用來制造鑄型和砂芯的材料統(tǒng)稱為造型材料。造型材料從廣義來說應(yīng)包括砂型、泥型和金屬型等所用的材料,但章只討論使用最普遍的制造砂型所用的材料——砂子、黏土及輔助材料。
制造砂型和砂型材料的好壞,直接影響造型工藝和鑄件質(zhì)量,因此,在生產(chǎn)中要認(rèn)真加以對待。
一、造型的基本材料
1.砂子
由于成分不同,砂子可分為以下幾種:
(1)石英砂。石英砂的主要成分為二氧化硅(sio~)。它是謄苧巖中蘭毫黧!空釜和水侵蝕的穩(wěn)定部分。這種砂的熔點面送1 700~C,通常用的石英砂為白色而略帶灰色。 …”“。
石英砂的代號為“s”,按二氧化硅的含量不同可分為四類.
根據(jù)砂粒的大小,石英砂又可分為五級,用“號”表示。其中1號最粗,5號最細(xì)。
石英砂主要用于鑄鋼生產(chǎn)。
(2)石英一長石砂。這是一種屬于鋁硅酸鹽類的砂子。一般可分為三種:鉀長石石英砂(K20·A12()3·6SiOz)、鈣長石石英砂(2CaO’A12 03’一4SiOz)、鈉長石石英砂(Na20·A12 03·6Si()2)。石
英一長石砂的硬度中等,熔點可達(dá)1 200~(:,多用于鑄鐵件或有色金屬件的鑄造。
(3)黏土砂。當(dāng)砂中含黏土量為2%.~5%時,就稱為黏土砂。黏土砂一般多用于鑄鐵件或有色金屬件造型。
(4)石灰石砂。石灰石砂的主要成分是碳酸鈣(cacQ)。石灰石砂在溫度達(dá)到800~(:時可分解為ca0和c0,氣體。澆注時,這種氣體可以使鑄件內(nèi)形成氣孔,影響鑄件質(zhì)量。
(5)特種砂。特種砂的共同特點是耐火度較高,化學(xué)穩(wěn)定性好,高溫下體積變化小。特種砂的種類很多,如鉻礦砂、鎂礦砂和鋯砂,多用于大型鑄鋼件與合金鋼件生產(chǎn)。
2.黏土
黏土是砂型和砂芯的黏結(jié)劑,主要成分是含水的硅酸鋁(她03·2Si():·2H:,0)。黏土顆粒細(xì)小,。一般在0.01 mm以下。
黏土在自然界中分布極廣、資源豐富、價格便宜,因此,大量被用做型砂的黏結(jié)劑。常用的黏土有以下兩種:
(1)高嶺土(即普通黏土,又叫白泥)。高嶺土是一種灰白色的粉末,耐火度較高,一般可達(dá)1 545~1’750,干燥時收縮小,適于做干砂型。
(2)膨潤土(即陶土)。膨潤土是一種淡粉色的粉末。加水潤濕后,體積可膨脹十幾倍。它的主要特點是有良好的可塑性和極高的黏結(jié)力。但它的耐火度較低,只達(dá)1 250~l 350。砂型烘干后收縮率較大,容易開裂。因此,使用膨潤土?xí)r,一般進(jìn)行活化處理后用于濕砂型鑄造。
3.特殊黏結(jié)劑
有時單用一種黏土作黏結(jié)劑是不能滿足鑄造工藝要求的,還必須采用一些特殊的黏結(jié)劑。常用的有以下幾種:
(1)油類。常用油類黏結(jié)劑都是干性油,如亞麻仁油、桐油。這種油砂烘烤時很容易氧化干燥,干燥強(qiáng)度一般可達(dá)1.2 MPa,并有良好的透氣性。配制油砂時,油的加入量為芯砂質(zhì)量的1%~3%。因為油砂不吸濕氣,所以常用于復(fù)雜的薄壁砂芯制造。但油砂干燥前的強(qiáng)度低,造型比較困難,為此常加入一些糊精或黏土為添加劑。黏土量一般不超過3%,否則,油會
被黏土吸收而失去油砂性能。
(2)合脂。合脂是一種油類的代用品,多為石油化工和制皂工業(yè)的副產(chǎn)品。與桐油相比較,主要性能基本相同,但流動陡較差。合脂的價格便宜,應(yīng)用較為廣泛。
(3)合成樹脂。這也是一種新型黏結(jié)劑,它的特點是不需烘干處理而自行發(fā)生固化轉(zhuǎn)變。型芯的強(qiáng)度比油砂高,尺寸精確,表面光滑,生產(chǎn)效率高。合成樹脂的退讓性和出砂性也很好,便
于實現(xiàn)機(jī)械化、自動化生產(chǎn)。
4.附加物
為使型砂具有某種特殊性能而加入的少量其他物質(zhì)統(tǒng)稱為附加物。如為降低鑄鐵表面粗糙度值,可在濕型砂中加入少量煤粉。又如為提高鑄型的透氣性及退讓性,可在干砂型砂中加入少量的鋸末。
5.涂料
為防止型砂與高溫金屬液發(fā)生化學(xué)反應(yīng),降低鑄件表面粗糙度值,造型時常在鑄型和型芯的表面涂上一層涂料。如鑄鐵件的濕砂型可撒上一層鉛粉;干砂型可涂上一層石墨粉、黏土和水的混合涂料。
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