TA的每日心情 | 开心
2018-5-28 23:25 |
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铸铁用湿型砂中加入煤粉有何作用？其作用机理是什么？如何选用煤粉？ * H6 }0 H! D f, b
* z$ T5 ?1 G; ~$ B1 h! R; w 铸铁用湿型砂中加入品质良好的煤粉可以防止铸件产生粘砂，还可使铸件表面粗糙度显著降低。 5 Z; j2 N7 P# j2 o, T2 f0 X1 l
其作用机理主要是：
7 U5 {5 F7 g5 U$ Z8 q9 D1、气膜隔离理论7 h) R7 W! g- ~& S& H5 w
浇注时型砂中的煤粉产生大量的还原性气体，使砂型/金属界面形成一层气膜，阻止铁水钻入型砂的砂粒孔隙中。
) J/ ?$ M4 h0 M; E2、胶质体封孔理论$ z1 i b0 r+ `, O# I
型砂中的煤粉受热后成为固、液、气三相的胶质体，胶质体的膨胀能够堵塞砂粒孔隙，阻止铁水钻入砂粒孔隙中。
& H+ @/ H g4 M2 Y3、气体防氧化理论$ j! ^6 E, J' R1 w" S' `
煤粉中的挥发分在高温下气相热解，产生大量的还原性气体，能够防止铁液氧化，避免氧化铁与石英砂产生化学反应。( n" I5 z" ]5 K9 P
4、光亮碳防润湿理论8 s( g2 D n. j, c$ v
浇注时型砂中的煤粉析出微细晶粒的光亮碳，沉积在砂粒表面，使砂粒不被铁液润湿，避免铁水借助表面张力向砂粒孔隙中渗透。从其作用机理可知：煤粉的挥发分、光亮碳、焦渣特性是煤粉防粘砂效果的主要影响因素。品质良好的铸造用煤粉应具有以下特点：
) e1 X- J; X& {( {$ g1、 挥发分为30～38%（质量分数）；$ d/ q% ?' F8 a: M7 C( _( t6 x* M1 N
2、 光亮碳为≥10%（质量分数）；
$ @% G8 N* W( q8 ~3 e% _, c3、 焦渣特征为4～6级；
7 \2 X( ]% q) {2 c2 u- a: i6 r4、 灰分≤10%（质量分数）；
" _' E) ]6 M6 r) m: x5、 硫分≤1%（质量分数）。$ A. s7 U5 W. k3 k
虽然不符合上述要求的煤粉也能用于防止铸件粘砂缺陷，但是在型砂中的加入量需提高，这将使型砂需水量增多，如果用于生产高密度造型铸件和品质要求高的铸件，就会增大产生气孔和砂孔缺陷的倾向。
' y& R* C6 o1 [$ \, w. k% i 挥发分过高时，型砂发气量过大，将导致铸件产生气孔缺陷。焦渣特征等级过高时，型砂中焦渣生成量过多，将影响旧砂的回用性。采用高压造型、气冲造型等高密度造型方法时，焦渣特征等级要求应适当降低到2～4级。生产球墨铸铁时，硫分的质量分数应更低，否则可能造成铸件表面球化不良。
, ~* z! Q4 f, C6 ~& |3 T+ N 根据机械行业标准JB/T9222－1999《湿型铸造用煤粉》规定，湿型用煤粉按其挥发物含量分为3级(见表5.2.5.1)，其性能应符合表5.2.5.2的要求。. E) ]( X# F; O" [% w$ L8 {
表5.2.5.1 湿型用煤粉的分级7 [6 a; m0 x4 R/ B" b
牌号0 r( v! T& }- B+ V* t% R- L b
性能 SMF25 SMF30 SMF35 2 m+ g. c) w% A' _+ l3 ~
挥发分（质量分数 / %） ≥25～30 ＞30～35 ＞35 : D$ t3 l; R- V- Q$ z: s+ o5 E! x
" b' n. ?6 O9 x5 g0 Y表5.2.5.2 湿型用煤粉技术指标9 m Q: f( g) ]- R7 C- A ?+ @
项目 指标
5 M4 D& X7 ^3 j Q3 v6 W灰分（质量分数 / %）≤ 10
9 S6 K0 Y+ ~: o/ H' S硫（质量分数 / %）≤ 2.0
- |( H+ b$ j0 L# h水分（质量分数 / %）≤ 4.0
% X( G M! q9 {2 `, f4 y粒度（通过140号筛的质量分数 / %）≥ 95 7 }) ~7 V0 h4 l) A6 a# k/ C K
! I+ l7 j a4 D" ~0 l
/ ` q8 t" q5 M0 V8 L7 i) ~7 N
但是部分厂家使用情况表明：选用煤粉粒度应根据铸件大小、厚度来确定，如有的企业要求0.106mm（140目）筛通过率大于85%，有的企业要求0.15mm（100目）通过率为65～70%。欧美各国所用煤粉的粒度比我国粗，铸件的大小、厚薄不同，对煤粉粒度要求也不同。粗粒煤粉浇注时可以保持较长时间的发气，适合厚大铸件使用，有助于改善型砂的透气性；中小铸件则使用较细的煤粉；高紧实度造型不可用极细煤粉，以免因透气性下降过多而使铸件产生缺陷。煤粉的粒度也不可太粗，否则型砂的韧性差，修型困难，靠近浇口处易被冲刷，铸件表面粗糙。
4 M0 \" `6 B. o( D 在浇注过程中，煤粉等碳质附加物存在挥发、分解和焦化三个过程。煤粉过量时，易产生大量烟气，并降低砂型透气率和增加需水量，会使铸件出现浇不到、毛刺、冷隔以及气孔等缺陷。煤粉加入量不足则会出现落砂困难、型壁移动、铸件尺寸和质量过大以及粘砂等缺陷。* N1 A3 d S5 C$ |& a! ^
煤粉的适宜加入量取决于多个因素：铸件壁厚，浇注温度，铁水压头高度，造型方法，型砂透气率，型砂硬度，铸件清理方法等等。例如：手工造型时，煤粉加入量要足够高；但是铸件出现大面积蓝色光亮面时，表明煤粉加入量偏多；手工清理时，铸件表面基本无砂粒，说明煤粉加入量适中；高压造型时，有效煤粉含量可能只需要4～5%，用高效煤粉则只要3～4%，补加量只需0.2～0.4%。$ c* [0 E; ~! A0 C# Q7 O; y! T
灰铁件型砂中的有效煤粉量不但取决于煤粉本身的品质好坏，也取决于铸件的厚薄大小，还要看铸件的清理方法。例如有的手工造型工厂，只用钢丝刷清理铸件表面，要求刷后即露出光滑蓝色表面，则型砂中必须含有较多的有效煤粉。有的工厂具有强力抛丸设备，铸出后局部表面粘附一薄层砂，也会在随后抛丸清理时完全露出铸件的金属表面。这种情况下，有效煤粉量稍低一些也无妨，甚至不希望铸件表面过分光洁，以免产生侵入气孔缺陷。高压造型和普通机器造型型砂的有效含量分别大约取3.5～5.0%和4.5～6.0%为宜。生产球墨铸铁件时，还要求在浇注时型腔中充满大量还原性气氛，以防止铁液中的镁和硫化镁与型砂水分产生反应导致气孔缺陷，此时要求有效煤粉量应取上限。; i# N& H+ I1 d7 J1 ~3 k
目前国内使用较多的煤粉产品只要有两种：一是内蒙“优质煤粉”，由内蒙两种原煤配合磨粉制成，其灰分≤9%、挥发分≥33%、焦渣特征4～5级、光亮碳量为10～13%；另一种是河南“高效煤粉”，由河南优质原煤加入高软化点石油沥青共同磨粉制成，其灰分≤10%、挥发分≥35%、焦渣特征5～6级、光亮碳量为12～15%。“高效煤粉”的两种成分可以取长补短，与天然煤粉相比，“高效煤粉”的挥发分和光亮碳形成能力较强，软化区间加宽，灰分和硫分降低，加人量下降，浇注时烟气减少。 |
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发表于 2008-11-7 12:56:13
