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江苏时时彩app下载:低成本砂在D30气缸体生产中的应用

江苏时时彩单双 www.v95qx.com.cn 2015-03-23   金属加工在线作者:胡世安,黄进达

  D30气缸体属于玉柴4D系列缸体,在我厂HWS静压造型线生产。从D30气缸体铸件批量生产以来,一直存在顶杆室、水道内腔粘砂、烧结及脉纹等铸造缺陷。因此,为了保证D30气缸体顶杆室、水道内腔质量,其顶杆室芯、水道芯一直使用高成本的白刚玉复合砂生产。刚玉砂是高铝矾土(主要成分Al2O3)经粉碎、洗涤后在电炉内于2000~2400℃高温下熔融而制得的,具有耐火度高,在高温时体积稳定且不易龟裂的特点。铸造用的刚玉砂分白刚玉砂和棕刚玉砂两种。白刚玉复合砂是由白刚玉砂+普通硅砂按一定的比例进行混配而成。使用刚玉砂作为铸造芯砂,能减少铸件内腔粘砂、烧结等缺陷,并且不易出现脉纹,提高铸件内腔质量。但是由于其价格较贵,批量生产时相应提高了铸件的成本。为有效控制成本,笔者所在铸造厂要求在不降低铸件内腔质量的前提下,减少制芯用砂成本,需要在D30气缸体顶杆室芯、水道芯上开发应用低成本砂。
  根据我厂的实际生产情况及工艺特性,在D30气缸体顶杆室芯、水道芯上开发的低成本砂,选用了SiO2含量适中且含泥量低的大林砂,并且为减少铸件内腔粘砂、脉纹等缺陷,在大林砂中适量添加了某公司生产的抗脉纹剂。
  一、芯砂性能对比
  1.混砂工艺
  白刚玉复合冷芯砂(配比见表1),是白刚玉复合砂(见图1)与冷芯盒用树脂按一定的比例混制10~20s后而得。

  用白刚玉复合冷芯砂生产D30气缸体顶杆室芯和水道芯,铸件顶杆室和水道内腔粘砂、烧结和脉纹等铸造缺陷较少,此工艺已批量应用于D30气缸体。

  低成本砂,即抗脉纹剂冷芯砂(配比见表2),是用大林砂(见图2)与树脂、抗脉纹添加剂(见图3)按一定的比例进行混制而成。由于SiO2在高温铁液的作用下会发生晶型转变而产生线性膨胀,从而使砂芯开裂成缝,铸件出现“脉纹”缺陷,而抗脉纹剂可作为芯砂中的退让性添加剂,能减少砂芯的膨胀应力。在芯砂中加入占原砂重量5%~10%的抗脉纹剂,可有效预防铸件“脉纹”缺陷。

  2.芯砂强度对比
  从即拉强度、常拉强度两方面对比分析两种芯砂的性能。根据批量生产及试验过程收集到两种芯砂性能的数据,得到两种芯砂的即拉强度、常拉强度的分布情况,分别如图4、图5所示。
  从图4、图5中两种芯砂的性能分布范围情况看,白刚玉复合砂与低成本砂的芯砂性能相当。


  使用低成本砂射制D30气缸体顶杆室芯、水道芯,砂芯饱满,射芯过程无异常,与白刚玉复合砂生产的砂芯对比,分别如图6~图9所示。


  二、铸件质量对比
  1.内腔清洁度
  使用低成本砂试验生产D30气缸体顶杆室芯、水道芯,按批量生产工艺进行组芯、下芯和浇注。试制铸件的顶杆室和水道内腔清洁度良好,无大块粘砂、脉纹出现,与白刚玉复合砂生产的D30气缸体顶杆室、水道内腔质量相当,分别如图10~图13所示。


  2.铸件尺寸及废品率
  低成本砂生产D30气缸体顶杆室芯、水道芯,对铸件相应位置的尺寸进行划线检测,结果符合铸件尺寸精度要求。
  统计低成本砂验证期间生产的D30气缸体的数量及废品率,并与白刚玉复合砂生产铸件的废品率进行对比得出,使用低成本砂生产对铸件的废品率无较大影响,见表3。

  三、批产验证及成本对比
  在D30气缸体顶杆室芯、水道芯上使用低成本砂进行批量生产验证,铸件顶杆室、水道内腔无异常粘砂、烧结和脉纹等缺陷,内腔清洁度满足铸件外观质量要求,并且与白刚玉复合砂生产的铸件内腔质量相当。同时,低成本砂是由成本低的大林砂,并添加适量抗脉纹剂混制而得,从而降低了D30气缸体制芯用砂成本(见表4),进而降低了D30气缸体铸件的生产成本。

  四、低成本砂应用机理探讨
  我厂开发应用的低成本砂,是大林砂中加入适量的抗脉纹剂混制而成,在降低制芯用砂成本的同时,能减少铸件内腔脉纹等缺陷。铸件脉纹产生的基本原因有两个:一是石英石在573℃发生相变,体积膨胀致使砂芯表面开裂成缝;二是砂芯被高温铁液所包围,产生大量的气体难以快速排出,腔内的瞬时应力大于铁液的渗透阻力,金属液就通过砂芯裂纹或孔隙渗透到砂芯的整个截面上,形成脉纹或渗透型机械粘砂。大林砂中含的长石多于海砂,长石在1200~1300℃软化而发生收缩,从而为硅砂高温膨胀提供了空间,降低了砂芯的膨胀开裂??孤鑫萍林饕煞治春衔藁?,可作为芯砂中的退让性添加剂,能减少砂芯的膨胀应力,增加砂芯的热强度和热塑性。芯砂中加入适量的抗脉纹剂,可有效预防铸件“脉纹”缺陷,并且对铸件的尺寸无影响。
  五、结语
 ?。?)低成本砂与白刚玉复合砂生产砂芯的性能强度相当,铸件内腔质量对比无较大差异。
 ?。?)低成本砂生产D30气缸体顶杆室芯、水道芯的工艺是可行的,用其可替代高成本的白刚玉复合砂。
  参考文献
  [1]中国机械工程学会铸造分会.铸造手册:造型材料[M].北京:机械工业出版社,2002.
  [2]刘鸿勋.大林砂的特点及其应用.中国铸造行业第五届高层论坛论文集[C].南京.中国铸造协会,2011.281-282.
  作者简介:胡世安、黄进达,广西玉柴机器股份有限公司。
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关键词:铸件,芯砂,D30气缸体, | 作者 :

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