CN113351825A - 一种防止薄壁灰铁缸体表面粘砂缺陷的控制方法 - Google Patents

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王艳辉
边庆月
刘景峰
唐文君
宋海宾
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Abstract

本发明属于型砂铸造技术领域，涉及一种防止薄壁灰铁缸体表面粘砂缺陷的控制方法，包括：型砂系统调整：砂温：15‑45℃、旧砂:80.0％‑85.0％、新砂：5‑10％、粒度AFS：57‑62％、含泥量：8‑12％、紧实率：38‑45％、MSC添加剂：3‑5％其主要成份为煤粉和淀粉的混合物、有效膨润土：6‑8％；外部增强：调整铸型硬度，中心部位硬度值≥50，侧面部位硬度值≥40，距离铸型边缘处硬度值≥25，以上均为C型硬度计测量值；对应重点烧结粘砂部位砂型表面喷涂锆粉涂料或石墨涂料；本发明公开一套解决薄壁缸体表面粘砂缺陷的措施，并明确型砂控制参数，打破常规控制铸件表面质量的模糊性和不确定性，能够清晰明确地解决铸件表面粘砂难题，提高铸件清理效率，满足用户需求。

Description

一种防止薄壁灰铁缸体表面粘砂缺陷的控制方法
技术领域
本发明属于型砂铸造技术领域，尤其涉及一种防止薄壁灰铁缸体表面粘砂缺陷的控制方法。
背景技术
随着汽车制造业向高端方向发展，对发动机缸体等铸件表面质量的要求越来越高。目前国内、外铸造企业采用湿型砂铸造薄壁发动机缸体，随着浇注温度提高，铸件的表面粘砂烧结问题普遍存在，很难满足用户需求，广大技术人员一直在研究和攻关，但大多数都处于定性方面控制，没有把铸件的工艺特点和设备状况紧密结合起来，形成一套明确的型砂工艺参数和有效措施；
铸件粘砂问题，自从有冶金铸造技术以来，这种缺陷就存在于砂型铸造之中，轻则铸件表面粗糙，重则使金属与型砂形成混合物，牢固地粘附铸件表面，大大增加清理工时，甚至报废，造成很大的经济损失，广大铸造工作者做出了大量的研究和探索，目前为止基本上都是控制型砂水分、含泥量及紧实率等参数，但效果均不理想，没有形成一套行之有效的解决方案。
对比专利CN201510186005.2“防止砂型铸造铸件粘砂的方法及砂型预制件”：该发明涉及防止模具砂型铸造铸件粘砂的方法及砂型预制件，砂型预制件，包括预制块和连接爪，连接爪包含在预制块内并与预制块紧密连接，连接爪两端均设有Y型支脚。对砂型造型提前预制相应部位砂型预制件，造型时将砂型预制件放置于相应位置，填入型砂压实，预制件上连接爪与型砂混合，实现预制件与型砂一体化，实现减少铸件粘砂、包砂，提高局部退让性，提高局部溃散性，控制局部温度，提高铸件质量；相比该发明，本发明采用型砂系统调整和外部增强两方面控制铸件表面粘砂缺陷，不需要单独在制作装备，适用性广，操作灵活，能够多角度考虑如何控制粘砂缺陷，可以根据铸件粘砂程度，单独进行系统调整，或者只用外部加强方案，还可以二者联合使用，对待更为严重的铸件表面粘砂缺陷。
对比专利CN201511016296.7“一种防止铸件粘砂的木节粘土型砂及其制备方法”：一种防止铸件粘砂的木节粘土型砂及其制备方法，由以下重量份原料制成：硅砂24-38、高钛渣16-29、红柱石14-22、玄武岩20-30、蓝晶石18-32、陶瓷抛光渣10-15、石棉尾矿9-16、木节粘土45-55、盐石膏22-34、废砂浆12-18、骨粉10-15、磷酸二氢铝5-10、改性剂300-400。该发明采用木节粘土与硅砂、陶瓷抛光渣、盐石膏、废砂浆等原料按照一定配比制得的型砂在室温下呈现明显脆性，防止铸件表面粘砂，以获得表面质量高的铸件；相比本发明，该发明型砂配方用料多，难以控制，给型砂性能增加了许多不确定性，而且也加大了型砂辅材消耗成本。本发明只是采用型砂系统调整和外部增强两方面控制铸件表面粘砂缺陷，不需要增加任何辅料，适用性广，操作灵活。
对比专利CN201710278821.5“一种可以防止气缸座铸件粘砂的型砂”：其特征在于：本发明公开了一种可以防止气缸座铸件粘砂的型砂，各组分的质量分数为：旧砂96-98％，硅砂0.5-1.5％，膨润土0.7-0.9％，煤粉0.3-0.4％，水0.3-1.4％，其中各组分的质量分数之和为100％；上述组分经混制后得到型砂，所述型砂的含泥量为11-12％，含水量为3.2-3.6％，膨润土含量为7.5-8.0％，平均粒度为62-68目，灼烧减量为3.5-4.5％，所述型砂紧实率为32-36％，湿压强度为160-180KPa，透气性为100-140；相比本发明，该发明控制项目多，难以控制，给型砂性能增加了许多不确定性，而且只考虑型砂控制参数，较为片面，难以解决更为严重的铸件表面粘砂缺陷。本发明采用型砂系统调整和外部增强两方面控制铸件表面粘砂缺陷，能够多角度采取措施，提升铸件表面质量，更为安全可靠。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防止薄壁灰铁缸体表面粘砂缺陷的控制方法。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种防止薄壁灰铁缸体表面粘砂缺陷的控制方法，包括：
型砂系统调整：
砂温：15-45℃、旧砂:80.0％-85.0％、新砂：5-10％、粒度AFS：57-62％、含泥量：8-12％、紧实率：38-45％、MSC添加剂：3-5％、有效膨润土：6-8％。
进一步地，一种防止薄壁灰铁缸体表面粘砂缺陷的控制方法，还包括：
外部增强：
调整铸型硬度，中心部位硬度值≥50，侧面部位硬度值≥40，距离铸型边缘处硬度值≥25，以上均为C型硬度计测量值。
优选地，型砂系统调整：
砂温：15℃、旧砂:83.0％、新砂：7％、粒度AFS：60％、含泥量：8％、紧实率：38％、MSC添加剂：5％、有效膨润土：6％。
优选地，外部增强：
调整铸型硬度，中心部位硬度值50，侧面部位硬度值40，距离铸型边缘处硬度值25，以上均为C型硬度计测量值。
优选地，砂温：30℃、旧砂:85.0％、新砂：5％、粒度AFS：60％、含泥量： 10％、紧实率：41％、MSC添加剂：4％、有效膨润土：7％。
优选地，外部增强：
调整铸型硬度，中心部位硬度值55，侧面部位硬度值45，距离铸型边缘处硬度值30，以上均为C型硬度计测量值。
优选地，砂温：45℃、旧砂:80.0％、新砂：10％、粒度AFS：58％、含泥量： 12％、紧实率：45％、MSC添加剂：3％、有效膨润土：8％。
优选地，外部增强：
调整铸型硬度，中心部位硬度值60，侧面部位硬度值50，距离铸型边缘处硬度值35，以上均为C型硬度计测量值。
进一步地，防止薄壁灰铁缸体表面粘砂缺陷的控制方法，还包括对砂型表面喷涂锆粉涂料或石墨涂料。
本发明的有益效果：
本发明公开一套解决薄壁缸体表面粘砂缺陷的措施，并明确型砂控制参数，打破常规控制铸件表面质量的模糊性和不确定性，能够清晰明确地解决铸件表面粘砂难题，提高铸件清理效率，满足用户需求。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
提升砂型铸造表面质量有型砂系统调整和外部增强两方面措施，具体如下：
一、型砂系统调整：
项目 旧砂 新砂 粒度(AFS) 温度 含泥量 紧实率 有效膨润土 MSC添加剂
参数 80-85％ 5-10％ 57-62％ 15-45℃ 8-12％ 38-45％ 6-8％ 3-5％
二、外部增强：
①调整铸型硬度，中心部位硬度值≥50，侧面部位硬度值≥40，距离铸型边缘处硬度值≥25，以上均为C型硬度计测量值。
(砂型硬度计分为A、B、C三种类型)
②对应重点烧结粘砂部位砂型表面喷涂锆粉涂料或石墨涂料。
砂温：15-45℃、旧砂:80.0％-85.0％、新砂：5-10％、AFS：57-62％、含泥量： 8-12％、紧实率：38-45％、MSC添加剂：3-5％、有效膨润土：6-8％。
MSC添加剂：其主要成份为煤粉和淀粉的混合物。
可以使用面砂和背砂来替代单一砂造型，但需要改造设备，投入大量资金和辅材成本。
对型砂参数与砂型硬度值的控制均是为了提高砂型对高温铁水的抵抗能力，避免铁水渗入砂型空隙形成铸件表面粘砂缺陷。
实施例一
提升砂型铸造表面质量有型砂系统调整和外部增强两方面措施：
型砂系统调整：
砂温：15℃、旧砂:83.0％、新砂：7％、粒度AFS：62％、含泥量：8％、紧实率：38％、MSC添加剂：5％、有效膨润土：6％。
外部增强：
①调整铸型硬度，中心部位硬度值50，侧面部位硬度值40，距离铸型边缘处硬度值25，以上均为C型硬度计测量值。
②对应重点烧结粘砂部位砂型表面喷涂锆粉涂料或石墨涂料。
实施例二
提升砂型铸造表面质量有型砂系统调整和外部增强两方面措施：
型砂系统调整：
砂温：30℃、旧砂:85.0％、新砂：5％、粒度AFS：60％、含泥量：10％、紧实率：41％、MSC添加剂：4％、有效膨润土：7％。
外部增强：
①调整铸型硬度，中心部位硬度值55，侧面部位硬度值45，距离铸型边缘处硬度值30，以上均为C型硬度计测量值。
②对应重点烧结粘砂部位砂型表面喷涂锆粉涂料或石墨涂料。
实施例三
提升砂型铸造表面质量有型砂系统调整和外部增强两方面措施：
型砂系统调整：
砂温：45℃、旧砂:80.0％、新砂：10％、粒度AFS：58％、含泥量：12％、紧实率：45％、MSC添加剂：3％、有效膨润土：8％。
外部增强：
①调整铸型硬度，中心部位硬度值60，侧面部位硬度值50，距离铸型边缘处硬度值35，以上均为C型硬度计测量值。
②对应重点烧结粘砂部位砂型表面喷涂锆粉涂料或石墨涂料。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (9)

1.一种防止薄壁灰铁缸体表面粘砂缺陷的控制方法，其特征在于，包括：
型砂系统调整：
砂温：15-45℃、旧砂:80.0％-85.0％、新砂：5-10％、粒度AFS：57-62％、含泥量：8-12％、紧实率：38-45％、MSC添加剂：3-5％、有效膨润土：6-8％。
2.根据权利要求1所述的防止薄壁灰铁缸体表面粘砂缺陷的控制方法，其特征在于，还包括：
外部增强：
调整铸型硬度，中心部位硬度值≥50，侧面部位硬度值≥40，距离铸型边缘处硬度值≥25，以上均为C型硬度计测量值。
3.根据权利要求1所述的防止薄壁灰铁缸体表面粘砂缺陷的控制方法，其特征在于：
型砂系统调整：
砂温：15℃、旧砂:83.0％、新砂：7％、粒度AFS：60％、含泥量：8％、紧实率：38％、MSC添加剂：5％、有效膨润土：6％。
4.根据权利要求3所述的防止薄壁灰铁缸体表面粘砂缺陷的控制方法，其特征在于：
外部增强：
调整铸型硬度，中心部位硬度值50，侧面部位硬度值40，距离铸型边缘处硬度值25，以上均为C型硬度计测量值。
5.根据权利要求1所述的防止薄壁灰铁缸体表面粘砂缺陷的控制方法，其特征在于：
砂温：30℃、旧砂:85.0％、新砂：5％、粒度AFS：60％、含泥量：10％、紧实率：41％、MSC添加剂：4％、有效膨润土：7％。
6.根据权利要求5所述的防止薄壁灰铁缸体表面粘砂缺陷的控制方法，其特征在于：
外部增强：
调整铸型硬度，中心部位硬度值55，侧面部位硬度值45，距离铸型边缘处硬度值30，以上均为C型硬度计测量值。
7.根据权利要求1所述的防止薄壁灰铁缸体表面粘砂缺陷的控制方法，其特征在于：
砂温：45℃、旧砂:80.0％、新砂：10％、粒度AFS：58％、含泥量：12％、紧实率：45％、MSC添加剂：3％、有效膨润土：8％。
8.根据权利要求7所述的防止薄壁灰铁缸体表面粘砂缺陷的控制方法，其特征在于：
外部增强：
调整铸型硬度，中心部位硬度值60，侧面部位硬度值50，距离铸型边缘处硬度值35，以上均为C型硬度计测量值。
9.根据权利要求1至8任一所述的防止薄壁灰铁缸体表面粘砂缺陷的控制方法，其特征在于：
还包括对砂型表面喷涂锆粉涂料或石墨涂料。
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