覆膜砂基础概论.ppt

覆膜砂基礎概論 覆膜砂ResingCoatedSand 張守疆2005 10 30 一 由來與變遷 覆膜砂造型法於1944年由德國的J Croning所發明 日本於1953年引進推廣 發明初期 是將粉末狀的酚醛樹脂和硬化劑混合進入硅砂所成 之後由美國的ACME公司開發研製出融化酚醛樹脂硬化劑的覆膜砂工藝 延用至今 覆膜砂製芯的工藝 是將混練完成的覆膜砂 用壓力吹送至加溫到250 280 的金屬模穴中 通過熱傳導作用 使酚醛樹脂軟化 熔融 而後凝固 硬化 此時砂型硬化結成殼狀 也是因此而別名殼模砂造型 二 覆膜砂的特點 優點與缺點 優點乾態 流動性 填充性好 適合生產形狀複雜的砂芯 強度好 衰退慢 可使用時間長 尺寸精確 可減少加工量 儲藏安定性佳 可製作中空型砂芯 材料取得來源豐富 便利 缺點 生產設備的造價高 所以想自己生產覆膜砂較困難 小批量生產成本很高 覆膜砂製芯 必須使用加溫的金屬模具 作業環境較惡劣 三 生產工藝 鑄造砂砂礦開採 磨洗機 清水沖洗 螺旋分級 入庫儲存 濕精砂 滾筒乾燥 110 130 篩析 分級入庫 乾燥砂 覆膜砂 鑄造砂 粒度調整 定量 批次加熱 130 150 添加劑 混練桶 固化劑 硬脂酸鈣 排砂 破碎 篩析 集塵 冷卻 包裝 鑄造砂 批次加熱 混練桶 硬化劑 添加劑 樹脂 50 60秒 集塵 50 60秒 入庫 排砂 脫膜劑 破碎 篩析 冷卻 製造方法 四 應用範圍 按型式區分 外模1 垂直分型壓力吹送式2 水平分型壓力吹送式砂芯1 中空形式2 實心形式疊模實心形式離心式殼型鑄管克難式混柴油 使用木型成形 點火 按吹砂方式區分 上吹壓式下吹壓式側吹壓式翻轉重力覆膜翻轉吹壓覆膜手工倒入 設備動作形式區分 全自動半自動手動 加熱方式區分 電加熱瓦斯加熱柴油加熱煤炭加熱 五 原材料 硅砂適當的顆粒大小良好的粒型與硬度合理均勻的粒度分佈適當的耐火度符合要求的熱膨脹量主要成份的要求雜質的去除與管制 含泥量 水份的管制酸鹼值的管制熱傳導的要求比重 樹脂 重量分子量融著點 流動性 mm 125 游離酚 聚速 膠化時間sec 150 外觀顏色及形狀固形份 比重黏度 CPS 水份 其他添加劑 硬化劑六甲基四氨次六甲基四氨又稱烏洛托品脫模劑硬脂酸鈣氧化鐵粉Fe2O3降低氣孔發生率Fe3O4減輕鑄件表面燒結偶聯劑硅烷增加介面附著煤粉造成燃燒環境石墨增加耐火度 六 覆膜砂的管制 粒度指覆膜砂成品的顆粒分佈狀況 大致管制為三篩或四篩的砂 集中率在85 以上 常用A F S 或G F N 表示 粒度的合理分佈 比A F S 指數的範圍更為重要而影響質量 A F S NO Wn Sn nWnG F N NO Wn Sn nWn A F S 計算方法 A F SG F N Wn Sn nWn Wn Sn nWnmeshSnmeshSn636512588161010112016141630202022403028325040354570504863100706589140100100126200140150178270200200253PAN300270357PAN620 粒度檢驗方法 平均採取欲檢驗之砂樣品秤量砂樣待驗樣品100 0 1公克 樣品為濕砂則必須先去除水分 取標準篩網按粗細順序排列 上粗下細 將砂樣從上而下倒入標準篩中 蓋上上蓋密封將整組篩網安置震篩機上搖篩3min精秤各層篩網所留滯砂的重量 Wn 按照公式計算可得A F S NO 篩目與粒徑篩目即每平方英吋 2 54cm 中所包含的孔數目粒徑每一顆砂粒的尺寸大小用數字加單位表示 篩目與粒徑的對應ASTM 粒型 台灣砂 東山砂 平潭砂 冷間抗折強度製作砂芯的強度主要參考指標 製試片金型250 5 下砂料 15秒刮除 90秒脫模試片尺寸10 10 60mm測試機氣壓3 5kg c 記錄讀值去除極值求平均值 T1 T2 T8 8 7 5 試片金型 下料分配 試樣置入 讀值 系數計算 h b L n 3L 2bh 2 3 5 2 1 1 15 2 7 5 W W n kg c 熱 冷 間抗拉強度製作外模或疊模的強度重要指標 金型為骨型 8 字試塊 溫度250 砂料置入 10秒刮除殘砂蓋上蓋加熱60秒自動拉開讀取數值 讀值 試樣置入 製樣機 融著點試驗 溫度範圍80 120 間隔2 由左向右分佈砂料60秒後開吹氣閥 1kg c 吹氣口由右向左往返三次判讀附著位置溫度值 調壓閥 加溫銅板 吹氣口 發氣量試驗 恒溫控制850 1 樣品精秤淨重1g 10件密閉確定記錄讀值捨去頭三樣品讀值捨去極植加總五件平均值得之 試料入口 記錄紙 試料入口 通氣度 透氣值 試驗 製樣250 50mm 50mm置乾燥箱置入設備試樣桶中測試啟動通氣並重複測試三次 記錄數值三次記錄誤差10 以內 取平均值得之 反之則重測 試樣筒 讀值 耐剝落試驗 落砂試驗PeelBack 金型溫度2505秤試樣砂1kg試樣倒入斗中下料口對準金型中心下料60秒後翻轉金型記錄時間與重量 厚度mm 始落砂時間 落砂量g 加料斗 落砂量 金型 流動性試驗 試驗機水平調整秤砂料1kg倒入試驗容器抽活動側門取讀值 mm 換算角度 砂 加料斗 尺標 灼熱減量試驗 IgLoss 型砂中雜質含量的指標 將恒溫控制高溫爐昇溫至1000 坩堝置於150 烤30min後置乾燥器冷卻30min精秤坩堝重量 記錄A將砂樣品置於100 紅外線乾燥機下去除水分樣品置密封乾燥皿中徐冷至常溫精秤樣品10公克 置坩堝中秤重記錄B 小數點下四位數 將坩堝樣品置入高溫爐中120分鐘取出後置乾燥箱180 30min 乾燥器30min精秤樣品重量併記錄C 小數點下四位數 計算即得 B C A B 100 熱膨脹試驗 差異性試驗 標準樣品為AL2O3製砂樣品標準樣置左側試樣置右側啟動測