铸造用砂课件

铸造用砂一般情况下，侵入气孔发生在芯子部位还是外型部位?下图所示型芯，哪个产生侵入气孔的可能性大?铸造用砂——原砂一、铸造用砂的基本要求1、热物理性能蓄热系数、热膨胀性、热导率、密度等2、铸造用砂的耐火度及最低共熔点耐火度和熔点这两个概念都与耐火材料由固态转变为液态有关，它们表征了耐火材料抵抗高温的能力，但两者的概念和意义并不相同。对铸造用砂来说，要求材料本身具有高的耐火度固然是重要的，但更有意义的是型壳中液相开始出现的温度，即最低共熔点。耐火度的测试：试锥：正三棱角锥高温标准锥：26个，1230-1830oC塞格（Seger）锥3、铸造用砂的热稳定性与热化学稳定性热稳定性亦称抗热冲击性，是指耐火材料抵抗温度急剧变化而不开裂的性能。铸造用砂在高温液态金属的热作用下，应具有良好的热化学稳定性，不与液态金属及其氧化物发生反应，不与粘结剂的氧化物形成低熔然的共熔物，否则，将使铸件产生粘砂、麻点等缺陷。4、铸造用砂的含泥量在铸造上将颗粒直径小于等于20μm的称为泥分，大于20μm的称为砂。在砂和土的混合物中，泥量的质量分数大于50%的称为泥，否则为砂。原砂的含泥量对型砂的强度、透气性和耐火度等性能都有很大的影响。原砂中所含的泥分往往有相当一部分不是粘土矿物组成，其粘结性能比普通粘土差。含泥量测定：铸造用砂的含泥量一般用冲洗法测定。它是根据不同大小的颗粒在液体中的下沉速度是不同的原理进行的。5、铸造用砂的颗粒组成

铸造用砂的颗粒组成包括颗粒的尺寸大小和不同颗粒大小之间的分布情况。原砂的颗粒组成对型砂的强度、透气性以及铸型的尺寸精度与表面质量都有很大的影响，是判断铸造用砂质量的重要性能指标之一。(一)铸造用砂颗粒组成的测定铸造用砂的颗粒组成采用筛分法测定(二)铸造用砂颗粒组成的表示方法(1)列表法：(2)图解法：(3)平均细度法：平均细度是假设砂样的总表面积保持不变的条件下，将砂样换算成同样重量均一直径的颗粒所能通过的筛号表示，砂粒愈细则平均细度值愈大。6、铸造用砂的颗粒形状(1)粒形：砂粒可分为单粒砂和复合砂粒两种。铸造用砂主要为单粒砂。(2)粒貌：粒貌是指砂粒的表面状况。用显微镜或电子显微镜观察砂粒表面，可见其常覆有一层泥、粘土、含水氧化铁和氧化铝等的薄膜，很少有完全干净和光洁的砂粒表面。也就是说，砂粒表面常被大小为0.1——0.4μm的微粒或微粒的连生体所覆盖，在它们之间有许多微小的裂纹。(3)砂粒的比表面积及角形系数：每克砂粒的总表面积称为原砂的比表面积。它与原砂的颗粒组成、粒形及粒貌有关。颗粒小的原砂其比表面积大；颗粒组成相同时，圆形的、表面光洁的原砂比表面积小。角形系数(又称粒形系数)是原砂的实际比表面积与理论比表面积的比值，是反映原砂颗粒形貌的一项指标。角形系数E为：二、铸造用砂的分类、表示方法我国GB9442—88根据铸造用砂的矿物组成、含泥量、颗粒组成和颗粒形状(角形系数)等指标，对石英砂进行了分类，并规定了表示方法。三、石英砂1、石英砂的矿物组成及化学成分1)石英：纯的石英为白色透明体，俗称水晶，含有杂质时将染成各种颜色。石英的基本结构单位是硅氧四面体，四个氧原子位于四面体的顶端，硅原子位于四面体的中心。2)长石：长石为铝硅酸盐，常见的有钾长石、钠长石和钙长石三种。它们的晶体也用于骨架状结构，只是硅氧四面体中有一部分Si被Al所替换。熔点低、硬度低、复用性差。3)云母：云母是一种含水铝硅酸盐，常见的有白云母和黑云母两种。石英砂的化学成分化学分析只能确定各种化合物的总含量，而不能确定其存在的形式，因为SiO2的含量不等于石英的含量，长石及云母中也含有SiO2。分析石英砂的矿物组成需要有特殊设备和较复杂的技术，故一般不进行。2、石英的同质异构转变3、石英砂的应用石英砂是砂型铸造中最主要的造型材料之一，用量大用途广。选用时应根据合金牌号、铸件的壁厚、铸型的种类和造型方法的不同，选择合适的原砂。对于轻合金铸件一般采用粒度组成为15或10的原砂，铸钢件一般采用二氧化硅含量为96—98％的石英砂，铸铁件及小型铸钢件一般采用二氧化硅含量为90一93％的石英砂。石英玻璃是一种很好的制壳材料，它具有高纯度相非晶型的特性，使它具有许多优良的性能：膨胀系数小、黏度高、力学性能高。四、非石英质铸造用砂在铸造生产中，石英砂是应用最广、用量最大的铸造用砂。它的粒度等级广泛，能与各种铸造粘结剂结合，资源丰富，价格低廉，在一般的情况下基本上满足铸造用砂的要求。石英砂存在的主要问题是：热膨胀系数较大，尤其在573℃相变时所引起的突然膨胀，将使铸件产生夹砂、尺寸不符等缺陷；石英砂的蓄热系数较小，铸型的冷却能力较弱；石英砂容易与铁的氧化物发生化学反应，使铸件产生粘砂缺陷；石英砂在加工使用过程中，si02粉尘飞扬，工人容易用硅肺病。因此，在采用砂型铸造生产大型钢铸件和合金钢铸件以及采用熔模铸造生产尺寸精度要求较高的黑色合金铸件时，经常采用非石英质铸造用砂。1．电熔刚玉电熔刚玉是一种纯氧化铝耐火材料，一般是由人工制成的。人造刚玉是用工业氧化铝或二水铝土矿作原料，经破碎并洗涤后，在电弧炉中经2000一24000C冶炼，去除其中的SiO2和Fe203等杂质，所得的α-Al2O3，即为电熔刚玉。它具有许多优点：纯的α-Al2O3的熔点达2050℃，耐火度高，在加热过程中热膨胀系数小且均匀，由室温加热至2000℃，其总膨胀量约为2％；化学性能稳定，在高温下常呈弱碱性，有时也呈中性，对酸及碱的抵抗能力强，在氧化剂、还原剂和各种金属液的作用下不会与它们发生反应。因此，可用来制造高合金钢和镁合金铸件的型壳及型芯。但由于其价格较贵，来源较少，故末广泛应用。2、铝硅酸盐耐火材料3、锆砂锆砂的耐火度高，密度较大，蓄热系数大，激冷效果好，抗金属渗透能力强