型砂性能试验附(4学时).doc

实验2 型砂性能试验 （4学时）一、实验内容1膨润土或普通粘土加入量对型砂性能的影响。2型砂湿度对型砂性能的影响。3型砂湿度、透气性、强度的测定。二、目的要求1比较熟悉地掌握型砂湿度、透气性、湿压强度的测定方法。2通过实验牢固地掌握膨润土加入量、型砂湿度对粘土型砂性能的影响规律。3通过实验，学会正确地选择型砂配方的方法。三、型砂湿度的测定（烘干法）湿度即水分含量，其测定方法有标准法和快速法两种。1标准法用精度为0.01克的天平称取试样500.01克，均匀地铺在小盘上，连小盘一起放在105110的恒温箱中烘干，直至重量不再减少为止（烘干30分钟以后，每隔15分钟称量一次，两次称量的差数不超过0.02克就算恒重），根据最后一次称重，即可算出含水量。含水量（%）式中：Q0烘干前试样重量（克）Q1烘干后试样重量（克）2快速法铸工车间通常用图8示红外线烘干器测定型砂湿度。其过程如下：用天平称取试料500.1克或200.1克，均匀无损地铺在承砂盘上，并将承砂盘插入红外线烘干器中，开启电源，型砂在红外线灯光照射下被烘干，直至恒重，大约需要48分钟，冷却后重新称重，便可按下式计算含水量。含水量（%）图8 红外线烘干器四、圆柱形标准试样的准备标准砂样是在图9示的摏砂样器上制成，其过程如下：称取型砂160170克（一般根据经验取样）左右，倒入圆柱形试样筒中（注意试样筒中不要装倒）。图9 摏砂样器右手操纵手柄5使冲头举起，左手将砂样筒连同底座放于冲头下，然后放下手柄5，使冲头插入砂样筒内。转动凸轮手柄3三次，使重锤冲击试样三次。此时，应检查冲击导杆顶端是否在公差刻线之内，如在刻线之内，试样便制成，否则试样应报废、重做。右手操纵手柄5使冲头举起，左手将试样筒取出，试样筒连同试样一起拿到透气性测定仪上去测定型砂透气性。五、型砂透气性测定透气性测定是在图10所示透气性测定仪上进行，其测定方法可分为标准法和快速法二种。图10 透气性测定仪1标准法测定型砂透气性将制好的圆柱形标准砂样连同试样筒一起安放在透气性测定仪的试样座上，把三通阀手柄旋至“吸放气”位置，慢慢提起钟罩到2000 CC刻度处，使钟罩内吸气达2000厘米3，立即把三通阀手柄旋至“关闭”位置，放下钟罩，钟罩内产生5克/厘米2的压力，加一重环后压力为10克/厘米2，再将三通阀手柄旋至“工作”位置，同时开动秒表计时，并读出压力表上的压力P（厘米水柱），待2000厘米3气体全部通过试样时，立即停止秒表，并读出时间t（分），即可按下式计算出透气率K值： 2快速法测定型砂透气性（1）快速法工作原理：根据透气率K值的定义可改写成 由此可见，为单位时间内空气的流量。为了求出值，在透气性测定仪的试样座上，装一通气塞，通气塞上有0.50.03或1.50.03毫米的小孔（通气孔），使钟罩内空气流向试样前先流过通气孔。此时，流过通气孔的气体流速（即单位时间的气体流量）可按下式求出：（此方程可用气体运动定律和伯努利方程求出）式中：f通气孔截面积；PK通气孔封闭时钟罩内空气压力。5克/厘米2或10克/厘米2，即钟罩所能产生的压力。P气体流过通气孔后进入试样前的压力，即仪器指示压力。C流量系数。因此,得 又由实验测得，当通气孔与大气直接相通时（即P=0），2000厘米3空气在10克/厘米2压差下流过0.5毫米通气孔、所需时间为4.5分，流过1.5毫米通气孔所需时间为0.5分，由此又得： 或 分别代入计算透气率的公式中，便得透气率计算公式如下：因此，快速法只要测出试样前空气压力P，即可求出试样的透气率，如将压力表上的压力刻度换算成透气率刻度，便可直接读出透气率。（2）测定前仪器的检查工作检查压力计玻璃管的水柱面是否在“0”点位置，如不在，就应调整压力计内的水量或移动标尺。仪器的全部系统不应有漏气现象，即用封闭试样筒检查时，钟罩不应下降。如有漏气现象，应找出原因，加以解决。用封闭试样筒检查时，压力计水柱高度应为10厘米，不合要求时应调整配重。检查通气塞孔径是否符合要求。检查方法是：1.5厘米大孔径通气塞在10厘米水柱压力下，通过2000厘米3空气所需时间为0.50.5秒，而0.5毫米小孔径通气塞则为4.51.5秒，否则，应清洗或修补通气塞孔径。（3）快速法测定步骤将气阀手柄旋至“吸放气”位置，慢慢提起钟罩至刻线处，再将气阀手柄旋至“关闭”位置，放下钟罩。将制的标准试样，连同试样筒倒扣在试样座上。将气阀手柄旋至“工作”位置，读出压力水柱高度，并按通气塞孔径大小在换算表中查出通气率（表3）。每种试样的透气率应做三个试样，取其平均值。如其中一个试样的试验结果超出其算术平均值10%以上，试验应重做。注意：当试样的透气性小于50时，应用0.5毫米的通气孔。六、型砂强度测定1、工作原理型砂强度测定通常是在型砂万能强度仪上（图11）进行。其工作原理是：利用丝杆，移动重锤，便可对试样逐渐施力，至试样破坏时，便可按杠杆力学原理和试样的截面积，求出试样单位截面积所受的力，即得型砂强度。图11 型砂万能强度仪2、测定步骤将强度试验仪安放平稳，搬上限位手柄，装上试验所需的试样夹具。将重锤摇至“0”位，调整平衡重锤，使杠杆左右平衡。试验强度较高试样时，还应该装上附加重锤。型砂的试验压力和透气性对照表 表3将试样平正地装入夹具内，调整夹具螺丝，使试样夹紧，并使杠杆尾部略为上抬。搬下限位手柄，徐徐移动手柄（45转/分）使重锤向右移动