覆膜砂基础概论教学课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,1,覆膜砂基礎概論,覆,膜,砂,R,esing,C,oated,S,and,張守疆,2005.10.30,1覆膜砂基礎概論覆膜砂Resing Coated Sand張,2,一,由來與變遷,覆膜砂造型法於,1944,年由德國的,J.Croning,所發明，日本於,1953,年,引進推廣。發明初期,，,是將粉末狀,的酚醛樹脂和硬化劑,混合,進入硅砂,所成,；,之後由美國的,ACME,公司開,發研製出,融化,酚醛樹脂硬化劑的覆,膜砂工藝，延用至今。,2一由來與變遷覆膜砂造型法於1944年由德國的J.Cron,3,覆膜砂製芯的工藝，是將混練完成,的覆膜砂，用壓力吹送至加溫到,250,280,的金屬模穴中，通過,熱傳導作用，使酚醛樹脂軟化、熔,融，而後凝固、硬化。此時砂型硬,化結成殼狀，也是因此而別名殼模,砂造型。,二,覆膜砂的特點,3覆膜砂製芯的工藝，是將混練完成的覆膜砂，用壓力吹送至加溫到,4,優點與缺點,優點,?,乾態，流動性、填充性好，適合生產形狀複,雜的砂芯。,?,強度好，衰退慢、可使用時間長。,?,尺寸精確，可減少加工量。,?,儲藏安定性佳。,?,可製作中空型砂芯。,?,材料取得來源豐富、便利。,4優點與缺點優點?乾態，流動性、填充性好，適合生產形狀複雜的,5,缺點,?,生產設備的造價高，所以想自己生產覆,膜砂較困難。,?,小批量生產成本很高。,?,覆膜砂製芯，必須使用加溫的金屬模具，,作業環境較惡劣。,5缺點?生產設備的造價高，所以想自己生產覆膜砂較困難。?小批,6,三,生產工藝,鑄造砂,砂礦開採,磨洗機清水沖洗,螺旋,分級,入庫儲存,(,濕精砂,),滾筒乾燥,(110,130),篩析,分級入庫,(,乾燥砂,),6三生產工藝鑄造砂砂礦開採 磨洗機清水沖洗 螺旋分級,7,覆膜砂,鑄造砂,粒度調整,定量、批次加熱,(130,150),添加劑,混練桶,固,化劑,硬脂酸鈣,排砂,破碎,篩,析,集塵、冷卻,包裝,鑄,造,砂,批,次,加,熱,混,練,桶,硬,化,劑,添加劑,樹脂,50,60,秒,集塵,50,60,秒,入,庫,排,砂,脫,膜,劑,破,碎,篩,析,冷,卻,7覆膜砂鑄造砂 粒度調整 定量、批次加熱(130150,8,製造方法,覆膜方式,樹脂型態,製,造,方,法,冷覆膜法,(,一,),液態,硅砂加樹脂,常溫,投入混練機，吹入,常溫,空氣，將酒精氣化。,冷覆膜法,(,二,),粉態,硅砂,含有固化劑的粉狀酚醛樹脂,煤油,常溫,投入,，,將煤油氣化,熱覆膜法,液態,硅砂加樹脂,常溫,投入混練機，吹入,150,熱風,，將酒精氣化。,半乾熱,覆膜法,液態,硅砂加樹脂,常溫,投入混練機，吹入,80,120,熱風,，將酒精氣化。,乾熱,覆膜法,固態,液態,硅砂加熱至,130,160,，,用硅砂,熱量融化固態樹脂,，,並加入固化劑,。,8製造方法覆膜方式樹脂型態製造方法冷覆膜法(一)液態硅砂加樹,9,四,應用範圍,按型式區分：,?,外模,1.,垂直分型壓力吹送式,2.,水平分型壓力吹送式,?,砂芯,1.,中空形式,2.,實心形式,?,疊模,實心形式,?,離心式,殼型鑄管,?,克難式,混柴油，使用木型成形，點火,9四應用範圍按型式區分：?外模1.垂直分型壓力吹送式2.水,10,按吹砂方式區分,?,上吹壓式,?,下吹壓式,?,側吹壓式,?,翻轉重力覆膜,?,翻轉吹壓覆膜,?,手工倒入,10按吹砂方式區分?上吹壓式?下吹壓式?側吹壓式?翻轉重力覆,11,設備動作形式區分,?,全自動,?,半自動,?,手動,加熱方式區分,?,電加熱,?,瓦斯加熱,?,柴油加熱,?,煤炭加熱,11設備動作形式區分?全自動?半自動?手動加熱方式區分?電加,12,五,原材料,硅砂,?,適當的顆粒大小,?,良好的粒型與硬度,?,合理均勻的粒度分佈,?,適當的耐火度,?,符合要求的熱膨脹量,?,主要成份的要求,?,雜質的去除與管制,(,含泥量,),?,水份的管制,?,酸鹼值的管制,?,熱傳導的要求,?,比重,12五原材料硅砂?適當的顆粒大小?良好的粒型與硬度?合理均,13,樹脂,?,重量分子量,?,融著點,(),?,流動性,(mm/125),?,游離酚,(%),?,聚速,(,膠化時間,sec/150),?,外觀顏色及形狀,?,固形份,(%),?,比重,?,黏度,(CPS),?,水份,13樹脂?重量分子量?融著點()?流動性(mm/125),14,其他添加劑,?,硬化劑,六甲基四氨,次六甲基四氨,又稱烏洛托品,?,脫模劑,硬脂酸鈣,?,氧化鐵粉,Fe,2,O,3,降低氣孔發生率,Fe,3,O,4,減輕鑄件表面燒結,?,偶聯劑,硅烷,增加介面附著,?,煤粉,造成燃燒環境,?,石墨,增加耐火度,14其他添加劑?硬化劑六甲基四氨次六甲基四氨又稱烏洛托品?脫,15,六,覆膜砂的管制,?,粒度,指覆膜砂成品的顆粒分佈狀況，大致管,制為三篩或四篩的砂，集中率在,85%,以上。,常用,A.F.S.,或,G.F.N.,表示。,粒度的合理分佈，比,A.F.S.,指數的範圍更為重,要而影響質量。,A.F.S.NO,(Wn,Sn)/,n,Wn,G.F.N.NO,(Wn,Sn)/,n,Wn,15六覆膜砂的管制?粒度指覆膜砂成品的顆粒分佈狀況，大致管,16,A.F.S.,計算方法,A.F.S G.F.N.,(Wn,Sn)/nWn,(Wn,Sn)/nWn,mesh Sn mesh Sn,6 3 6 5,12 5 8 8,16 10 10 11,20 16 14 16,30 20 20 22,40 30 28 32,50 40 35 45,70 50 48 63,100 70 65 89,140 100 100 126,200 140 150 178,270 200 200 253,PAN 300 270 357,PAN 620,16A.F.S.計算方法A.F.S,17,粒度檢驗方法,?,平均採取欲檢驗之砂樣品,?,秤量砂樣待驗樣品,100,0.1,公克,(,樣品為濕砂則必須先去除水分,),?,取標準篩網按粗細順序排列,(,上粗下細,),?,將砂樣從上而下倒入標準篩中,，,蓋上上蓋密封,?,將整組篩網安置震篩機上搖篩,3 min,?,精秤各層篩網所留滯砂的重量,(Wn),?,按照公式計算可得,A.F.S.NO,17粒度檢驗方法?平均採取欲檢驗之砂樣品?秤量砂樣待驗樣品1,18,篩目與粒徑,篩目,即每平方英吋,(2.54cm),中所包含的孔數目,粒徑,每一顆砂粒的尺寸大小用數字加單位表示,?,篩目與粒徑的對應,ASTM,篩,目,Mesh,8,10,12,14,16,20,30,40,粒,徑,m,2362,1981,1651,1397,1168,833,589,417,篩,目,Mesh,50,70,100,140,200,270,325,粒,徑,m,295,208,147,104,74,53,43,18篩目與粒徑篩目即每平方英吋(2.54cm)中所包含的孔數,19,粒型,19粒型,20,20,21,21,22,22,23,台灣砂,東山砂,平潭砂,23台灣砂東山砂平潭砂,24,24,25,?,冷間抗折強度,製作砂芯的強度主要參考指標,?,製試片金型,250,5,?,下砂料,，,15,秒刮除,，,90,秒脫模,?,試片尺寸,10,10,60 mm,?,測試機氣壓,3.5kg/c,?,記錄讀值,?,去除極值求平均值,?,(T,1,+T,2,+.T,8,)/8,7.5,試片金型,下料分配,試樣置入,讀值,25?冷間抗折強度製作砂芯的強度主要參考指標?製試片金型25,26,?,系數計算,h,b,L,n,3 L/2 b h,2,(3,5)/(2,1,1),15/2,7.5,W,W,n,kg/c,26?系數計算hbLn 3 L/2 b h2,27,?,熱,(,冷,),間抗拉強度,製作外模或疊模的強度重要指標,?,金型為骨型,8,字試塊，溫度,250,?,砂料置入，,10,秒刮除殘砂,?,蓋上蓋加熱,?,60,秒自動拉開,?,讀取數值,讀值,試樣置入,製樣機,27?熱(冷)間抗拉強度製作外模或疊模的強度重要指標?金型為,28,?,融著點試驗,?,溫度範圍,80,120,間隔,2,?,由左向右分佈砂料,?,60,秒後開吹氣閥,(1kg/c,),?,吹氣口由右向左往返三次,?,判讀附著位置溫度值,調壓閥,加溫銅板,吹氣口,28?融著點試驗?溫度範圍80120間隔2?由左向右,29,?,發氣量試驗,?,恒溫控制,850,1,?,樣品精秤淨重,1g,，,10,件,?,密閉確定,?,記錄讀值,?,捨去頭三樣品讀值,?,捨去極植,?,加總五件平均值得之,試料入口,記錄紙,試料入口,29?發氣量試驗?恒溫控制8501?樣品精秤淨重1g，1,30,?,通氣度,(,透氣值,),試驗,?,製樣,250 50mm,50mm,置乾燥箱,?,置入設備試樣桶中測試,?,啟動通氣並重複測試三次,，,記錄數值,?,三次記錄誤差,10%,以內,，,取平均值得之,，,反之則重測,。,試樣筒,讀值,30?通氣度(透氣值)試驗?製樣250 50mm50,31,?,耐剝落試驗,(,落砂試驗,Peel Back),?,金型溫度,2505,?,秤試樣砂,1kg,?,試樣倒入斗中,?,下料口對準金型中心,?,下料,60,秒後翻轉金型,?,記錄時間與重量,厚度,mm,始落砂時間,落砂量,g,加料斗,落砂量,金型,31?耐剝落試驗(落砂試驗Peel Back)?金型溫度25,32,?,流動性試驗,?,試驗機水平調整,?,秤砂料,1kg,?,倒入試驗容器,?,抽活動側門,?,取讀值,(mm),換算角度,(,),砂,加料斗,尺標,32?流動性試驗?試驗機水平調整?秤砂料1kg?倒入試驗容器,33,?,灼熱減量試驗,(Ig Loss),型砂中雜質含量的指標,?,將恒溫控制高溫爐昇溫至,1000,?,坩堝置於,150,烤,30min,後置乾燥器冷卻,30min,?,精秤坩堝重量，記錄,A,?,將砂樣品置於,100,紅外線乾燥機下去除水分,?,樣品置密封乾燥皿中徐冷至常溫,?,精秤樣品,10,公克，置坩堝中秤重記錄,B,(,小數點下四位數,),?,將坩堝樣品置入高溫爐中,120,分鐘,?,取出後置乾燥箱,180 30min,，,乾燥器,30min,?,精秤樣品重量併記錄,C,(,小數點下四位數,),?,計算即得,%,(B,(C,A)/B,100%,33?灼熱減量試驗(Ig Loss)型砂中雜質含量的指標?,34,?,熱膨脹試驗,(,差異性試驗,),?,標準樣品為,AL,2,O,3,?,製砂樣品,?,標準樣置左側試樣置右側,?,啟動測試,?,比對兩種樣品的相對差異,?,電腦中可分析溫度,差異量,比率,試料入口,34?熱膨脹試驗(差異性試驗)?標準樣品為AL2O3?製砂樣,35,七,問題與對策,?,鑄件穿破,、,變形,、,毛刺,異常特徵,砂芯異常,原因分析,對,策,鐵水穿破,變形,毛刺,砂芯易斷,脫模易裂,脫模變形,無法成形,有效厚度不,足,砂芯剝落,砂芯夾層,砂芯重量輕,添加劑異常,?,質量變化,?,定量誤差,混練工藝,?,溫度異常,?,時間異常,原砂異常,?,雜質多,?,微粉量大,?,含泥量高,?,酸鹼值,製芯工藝,?,設定條件異常,?,操作異常,重新取樣化驗,定量設備校驗,混練工藝流程檢查檢,討,複查原砂狀況,35七問題與對策?鑄件穿破、變形、毛刺異常特徵砂芯異常原因,36,?,氣孔,異常特徵,砂芯異常,原因分析,對,策,鑄件成品在,表面或表皮,下,，,產生單,個或多個,、,多處的圓形,或針狀孔隙,外觀,?,顏色淺黃,?,外熟內生,?,排砂不淨,製芯工藝,?,溫度異常,?,時間設定異常,覆膜砂,?,規格選用不當,?,質量異常,?,混料使用,塗料,?,質量異常,?,未適當烘烤,?,混料使用,