陶粒砂与硅砂在3D打印砂型中的性能对比研究

对比研究了陶粒砂与硅砂在3D打印铸造砂型中的性能,试验采用铸造3D打印机分别以陶粒砂和硅砂打印砂型,并用打印出的柴油机缸盖和机床床身砂型浇注铸件,对比结果显示:(1)采用3D打印机同参数打印的砂芯,陶粒砂砂芯抗压强度较硅砂砂芯高出18%,紧实度也高于硅砂,透气性高出25%;(2)陶粒砂砂芯浇注的柴油机缸盖铸件无粘砂和脉状纹缺陷,合格率高于硅砂浇注的铸件;(3)对于较大的机床铸件,陶粒砂铸件相比硅砂铸件存在较多的机械粘砂缺陷,但清理较为容易,陶粒砂因膨胀系数低,铸件内腔不易产生脉状纹缺陷;(4)陶粒砂的再生率为99.25%,较硅砂94.36%的再生率存在明显优势。     

覆膜砂高温膨胀率的试验

覆膜砂高温膨胀率是覆膜砂最重要的性能,与铸件脉纹、变形缺陷直接相关。介绍了覆膜砂高温膨胀率的检测原理及试验方法,分析了不同覆膜砂的高温膨胀曲线。试验结果表明,低膨胀率覆膜砂有利于减少铸件的脉纹、变形缺陷。     

WP7缸盖内腔铸造缺陷的控制

针对我公司新开发的WP7缸盖铸件内腔出现的烧结、脉纹、残留砂等问题,从制芯覆膜砂材料、涂料等入手进行试验分析:最后确定采用高温低膨胀的覆膜砂和3861涂料有效解决了WP7缸盖内腔烧结和脉纹缺陷;并从制芯覆膜砂常温抗拉强度、溃散性及清理工艺方面进行分析试验,确定了适当的覆膜砂常温抗拉强度和铸件清理工艺方案,有效地解决残留砂的问题.     

冷芯改性剂对缸体缸盖内腔清洁度的影响

介绍了冷芯树脂砂生产条件下,影响发动机缸体、缸盖内腔清洁度的主要因素及其形成机理,结合当前国内铸造企业解决发动机缸体、缸盖内腔清洁度的常见技术方案及存在问题,详细阐述了冷芯改性剂对缸体、缸盖内腔清洁度的改善案例。生产实践表明:(1)解决内腔脉纹缺陷是提高内腔清洁度的首要目标,合理采用解决脉纹的工艺措施是防止铸件产生(衍生)内腔烧结、粘砂恶化、内腔表面涂料皮及铸件尺寸超差的关键所在;(2)冷芯改性剂具有消除铸件内腔脉纹、抑制砂芯烧结、缓解内腔表面粘砂及防止铸件收缩变形等实践效果,在综合成本上具有优势。     

新型覆膜砂的开发与应用

为解决结构复杂的水套芯引起的气孔缺陷问题,决定开发新型覆膜砂。通过在实验室进行试验,得出以下结论:(1)A砂和B砂配比相同条件下,随着树脂加入量增加,覆膜砂的抗拉强度、发气量增加,流动性降低;(2)在树脂加入量相同的条件下,随着B砂比例增加,覆膜砂抗拉强度、发气量增加,流动性降低;(3)新型覆膜砂使用时间≤3天。将优选出的芯砂配比用于TY6126缸体水套砂芯的生产,结果显示:通过采用新型覆膜砂,提高了砂芯透气性,有效遏制了气孔缺陷,铸件的综合废品率从62%降到5.03%。     

高性能人造球形砂的开发与应用

硅砂在应用中存在耐火度低、热膨胀量大等影响铸件质量的问题.非石英质原砂,具有耐火度高、膨胀系数低等优点,但其资源稀少、价格高,增加了铸件的成本,易与某些特殊成分的金属液发生化学反应,造成铸件缺陷,应用具有局限性.文中介绍了近年来开发出的几种具有耐火度高、热膨胀量小等优点的新型铸造用人造球形砂,以及在厚大件、铸钢件、制芯及覆膜砂生产中的应用情况.并对人造球形砂的国内外发展情况以及发展趋势进行了综合评述.     

氧化铁添加物对覆膜砂热裂倾向的影响

在酚醛树脂覆膜砂中，加入适量的氧化铁添加物可以起到提高混合料的热塑性和吸热反应的热屏蔽作用，可显著减轻酚醛树脂覆膜砂的热开裂倾向。在生产实际中，为有效地减少或防止壳型法铸件的脉纹或飞翅缺陷，氧化铁的添加量以占砂重的０．５％～１．Ｏ％为宜。     

天然树脂对覆膜砂热开裂倾向的影响

研究了天然树脂（松香）对覆膜砂的常温抗拉强度、热开裂倾向等性能的影响。结果表明其主要作用是使常温抗拉强度、热开及时间上升，有明显的降低铸件的脉纹缺陷的作用。其热强度、热弹性模量、爆热膨胀率却随松香量的增加而显著降低。添加松香后铸件上粘砂缺陷有显著降低。用松香作为酚醛树脂的改性剂时应严格控制其添加量。     

提高4GB缸体内腔表面质量的工艺措施

为解决4GB缸体内腔残留物超标问题,采用了多种措施:(1)优化铸件局部结构,取消凸台内侧盲孔,降低了清理难度;(2)在芯砂中加入一定比例的陶瓷砂,在一定程度上降低脉纹缺陷;(3)采用新型涂料,有效降低了铸件内腔脉纹、烧结等缺陷;(4)对油道腔增加小抛丸清理工序,增加了清理效率,提升了清理效果;(5)用电钻、钢丝绳对油道腔进行旋转清理,彻底清除了死角内的残砂;(6)在水套、水道内使用头部镶嵌强磁铁的铜管,吸附内腔铁屑和碎钢丸。生产结果表明:采取上述工艺措施后,4GB缸体毛坯内腔残留物总质量降低到1 g左右,远低于4GB缸体内腔清洁度≤3 g的要求。     

抗脉纹剂在4DA1柴油机缸体水套芯上的应用

介绍了4DA1柴油机缸体铸件的结构及生产中出现的烧结及脉纹缺陷,为减少砂芯开裂,减缓铁液渗入砂粒中,使用抗脉纹剂来解决此问题。通过调整抗脉纹剂不同比例加入量进行验证,最终采用焙烧砂+0.6%抗脉纹剂并结合优化水套芯撑结构的方法。生产结果显示:生产的13 490台4DA1柴油机缸体无水套断芯缺陷,无明显脉纹,少量水道位置存在小块烧结,但容易通过人工清理,缸体水道质量大幅度提升,实现了抗脉纹剂在4DA1柴油机缸体的水套砂芯应用。