铬铁矿砂在铸件生产中的应用 实例共享【转帖】

老翻砂匠

铬铁矿砂在造型材料中属于特种砂的范畴，其主要矿物组成为FeO.Cr2O3，密度为4.0～4.8g/cm3，莫氏硬度为5.5～6级，耐火度大于1900℃，铬铁矿砂有很好的抗碱性渣的作用，不与氧化铁等发生化学反应。由于铬铁矿砂热导率比硅砂大好几倍，而且在熔融金属浇注过程中发生固相烧结，从而有利于防止熔融金属的渗透。根据铬铁矿砂的这些优点，将其应用到各种铸件的生产中，可以解决很多产品的铸造质量问题。我公司在铁路车辆摇枕及侧架、烧结机固定筛篦条、球磨机衬板、电铲推压齿轮等许多产品上取得了很多成功的应用。

铁路车辆摇枕、侧架是铁路车辆走行部分的主要部件，也是车辆运行过程中重要的受力部件，轮廓尺寸大，结构复杂，工艺技术要求严格，试生产时在重要受力部位（铸件某些转角处）经磁粉检测发现存在微裂纹缺陷，解剖检查发现有的部位壁与壁相交处存在缩松缺陷。经分析认为，这些部位相对于其他部位来看，属于钢液的热量汇集而形成的“热节”部位，和相邻部位的冷却速度不一样，凝固较晚，当冷却凝固收缩受阻碍而产生的内应力大于金属材料的强度极限时，铸件就会产生微裂纹缺陷，这些部位在凝固前得不到钢液的补充时，极易产生缩松缺陷。为了消除这些缺陷，我公司铸造技术人员在工艺设计时规定在这些部位，造型、制芯时放置一些水玻璃铬铁矿砂，由于铬铁矿砂的热导率比硅砂大好几倍，可使该部位的凝固速度与相邻部位的凝固速度均衡，消除了这些部位产生的微裂纹及缩松缺陷。

固定筛篦条是烧结机上的易损备件，工况条件是在高温下承受烧结矿的冲击磨损。固定筛篦条属于板类结构铸件，在铸件上均匀分布长、深且宽度窄的贯通条形孔，采用传统砂型铸造方法生产固定筛篦条时，贯通的条形孔可依靠砂芯形成，但这种工艺方案操作过程过于复杂，而且铸件上的条形孔易被粘砂堵住，清理起来极其困难，造成铸件的废品率很高。我公司铸造技术人员决定采用消失模铸造技术进行生产，在进行工艺设计时规定固定筛篦条泡沫模上的条形孔在装箱振动时用铬铁矿原砂进行充填。由于铬铁矿砂在熔融金属浇注过程中本身发生固相烧结，有利于防止熔融金属的渗透，从而防止了条形孔被粘砂堵住。采用消失模铸造并利用铬铁矿砂的优点，我公司成功地生产出固定筛篦条产品，条形孔壁光滑平整，尺寸精确，在烧结机上安装使用后效果良好，能够满足烧结生产的需要。

球磨机衬板是冶金矿山选矿生产用球磨机的主要部件，材质为低合金钢，结构属于带有凸起波峰的板类铸件，两个安装螺栓孔在衬板上均布，螺栓孔上面的孔径大，下面的孔径小。由于螺栓孔周围铸件壁很厚，钢液浇注后凝固慢，使螺栓孔周围区域长时间处于高温状态，采用水玻璃硅砂制作螺栓孔砂芯，浇注后孔常被粘砂堵注，清理起来非常困难，而采用水玻璃铬铁矿砂芯后，利用其在高温金属液浇注过程中本身发生固相烧结，且能阻止熔融金属的渗透的优点，铸出的衬板螺栓孔表面粗糙度及尺寸精度均符合规定的技术要求，在球磨机上安装效果良好，成功的解决了螺栓孔清理困难的问题。

电铲推压齿轮要求毛坯齿直接铸出，齿与齿之间部分的周围区域铸件壁较厚，浇注后被高温金属液包围，再加上其上部冒口的热作用，采用水玻璃硅砂型进行铸造，铸齿根部粘砂严重，采用电弧气刨清理后无法保证铸齿的形状和尺寸。对此，我公司铸造技术人员决定采用消失模铸造技术进行生产，将制作的推压齿轮白模涂刷完涂料进行烘干后，在铸齿之间用水玻璃铬铁矿砂舂实，然后吹CO2进行硬化，再将带着水玻璃铬铁矿砂的白模进行装箱，浇注后铬铁矿砂脱落干净，铸齿表面光洁，形状及尺寸精度均符合规定的要求。

铬铁矿砂虽然在消除铸件微裂纹、粘砂、缩松缺陷等方面效果明显，但使用不当也会产生问题。铬铁矿砂中有害的杂质是碳酸盐，其与高温金属液接触时分解出CO2，使铸件表面产生气孔。因此铬铁矿砂在配制使用前应经过900～950℃的高温焙烧，使其中的碳酸盐分解，然后再加工破碎成一定粒度。对久置和灼减量超标的铬铁矿砂，使用之前也要经高温煅烧。

为确保铬铁矿原砂的质量要求，要求对入厂的铬铁矿砂按照规定进行严格检验。首先铬铁矿砂入厂，要检查其合格的技术证件，若不合格或无技术证件禁止入厂；检查入厂的铬铁矿砂外观应保持纯净，不得混入任何杂质；最后进行抽样检验理化指标，检验结果应符合的技术条件为:原砂粒度30/50目，Cr2O3≥45%，SiO2≤5%，CaO≤1%，灼减量≤1%，耐火度1600～1800℃。

为保证水玻璃铬铁矿砂的使用效果，除铬铁矿原砂符合规定技术条件外，使用的水玻璃必须符合的技术要求为:模数2.20～2.40、波美度48～52°Be、水不溶物<0.8%。混制完型砂性能要求:透气性≥250；湿强度0.05～0.09MPa；水分≤5%；干拉强度1.2～3.5MPa。

要达到规定的水玻璃铬铁矿砂性能指标，要严格执行如下铬铁矿砂配制工艺规程。

碾砂前应检查碾砂机运转机构是否正常，碾轮与底盘要保证10～15㎜的间隙，注意经常观察和调整；碾砂机冲洗后的第一碾所混制的水玻璃铬铁矿砂应特别注意水分的控制，该碾水分含量最高不许超过规定的0.5%；水玻璃铬铁矿砂配制操作人员必须经常清理碾轮上的粘砂，并保持混砂机内干净以保证水玻璃铬铁矿砂混碾均匀；混制配比要求为:原砂100%,水玻璃2.5%～3.5%；混制时间:原砂+水玻璃混2～3.5min出砂；对每次所配制的水玻璃铬铁矿砂均需进行物理性能检验，铸造技术人员应掌握检验结果以便发现问题及时处理。

mywdhhhh2928

感谢前辈提供的资料

铸造小猫

呋喃树脂砂在使用铬铁矿砂的时候需要注意树脂加入量，因为是手工搅拌，树脂加入量基本都是偏高的，容易造成发气量偏大的问题。

zjy95381

谢谢小猫的提醒

铸造小猫

zjy95381 发表于 2017-7-24 22:07
谢谢小猫的提醒

如果是大量加入，可以在砂处理系统中进行分离，在混砂机中加入，这样效果比手工搅拌的要好

光辉铸造

好文章

老翻砂匠

光辉铸造 发表于 2017-9-18 15:59
好文章

好文章必须分享，欢迎经常光临论坛！

靖江山水

小型水泵阀门中替代冷铁效果不是一般的好

老翻砂匠

靖江山水 发表于 2017-9-19 07:30
小型水泵阀门中替代冷铁效果不是一般的好

欢迎你，陈工！

热加工行业论坛有你将更加精彩！