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熱交換器鋁鑄件熱芯盒覆膜砂制芯工藝的應用

發布者:東固模具
10-26
2019

熱芯盒覆膜砂制芯是指射芯機以0.3一0.4MPa的壓縮空氣將覆膜砂射入加熱至溫度(180一280)的芯盒內,經固化后即可從熱芯盒中取出具有足夠強度的砂芯。熱芯盒覆膜砂工藝具有如下的特點:覆膜砂固化后強度很高,其常溫抗拉強度大于2.8MPa,還具有良好的透氣性;覆膜砂在固化前是干態的松散砂,流動性好,有利于射制形狀復雜的砂芯;覆膜砂在室溫下能保存幾個月,固化后砂芯吸濕性很小,可長期存放;在高溫鐵水的作用下,樹脂燒損,砂芯潰散性特別好,其潰散性優于殼芯法生產的砂芯。

與其他制芯方法相比,熱芯盒覆膜砂制芯有以下優點:砂芯硬化快,;樹脂成本低,在我國市場上其價格為殼芯樹脂的58%~62%;熱芯盒覆膜砂中樹脂的加入量少,故熱芯盒覆膜砂的成本低;設備投資成本低;熱芯盒覆膜砂制芯工藝更適應于中、小規模的鑄造車間。

1熱交換器砂芯的特點及熱芯盒覆膜砂工藝的確定

浙江某廠生產的重型汽車發動機用熱交換器是出口西歐的汽車用鋁鑄件,該鑄件形狀復雜,要求各砂芯的尺寸、表面光潔,具有良好的透氣性。其中鑄件的中間平板隔層砂芯澆注時排氣較為困難,砂芯內部靠開氣孔將產生的氣體從芯頭處排出;而鑄件上部的環狀隔層砂芯被隔成了寬46.7mm、厚13mm的幾部分,單側相連處僅44mm寬,強度和剛性均較差。另外鑄件的底部是一個蜂窩狀砂芯,其上開有851個直徑7mm、高26mm、起模斜度為1。的散熱柱孔,每兩個散熱柱孔的中心距僅llmm,而且鑄件上有一半散熱柱被底板蓋蓋住。這三個砂芯的清理都較為困難。由此要求各相關砂芯具有、低發氣、易清砂的性能,此外起芯時射芯機還要做到頂芯力大,頂芯平穩無沖擊現象,否則會造成砂芯頂不出或砂芯折斷在芯盒中的嚴重后果。根據砂芯的要求及該廠已使用熱芯盒覆膜砂工藝且對此工藝較為熟悉的實際情況,在該廠要求我廠為其熱交換器鋁鑄件制定制芯工藝及配套設備時,我們選用了熱芯盒覆膜砂制芯工藝。

2覆膜砂的選擇

因為鋁鑄件的澆注溫度為690一750℃,遠低于鑄鐵的澆注溫度,特別是鑄件的平板隔層芯、環狀隔層芯和底部蜂窩芯形狀復雜,壁薄,難以清理,而且水平隔層芯澆注時排氣不暢,因此普通覆膜砂砂芯難以滿足要求。為了砂芯有足夠的強度和優良的潰散性,滿足工藝要求,根據上述三種砂芯的特點,選用了明珠ZF5-301DX易潰散型覆膜砂。其粒度為75/150目,常溫抗拉強度3.0MPa,熱抗拉強度1.0MPa,常溫抗彎強度4.8MPa,發氣量為10m1/g。其余各砂芯采用明珠ZFS-101普通型覆膜砂制作。實踐表明,選用的覆膜砂完滿足生產使用要求。

3制芯工藝的確定、

31芯盒溫度

芯盒溫度高,固化時間可以縮短,有利于提高生產率,但溫度過高則砂芯表面易燒焦,而內部或局部厚大的部位卻沒硬透,砂芯強度低,發氣量大。因此根據選用覆膜砂的熔點和砂芯的實際情況固化溫度一般控制在200一290℃左右。

32射砂壓力及射砂時間

合理的射砂壓力和射砂時間是砂芯質量的重要因素,射砂壓力過大或射砂時間過長,砂芯會產生局部收縮、虛空和裂紋等缺陷,射砂壓力偏低或時間不足,則砂芯緊實度不夠,強度不均勻,得不到一個清晰、完整、光滑的砂芯。因此射砂壓力一般控制在0.2~0.5MPa,射砂時間控制在2~5s。

33固化時間

固化時間的長短與芯盒溫度的高低有關,固化時間不足則砂芯烘不透,太長則砂芯燒焦而失去強度。因此固化時間一般控制在砂芯表面呈黃褐色而內部呈淡黃色即可。

4鑄件的清砂

普通覆膜砂砂芯用于鋁鑄件時,由于澆注溫度為690~750℃蓄熱少,凝固時放出的熱量不足以使樹脂產生分 解;砂芯有的較厚部位非但強度不下降,有時反而會上升,造成潰散性差、清砂困難。因此鋁鑄件用覆膜砂提高其潰散性的途徑有:(1)采用的樹脂,樹脂加入量為2%左右,以較低的允許熱抗拉強度,防止頂芯時被頂桿頂穿;(2)在覆膜砂中加入焙粉類添加物,這種添加物對覆膜砂的強度下降有限,但在鋁合金澆注溫度下,添加物氣化或分 解可使砂粒間的粘結橋和樹脂分 解物形成的碳質骨架被破壞,能明顯鑄件的落砂性能。


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