.5% 13.2% 8.3% 6.2%。其中,透氣性仍然很低,是因?yàn)?70/140的原砂未用完,沒有更換粗砂,且原砂的加入量極低,其他性能都比較理想,鑄件質(zhì)量有很大提升。


以上只是生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)生的一些情況,拿出來與大家共同分享,若能對初使用高密度造型線的同行們提供一點(diǎn)借鑒,就非常值得了。


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