粘土砂高壓造型工藝由于其生產(chǎn)效率高，鑄件品質(zhì)好，非常適合大規(guī)模流水線作業(yè)，因而國(guó)內(nèi)近幾年來(lái)引進(jìn)大量國(guó)外自動(dòng)化粘土砂高壓生產(chǎn)線，隨著我國(guó)鑄造產(chǎn)業(yè)的國(guó)際化，一些國(guó)際先進(jìn)的鑄造工藝和鑄造設(shè)備不斷取代我們傳統(tǒng)的手工造型和機(jī)械化造型。
　　隨著全自動(dòng)垂直造型線的應(yīng)用，砂處理系統(tǒng)的整體水平也越來(lái)越高，目前已經(jīng)逐漸形成了模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化，一般一套好的砂處理系統(tǒng)應(yīng)該具備以下特點(diǎn)：(1)完善的除塵系統(tǒng)。全自動(dòng)垂直造型機(jī)砂處理工部由于其本身的性質(zhì)，成為鑄造車間粉塵量最大的區(qū)域，國(guó)內(nèi)很多老廠沒(méi)有除塵系統(tǒng)或者除塵系統(tǒng)已年久損壞，導(dǎo)致車間內(nèi)的粉塵含量高達(dá)幾百甚至上千毫克以上，給人的感覺(jué)是盡管完全看不見(jiàn)粉塵，但呼吸困難，影響環(huán)境和身體健康。目前對(duì)于砂處理系統(tǒng)的除塵多采用三個(gè)集中吸口。**級(jí)為落砂機(jī)，第二級(jí)為多角篩到舊砂貯存斗，第三級(jí)為貯存斗到混砂機(jī)，結(jié)合三個(gè)階段所含氣體的不同溫度、濕度及工藝要求，除塵結(jié)構(gòu)、風(fēng)量也不同，對(duì)于**級(jí)和第二級(jí)的除塵管道，由于這部分氣體高溫、濕度大，在管道外而要有加熱保溫措施；(2)合理的回砂系統(tǒng)。全自動(dòng)水平造型線回砂系統(tǒng)貫穿砂處理整個(gè)系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)時(shí)要保證系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的流暢連貫，一般說(shuō)來(lái)輸送設(shè)備的能力要比設(shè)備的能力大20%，冷卻設(shè)備的能力也要大于混砂機(jī)能力，同時(shí)在回砂系統(tǒng)中要有配備相應(yīng)的磁選、加水、篩分等輔助裝置；(3)準(zhǔn)確的配料系統(tǒng)。新砂、舊砂、粉料及水的加入量一般由計(jì)算機(jī)控制，含水量不超過(guò)士。2%；(4)高效的混砂系統(tǒng)。隨著高效高密度造型線的應(yīng)用，對(duì)型砂的小時(shí)需求量也越來(lái)越大，國(guó)內(nèi)設(shè)備一般混砂效率不高，有的廠配備多臺(tái)混砂機(jī)來(lái)為造型線配砂，但是在工藝布置上復(fù)雜，車間不美觀，設(shè)備運(yùn)行維修成本大，所以要求混砂機(jī)具有更高的混砂效率；(5)實(shí)時(shí)的檢測(cè)系統(tǒng)。以前的型砂檢測(cè)由人工來(lái)完成，導(dǎo)致檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)，結(jié)果未出來(lái)的時(shí)候，型砂已經(jīng)用于造型，對(duì)型砂質(zhì)量難以調(diào)整，現(xiàn)代的砂處理系統(tǒng)都配備了在線檢測(cè)儀，對(duì)型砂的性能進(jìn)行跟蹤，并在全自動(dòng)水平造型機(jī)上對(duì)型砂性能進(jìn)行反饋，以調(diào)整工藝。
　　粘土砂高壓造型型砂性能的控制
　　1、水分和緊實(shí)率
　　水分和緊實(shí)率是粘土砂高壓造型的兩個(gè)重要參數(shù)。粘土砂高壓造型應(yīng)嚴(yán)格控制型砂的水分含量。含水量過(guò)低，型砂濕壓強(qiáng)度高，但韌性差，不容易起模易掉砂。含水量過(guò)多時(shí)，型砂韌性好，但流動(dòng)性差，型砂硬度和濕強(qiáng)度低，容易引起氣孔、脹砂或夾砂。粘土砂高壓造型一般控制水分含量在2.8%~3.5%。
　　緊實(shí)率的高低以及緊實(shí)率與水分的比例，能夠定性地反映出型砂性能的優(yōu)劣和組成型砂的各組分是否超標(biāo)。粘土砂高壓造型型砂緊實(shí)率一般在28%~35%，緊實(shí)率與水分的比值一般應(yīng)控制在8%~12%。在緊實(shí)率一定的條件下，若比值過(guò)低，則反映出型砂中吸水灰粉可能太多，要及時(shí)補(bǔ)加新砂和檢查除塵系統(tǒng)是否暢通，以免出現(xiàn)氣孔類缺陷。若比值偏高，可能是由于新砂加入量偏大，或大量潰散芯砂進(jìn)入型砂使型砂含泥量下降和型砂吸水量降低。
　　2、透氣性
　　粘土砂高壓造型壓實(shí)比壓高，砂型緊實(shí)度高，對(duì)型砂的透氣性要求較高，一般控制在100~140Pa較合適。砂子顆粒的大小是影響型砂透氣性的關(guān)鍵因素。在砂子顆粒大小一定的情況下，型砂含泥量越高，透氣性越低;型砂含水量越高，透氣性越低;砂型緊實(shí)度越高，透氣性越低。
　　3、濕壓強(qiáng)度
　　如果型砂的濕壓強(qiáng)度過(guò)低，則使得砂型強(qiáng)度和砂型硬度過(guò)低，易使鑄件產(chǎn)生沖砂、掉砂缺陷，還會(huì)發(fā)生鑄件外觀膨脹和內(nèi)部縮松，從而影響鑄件尺寸精度和致密性。但型砂濕壓強(qiáng)度也不能過(guò)高，因?yàn)檫^(guò)高的濕壓強(qiáng)度，要求型砂中較高的有效膨潤(rùn)土含量，這一方面降低型砂的流動(dòng)性，另一方面這樣的型砂難以在混砂機(jī)中混勻從而形成較多的砂豆，使鑄件易產(chǎn)生氣孔陷。一般粘土砂高壓造型，無(wú)箱造型濕壓強(qiáng)度可控制在0.18~0.22MPa，有箱造型可控制在0.14~0.2MPa。
　　4、型砂含泥量和有效膨潤(rùn)土含量
　　泥粉是指直徑小于20μm的細(xì)微顆粒。型砂中的泥粉包括有效膨潤(rùn)土和有效煤粉、粉塵材料、燒損的粘土和煤粉及砂粒破碎而成的細(xì)粉。含泥量過(guò)高會(huì)使型砂含水量增高，透氣性下降，鑄件容易產(chǎn)生針孔、氣孔類缺陷，在濕壓強(qiáng)度不變的情況下型砂的韌性和熱濕拉強(qiáng)度明顯降低，鑄件易產(chǎn)生砂孔類和夾砂類缺陷。含泥量過(guò)低，型砂適宜的水量太低，透氣性過(guò)高，這樣的型砂澆注的鑄件易表面粗糙，而且這樣的型砂水分敏感性強(qiáng)，水分易蒸發(fā)，型砂易變干，型砂性能難以穩(wěn)定。含泥量應(yīng)為10%~13%不應(yīng)大于14%和小于9%。型砂的有效膨潤(rùn)土是指全部仍然具有粘結(jié)能力的膨潤(rùn)土而言，有效膨潤(rùn)土含量的高低，一般取決于鑄件的種類和砂鐵比，通常控制在7%~10%。含泥量與有效膨潤(rùn)土含量的關(guān)系為:含泥量最小值為3.0%加有效膨潤(rùn)土含量，最大值為1.5倍的有效膨潤(rùn)土含量。
　　5、型砂的粒度分布
　　型砂的粒度直接影響透氣性和鑄件表面粗糙度，型砂粒度分布力求140目篩上的粒度應(yīng)在8%~12%之間，200目篩、270目篩和底盤上的細(xì)砂應(yīng)小于4%，底盤細(xì)砂小于1%。
　　現(xiàn)代全自動(dòng)垂直造型線砂處理系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)得到的良好發(fā)展，在質(zhì)量控制、環(huán)境友好、以人為本、經(jīng)濟(jì)效益等方面都具有重要的意義。據(jù)國(guó)內(nèi)某大型鑄造廠統(tǒng)計(jì)，與同類國(guó)產(chǎn)設(shè)備相比較，一套完善先進(jìn)的120t/h的砂處理系統(tǒng)一年可為鑄造車間節(jié)約運(yùn)行成本260萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。各企業(yè)還要加強(qiáng)生產(chǎn)中的質(zhì)量管理及綠色生產(chǎn)觀念，積極推動(dòng)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，讓國(guó)內(nèi)鑄造行業(yè)走上真正意義上的綠色環(huán)保之路。
　　泊頭市益弘鑄造機(jī)械有限公司(http://www.yhzaoxingxian.com)是國(guó)內(nèi)從事研發(fā)生產(chǎn)造型線、造型機(jī)、全自動(dòng)造型線、全自動(dòng)造型機(jī)、的專業(yè)廠家。公司擁有多年的鑄造生產(chǎn)、模型制造、機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
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