垂直分型無箱射壓造型線應(yīng)用中的幾個工藝問題一、前言最近30年來，從通過機械化、自動化以求提高勞動生產(chǎn)率，到著重于降低生產(chǎn)成本和提高鑄件的尺寸精度，粘土濕砂造型技術(shù)有了重大的發(fā)展。展。緊實度的鑄型、提高生產(chǎn)率和降低造型作業(yè)時產(chǎn)生的噪音。垂直分型無箱擠壓造型機是有代表性的現(xiàn)代造型設(shè)備中的一種100家以上。為使造型設(shè)備充分發(fā)揮其能力并保證生產(chǎn)高質(zhì)量的鑄件廠的人員參考。二、型砂型砂是影響鑄件質(zhì)量的重要因素之一，型砂控制是鑄造廠生產(chǎn)過程控制中的重要環(huán)節(jié)。1、對原材料的要求原砂對于較小的機型，建議采用平均粒度為0.14~0.20mm的原砂。按我國標(biāo)準(zhǔn)15組的原砂，按JB2488-7875/150，且偏粗的原砂。0.14~0.18的原砂，按我國標(biāo)準(zhǔn)GB9442-8815組偏細(xì)的原砂，按JB2488-7875/150，且偏細(xì)的原砂原砂的粒度分布，以集中于3~4篩者為好。對原砂的顆粒形狀，一般不作限定，但是，對于有深砂臺、脫模困難的鑄型，則應(yīng)采用圓形的原砂。用圓形砂配制的型砂，其脫模性能比用多角形原砂都好得多。1400℃。與此相應(yīng)，其SiO2含量一般應(yīng)在9085SiO296原砂的含泥量應(yīng)在0.5%以下，這對控制型砂的總含泥量是有益的。膨潤土鈉膨潤土有很多優(yōu)異的性能，如膨潤值高（用以配成的型砂有較好的抗夾砂能力，熱（性好）等，都是鈣膨潤土所不及的。較短，型砂的濕抗壓強度較高，型砂的流動性較好，鑄型澆注后落砂性能較好等。因此，不能籠統(tǒng)地說鈉膨潤土比鈣膨潤土好，要視具體情況和特定要求有分析地選用。常多同時采用兩種膨潤土，適當(dāng)?shù)嘏溆茫愿魅∑渌L。夾緊板，將一組鑄型夾緊后推進(jìn)，不由鑄型推動鑄型，采用這種方式的要求。在此種條件下，采用鈣膨潤土就更有其獨到之處。粘結(jié)劑。具體要求是：12%；95%（重量）0.075mm膨潤質(zhì)（或膠值價）和試樣的強度性能穩(wěn)定；吸藍(lán)量數(shù)值穩(wěn)定。煤粉型砂中的煤粉應(yīng)符合以下要求灰分 ≤10%；水分 ≤3%；揮發(fā)分30~40%；含硫量≤1%；關(guān)于煤粉的粒度要求，我國機械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T9222-199995的顆粒通過0.106mm0.075mm之間的粒狀煤粉，以不同的粒度級配適應(yīng)不同的生產(chǎn)條件。2、對型砂性能的要求的狀態(tài)下運行所必需的。為確保型砂的質(zhì)量穩(wěn)定、一致，還需嚴(yán)格規(guī)定各項性能的檢測頻次。型砂的性能各種型號的造型設(shè)備對型砂性能的要求基本上是相同的，但是，制造的鑄型尺寸不同，性能要求也隨之小有差別，見表1。不同型號設(shè)備要求的指標(biāo)型砂性能水分不具體限定，以保證可緊實性符合要求為原則表不同型號設(shè)備要求的指標(biāo)型砂性能水分不具體限定，以保證可緊實性符合要求為原則鑄型尺寸較小的設(shè)備鑄型尺寸較大的設(shè)備濕抗壓強度（kPa）167~206216~245濕抗拉強度（kPa）>19.6>24.0濕抗劈強度（kPa）>29.4>37.3透氣性>50>50可緊實性（%）40±540±5含泥量（%）11~1311~14活性膨潤土含量（%）>7>8揮發(fā)分（%）1.5~3.01.5~3.0925℃的灼燒減量（%）3.5~7.53.5~7.5各項性能的檢測頻次根據(jù)型砂性能檢測的常規(guī)和應(yīng)用此種造型設(shè)備的經(jīng)驗，作如下規(guī)定。每小時檢測一次的項目：可緊實性；水分。每一工作日檢測一次的項目：活性膨潤土含量；透氣性。含泥量；揮發(fā)分；基砂粒度（積累數(shù)據(jù)，供分析研究用。3、對一些主要性能的說明可緊實性以代替手感，是廣泛采用的控制型砂性能的重要指標(biāo)之一。測定方法參見圖1。3mm的篩網(wǎng)松散地填入100mm1MPa3100mm，這一讀數(shù)也就是其高度下降的百分?jǐn)?shù)，即可堅實性數(shù)值。在不同的造型條件下，對型砂可緊實性的要求是不同的。的緊實度降低，在砂臺部位及射砂的盲區(qū)尤為顯著。按照實際生產(chǎn)經(jīng)驗，型砂可緊實性的指標(biāo)最好是40±2%。在實際生產(chǎn)條件下，將可緊實性控制在如此窄的范圍內(nèi)是有困難的，但無論如何都應(yīng)控制在40±5%的范圍內(nèi)。3～6個單位，如舊砂溫度太高，還可能降低6~10如果鑄造廠在混砂機放出口取砂樣檢測型砂的可緊實性，并控制其值在4011濕抗壓強度作用所需的強度，而是型塊傳送過程的需求。在造型線上，全部鑄型（包括澆注帶上和冷卻帶上的鑄型組（型塊截面積減去其中空腔的投影面積核算型砂應(yīng)具有的濕抗壓強度。由兩側(cè)夾緊板夾緊后推動，鑄型也要承受夾緊板的壓力。水分具有粘結(jié)能力和可塑性的要素。加入不同量粘土的濕型砂，得到峰值的水分是不同的，見圖2。圖2 型砂的水分對其濕抗壓強度的影1--加膨潤土7.45% 加膨潤土10%應(yīng)的粘土膏的水分基本上是相同的。圖23.圖3型砂粘土膏的水分對型砂濕抗壓強度的影1--加膨潤土7.45% 加膨潤土10%降，抗剪強度下降，型砂的強度也隨之急劇下降。25（參見圖。水分。水分為上述值時，型砂比較松散，流動性良好，也容易控制可緊實性在規(guī)定的范圍內(nèi)。死粘土所吸收的水分見下節(jié)?；钚耘驖櫷梁炕钚耘驖櫷潦窍鄬τ谑軣岷笫У乃勒惩炼缘摹ｈT型澆注后，靠近鑄件的型砂受熱，其中部分膨潤土因脫除了結(jié)晶水而失去粘結(jié)能力，成為惰性的粉狀物質(zhì)，通常稱之為死粘土。死粘土是多孔性物質(zhì)，因有毛細(xì)管作用，吸水能力很強，其所需的水量大約是其量的20%。規(guī)定型砂中的活性膨潤土含量，是為了保證型砂有必要的強度和較好的抗夾砂能力。脹缺陷（夾砂或鼠尾紋。所以，不可以用“型砂的強度夠高”作為容允活性膨潤土含量不足的借口。死粘土沒有吸附能力，故可以用吸附亞甲基藍(lán)的方法測定型砂中的活性膨潤土含量。濕抗拉強度和抗劈強度的強弱，可以綜合地反映緊實狀況（粘結(jié)橋的數(shù)量等因素，基本上不受砂粒形狀的影響。但是粘土濕型砂的抗粒強度值很低，不及其抗壓強度1/10，測定時對操作者的要求甚高測定濕抗劈強度的情形見圖4.用Φ50×50試驗時，應(yīng)使試驗的直徑與兩端壓頭的中心線對準(zhǔn)，為此，可用一定位支承楔塊托住試樣，然后加一很小的預(yù)負(fù)荷，待試驗機上壓應(yīng)力讀數(shù)到3kPa時，即可取下支承楔塊，并繼（即試樣直徑×試樣高度，求得型砂的濕抗劈強度。1963，F(xiàn).HofmannDietertA.L.Graham研究了粘土濕型砂抗劈強度與抗拉強度的相關(guān)性。D.Boenisch由試驗求得濕抗拉強度=0.65濕抗劈強度。三、澆注系統(tǒng)對于垂直分型的鑄型，有多種澆注系統(tǒng)可供選用。統(tǒng)，現(xiàn)已成為此種造型工藝的重要組成部分。采用此種澆注系統(tǒng)，有以下優(yōu)點：·能制造致密的鑄件；·工藝出品率高；·澆注時間可滿足生產(chǎn)節(jié)拍的要求；·鑄件的顯微組織均勻；·清磨內(nèi)澆口的工作量??；·鑄件的尺寸精度高；·適用于各種鑄造合金。1、澆注系統(tǒng)的基本特點有的效果。嚴(yán)格的封閉式澆注系統(tǒng)口的截面面積最小，由內(nèi)澆口逆推到澆口杯，澆注系元各組元的截面積依次增大。我們在這里說“嚴(yán)格的封閉式澆注系統(tǒng)充滿。在流嘴結(jié)構(gòu)上和澆注操作方面，都應(yīng)保證澆注時很快使整個澆注系統(tǒng)充滿金屬液。5a）的情形是正常的，澆包供給的金屬液保證了系統(tǒng)的封閉，從而也保證了鑄件的質(zhì)量。圖5b）的圖5 澆包流嘴的作用因此，采用此種工藝時，除正確設(shè)計澆注系統(tǒng)各組元外，要特別注意澆包流嘴的修筑，并嚴(yán)格要求澆注作業(yè)符合要求。一個鑄型中的多個型腔同時充滿都同時充滿，這對于縮短澆注時間和保證鑄件質(zhì)量的一致都是重要的?，F(xiàn)以圖6為例，說明如下：圖6 一型鑄造12個鑄件的鑄型在同一鑄型中，安排了12個相同的鑄件。在澆注系統(tǒng)充滿而且封閉的情況下，要使各個型腔同時注滿，就必須使通過各內(nèi)澆口進(jìn)入各型腔的金屬液的體積流率相同。金屬液的體積流率=v·F式中v—金屬液的流速（mm/s）F—內(nèi)澆口的截面積（mm2）鑄型中處于不同高度的內(nèi)澆口，由于金屬液的壓頭不同，通過的金屬的流速各不相同，大體上可用下式表述：式中h為金屬液的平均壓頭m。要使進(jìn)入各內(nèi)澆口的金屬液的體積流率相同，就應(yīng)滿足即：v1F1=v2F2=v3F3即：運算得到：處金屬液的平均壓頭成反比。運算得到：不再舉例。2、確定澆注系統(tǒng)各組元的截面積截面積的列線圖，規(guī)定了根據(jù)內(nèi)澆口截面積推算澆注系統(tǒng)中其他組元的方法。由列線圖查定內(nèi)澆口的截面積圖7是確定內(nèi)澆口面積的列線圖。確定內(nèi)澆口的截面積，需用以下的數(shù)據(jù)：每一個鑄件的重量（k，由計算或稱樣件求得；充滿每型腔所需的時間T4秒左右；因金屬液與鑄型間的摩擦而致的流速損失，簡稱摩擦系數(shù)的，一般可取值d.內(nèi)澆口處的金屬液平均壓頭（m。圖7 確定內(nèi)澆口截面積的列線圖676得知：G=2kgT=6sm取0.5；h1=100mm；h2=250mm；h3=350mm首先，在左邊的座標(biāo)上找到G=2kg的一點。從這一點順斜線向右下方移動，到與T=6s由此交點水平向右移動，到與m=0.5的垂直線交于一點。再由此交點順斜線向右下方移動，到與h1=100，h2=250和h3=350交點分別水平向右移動，即得到處于不同位置的內(nèi)澆口的截面積：F1=70mm2；F2=45mm2；F3=38mm2實際上澆注時，有向下引流的作用，如按這些理論值定內(nèi)澆口截面積，則下層型腔的充6所示的鑄型，實際上宜選取的FF1=80mm2；F2=45mm2；F3=30mm2直澆道圖6所示鑄型，共設(shè)2個直澆道，每一直線道供給6個內(nèi)澆口。這6個內(nèi)澆口的總截面積∑F=2F1+2F2+2F3=2×80+2×45+2×30=310mm2每一直澆道的截面積比內(nèi)澆口總面積增加20%。F =1.2×310=370直橫澆道一般情況下，橫澆道的截面積比其供給的直澆道的總截面積大30%。如橫澆道距鑄型頂部的距離小于75mm，固其中金屬液的壓頭小，截面積應(yīng)比直澆道大100%。內(nèi)澆口的形狀口應(yīng)在鑄件發(fā)生石墨化膨脹前凝固，以免石墨化膨脹時將鐵水從內(nèi)澆口擠出。建議采用薄內(nèi)澆口，其厚度視鑄件壁厚而定，參見表2.表2 按鑄件壁厚選定內(nèi)澆口厚度鑄件壁厚鑄件壁厚(mm)3~1010~1515~2020~25內(nèi)澆口厚度1.52.02.53.0采用薄內(nèi)澆口，也利于鑄件與澆注系統(tǒng)分離，并可減輕打磨澆口的工作量。3、澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)化組件廠，是方便而實用的。在此基礎(chǔ)上還設(shè)計了澆注系統(tǒng)各組元的標(biāo)準(zhǔn)。澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)見圖8。圖8 澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)①②兩種澆口杯，③橫澆道，④橫澆道，⑤T形接頭，⑥直澆道，⑦直澆道澆口杯澆口杯有兩種形式：一種供自動澆注用，見圖9；另一種供人工澆注用，見圖10。每種澆口杯各有4種規(guī)格，供選用，以保證金屬液的流率與鑄件相適應(yīng)。910積流率核算。澆口杯編（kg/s）澆口杯編（kg/s）澆口杯重量尺寸（mm）號（kg）ABC1≤3340301523~5445351535~7650402247~119604522件號數(shù)量名稱材料12澆口杯體鑄鐵22易損片鑄鐵34M6×18螺釘鋼425×20定位銷鋼56M6×40螺釘鋼澆口杯編澆注流率澆口杯重量尺寸（mm）澆口杯編澆注流率澆口杯重量尺寸（mm）號（kg/s）（kg）ABCD1≤22.55030153022~2.83.06040153032.8~3.84.07050224043.8~55.580552245件號數(shù)量名稱材料12澆口杯體鑄鐵22易損片鑄鐵34M6×18螺釘鋼425×20定位銷鋼56M6×30螺釘鋼內(nèi)澆口由圖7確定內(nèi)澆口面積后，請參照圖11選定其具體結(jié)構(gòu)。最好采用頂注方案，在采用頂注方案有困難時，建議采用側(cè)注方案。圖11 內(nèi)澆口直澆道直澆道的截面積算出后，可根據(jù)鑄型中安排鑄件的情況，選用圖12或圖13中的直澆道。圖12 和澆口杯相連的直澆道圖13 和T形接頭相連的直澆道（4）T形接頭直澆道選定以后，可按直澆道相同的序號自圖14中選取下列T形接頭。圖14 T形接頭（5）橫澆道橫澆道的結(jié)構(gòu)和尺寸見圖15。直澆道選定后，按直澆道的序號選橫澆道。圖15 橫澆道四、模具1、模板量，厚模板宜用鋁合金制造，其外框鑲鋼。脂填充。模板工作面和底面的不平行度一般應(yīng)不大于0.05mm。2、模樣模樣材料模樣可用多種材料制造，常用的材料及模樣的使用壽命如下:模樣材料使用壽命（射砂次數(shù)）硬木500~1000環(huán)氧樹脂、石膏5000~50000銅合金20000~50000鋁合金20000~60000鋅、鋁、銅合金40000~60000灰鑄鐵低合金鋼

200000~300000300000~500000如采用環(huán)氧樹脂模樣，則型砂的溫度應(yīng)嚴(yán)加控制，不得超過40℃。取模斜度建議采用的取模斜度見表3.的角度較小。要求取模斜度特別小時，模樣最好用銅合金制造，且應(yīng)注意使表面光滑。模樣上深模腔的處理勻；二是脫模困難，砂臺容易破斷。為使型砂能均勻填入模腔，可在其中裝設(shè)通氣塞，如圖16所示。圖16 深模腔內(nèi)裝通氣塞的情況（圖17，取模時，橡膠半球推動砂臺，使其方便地脫出模腔，如圖17b所示。圖17 采用橡膠半球輔助取模的情況18是用過盈配合的尾部塞入模樣上的孔中。圖18 橡膠半球的固定方式3、模樣的裝設(shè)鑄型邊緣的吃砂量吃砂量應(yīng)根據(jù)模樣高度和鑄件的壁厚確定，表4中的數(shù)據(jù)可供參考。建議對不同壁厚的鑄件選用的吃砂量（mm）模樣的總高度建議對不同壁厚的鑄件選用的吃砂量（mm）模樣的總高度鑄件壁厚<10mm鑄件壁厚10~15mm鑄件壁厚15~20mm鑄件壁厚20~25mm鑄件壁厚（mm）上邊側(cè)邊底邊上邊側(cè)邊底邊上邊側(cè)邊底邊上邊側(cè)邊底邊上邊側(cè)邊底邊<5070303070504070605070706070807050~100704040706050707060708070709080100~1507050507070607080707090807010090150~