在造型制芯前砂粒表面上已覆有一层固态树脂膜的型砂、芯砂称为覆膜砂,也称壳型(芯)砍它较早是一种热固性树脂砂,通过一定的覆膜工艺配制成覆膜砂,覆膜砂受热时包覆在砂粒表面的树脂熔融,在分 解出的亚的作用下,熔融的树脂由线性结构迅速转变成不熔体的体型结构,从而使覆膜砂固化成型覆膜砂一般为干态颗粒状,近年来我国已有厂家开发出湿态和粘稠状覆膜砂。
覆膜砂具有良好的流动性和存放性,用它制作的砂芯强度高、尺寸精度高,便于长期存放,在国际上,尤其在日本、韩国、东欧等***及我国台湾地区铸造工业中的应用得到了快速发展用覆膜砂既可制作铸型,又可制作砂芯侠体芯和壳芯),覆膜砂的型或芯既可以互相配合使用,又可以与其它砂型(芯)配合使用;覆膜砂不仅可以用于金属型重力铸造或低压铸造,也可以用于铁模覆砂铸造,还可用于热法离心铸造;不仅可以用于生产黑色金属铸件,还可以用于生产有色金属铸件,等等现在,覆膜砂已广泛应用于汽车、拖拉机柴油机机床、离心铸造、液压件及泵类等行业,可满足各种材料,各种生产条件的复杂精密铸件的生产要求。
我国于20世纪50年代末开始研究应用覆膜砂及壳型(芯)工艺,但至80年代中期以前只有少数几家工厂采用自制的覆膜砂用于壳芯生六自此以后,覆膜砂开始作为商品推向市场。降90年代以来,覆膜砂的应用得到更迅速的发展,产品种类不断增多,并已形成系列化目前,我国铸造用覆膜砂年产量已达50万吨以上,共有***生产厂近百家随着我国汽车工业的快速发展和机械产品外贸出口需要,以及铸件国际市场的开发,对铸件质量的要求越来越高,覆膜砂的应用将会在短期内得到飞速增长。
与其它树脂砂相比,覆膜砂具有以下特点:
1、具有适宜的强度性能,对于高强度的壳芯砂,中强度的热芯盒砂,低强度的有色合金用砂均能满足要求。
2、流动性优良,砂芯成型性好轮廓清晰,能够制造较复杂的砂芯,如缸盖、机体等水套芯。
3、砂芯表面质量好,致密无疏松,可以少上或不上涂料,就能得到较好的铸件表面质量铸件尺寸精度可达CT7~8级,表面粗糙度可达Rah.3~12.5。
4、溃散性好,有利于铸件清理,提高产品性能。
5、砂芯不易吸潮,长时间存放强度不易下降,有利于储存运输及使用。
6、覆膜砂可作为商品供应,使用单位具有较大的选择余地。
7、缺点是:成本相对较高,价格较贵;能耗较大;在造型、制芯及浇注过程中产生的刺激性气味较大;在高温、高湿季节长时间储存时易结块,影响使用等。
覆膜砂设备砂粒表面在造型前即覆有一层固体树脂膜的型砂或芯砂.用于铸钢件、铸铁件。覆膜砂设备指砂粒表面在造型前即覆有一层固化树脂膜的型砂或芯砂。一般包括普通类覆膜砂、高温类覆膜砂、高强度低发气类、易溃散类覆膜砂等。
覆膜砂设备储存方法:
覆膜砂设备将原砂经过量斗爬式加料机将250Kg原砂加入滚动的加热炉内;加热炉正转时砂子不会跑出来,在炉筒内加热到158℃左右时,起动混砂机,将砂子卸入混砂机***内;砂子在混砂机***内加树脂充分混合均匀至30秒,加水溶液,混至砂子将松散时,再加硬脂酸钙再混45秒钟后卸砂;覆膜砂设备卸下的砂子流入混砂机下方的振动冷却筛里充分冷却完毕后蓄存备用。
目前我国是铸造大国之一,铸件产量占之多,随着机械行业的迅速发展,覆膜砂设备的应用越多越多, 提高覆膜砂设备生产效率可以为企业创造更多的经济效益。如何提高工作效率?主要在以下几个方面入手:
1、定期除尘,做好防尘工作。避免对再生砂品质的影响。
2、提高废砂利用率:废覆膜砂再生体现了以资源的利用和循环,减少铸造垃圾,射芯机,使废砂变为原料,实现“资源—产品—再生资源”链条。
3、提高粘结强度,减少酚醛树脂用量。再生砂二氧 化硅硅氧键活性增强,射芯机哪家强,使酚醛树脂的包覆性能提高,从而提高砂与树脂的粘结,防止铸件粘砂。
4、控制好温度:可提高生产效率,减少砂型损坏和铸造缺陷,又可减少树脂加入量,减低成本,降低环境污染。
旧砂回收处理,射芯机使用,一般指的是破碎旧砂中的团块,清除粉尘及金属夹杂物,达到回用的目的。这就要求旧砂经过 破碎、磁选、筛分以及除去微尘的工艺处理过程.有时也包 括热砂冷却.由于团粒存在,附着在砂粒表面上的粘结剂薄 膜也没有去除掉,这样的回收砂,虽然能获得一定清洁度的 砂拉,可以回用于粘土砂,但不能代替新砂使用.其它有机、 无机自硬砂,回用率都不高,多只作背砂使用.并且容易产 生铸造缺陷,因而必须加大新砂的配比率.
所谓旧砂再生与回收含义不同.主要是对旧砂进行物 理、化学和热态处理,去除积聚在砂粒上的脱水粘土或树脂 等残留物的薄膜或壳,以及***的微粒、粉尘,使其重新建 立起原来的粒度分布,使再生砂的粒度分布与原砂相近:使 之共有的物理、化学、耐火度等有用性质没有太大的降低。
真正的再生系统要能把一颗颗砂粒都进行处理,从而使其性 能与原砂相近,能够代替新砂作为型砂和芯砂的面砂使用。 当然,再生砂是用于型砂,还是芯砂,或者用在什么砂 型上,使用的比例达到多少,当视其再生程度而定。
一、单机或简易型铸造生产线
通常在铸造车间设置1-2台(造型时用)三维振动台,几个-10多个专用砂箱,砂箱吊运或设有辊(轨)道的砂箱简易输送线,干砂一般是自然冷却或设有简易型砂冷却装置,另加一套抽真空系统和砂除尘筛分设备。***灵活,费用在8-15万,生产规模一般在500-5000吨。 这种生产模式是比较符合我国国情,花钱少,上马快,深受我国广大中小企业欢迎,发展十分迅速。这类工厂占我国消失模铸造厂点的90%以上。
二、国产型消失模铸造流水线
采用机械、液压、气动和电控方式,自行设计的国产型生产线,其砂箱数在10-50余个不等;均设有砂冷却系统设备;生产规模在年产2000-30000吨,***在50万-400万不等。这类生产厂点约有30家(条)。特点是系统完整,功能齐全,连续作业,适合大批量、大规模生产 。
国外引进型消失模铸造。引进国外的这些工厂中,***少则为约1000余万元,多则为(累计)约8000万元,一般在4000至5000万元之间
我国是铸件生产大国,其中砂型铸造占80%一90%。每生产1t合格铸件会消耗1.3~1.5t新砂,同时产生相同数量的废砂,我国优质矿砂资源匾乏,新砂的过度开采已经对自然资源造成了巨大的伤害。而且有的铸造用砂甚至需要从国外进口,导致原砂价格较高,增加了铸件的成本。旧砂如果不进行再生,不仅会浪费自然资源、增加铸件成本,而且由于旧砂中的砂子、粘结剂等会发生反应,射芯机数据,给铸造厂周边环境造成很大的危害。目前,只有少数大型汽车制造厂对铸造旧砂处理较彻底,得到的再生砂可以投人生产进行有限的循环使用,而其他中小型企业对旧砂设备、技术应用较少甚至没有应用,尤其是水玻璃旧砂的再生还有许多技术问题没有解决。如果对旧砂进行再生循环使用,可以有效解决上述问题,因此铸造旧砂再生是实施绿色铸造工程的有效举措,能够节约资源、保护环境,是降低生产成本,提高企业经济效益的重要手段,受到了铸造工作者的普遍重视。
不同的旧砂再生方法其工艺流程是相似的。首先将旧砂磁选、筛分、破碎至3mm以下,然后放人再生装置中,接着根据再生工艺的不同对再生砂进行除尘、烘干、冷却等,对再生砂的各项性能进行检测,质量合格后投人生产循环使用。通常根据工作原理的不同,将旧砂再生方法分为干法再生湿法再生热法再生等。
1、干法再生
根据设备工作原理的不同,通常将干法再生工艺分为离心式、气流式、逆流式和振动式等。各个旧砂再生方法的相同之处是利用砂粒之间、砂粒与设备之间相互碰撞、摩擦,从而完成再生,不同之处是砂粒的加速方式不同。干法再生工艺通常用于脆性粘结剂膜的再生,再生设备结构简单,***少,没有“二次污染”等问题。但是旧砂的脱膜率越高,所需的冲击力和摩擦力就越大,设备构件的磨损和砂粒的破碎现象就越严重。
2、湿法再生
湿法再生是利用粘结剂的水溶性,在机械的搅拌和水的擦洗作用下,残留在旧砂颗粒表面的粘结剂溶解、脱落,适用于水溶性粘结剂旧砂的再生。一种铸造旧砂湿法间歇式再生方法及其设备,该再生设备结构简单、控制方便、耗水量小、残留粘结剂去除率高、再生砂质量好,适用于水溶性粘结剂的大规模湿法再生。
利用湿法再生工艺得到的砂子质量与新砂接近甚至部分性能优于新砂,可完全替代新砂作面砂或单一砂使用。但是湿法再生会产生大量的污水、污泥,带来了“二次污染”,处理麻烦、费用高,而且再生设备占地面积较大,水资源消耗大。
3、热法再生
热法再生是通过焙烧炉将旧砂加热到一定温度,以脆化、分 解或烧掉旧砂颗粒表面残留的粘结剂。热法再生适用于可燃的有机粘结剂。根据再生过程中加热温度的不同,可以分为低温热法再生(320~450℃)和高温热法再生(700一900℃)。低温热法再生通常和干法再生组合使用,低温加热的口的是使粘结剂膜由韧性变为脆性,然后对旧砂进行干法再生将脆性膜去除。高温热法再生是将旧砂加热到粘结剂膜的燃点,使其完全燃烧。
热法再生工艺对砂子具有改性作用,使再生砂具有比新砂更加优良的性能。但是热法再生会产生废气,而且能源消耗大,增加了铸件的成本。
各种旧砂的再生方法均有其独特的利弊,干法再生通常用于脆性膜的再生,要获得脱膜率高的再生砂需要增大摩擦力度,与此同时也增大了砂粒的破碎率和设备的磨损程度,使用具有局限性;湿法再生设备占地面积大,会消耗大量水资源,产生污水、污泥,如不进行处理对环境危害较大;热法再生消耗大量的热能和燃料,资金投人相对大,增加了铸件成本,而且会产生废气,污染环境。口前,这些问题尚未解决。
随着再生工艺的不断完善、技术的不断发展、设备的不断研发,会进一步解决铸造废砂带来的一系列问题。并且根据我国铸造厂家多、规模小、利润低的现状,应当在铸造产业群建立旧砂再生处理中心,能够针对各种粘结剂的特点进行不同的再生工艺,集中处理各个企业的工业旧砂。除此之外,***应出台相应的政策以鼓励旧砂再生工艺、设备的研发、推广、使用。如果能够实现旧砂完全再生,将大大减少资源的开采使用,提高能源的利用率,旧砂不再无***排放,空气、土壤、水资源不会再因此受到污染,生态环境得以改善,从而实现铸造行业的可持续发展。
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