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鑄造用煤粉粒度有講究 可參考英美
發布時間:
2015-10-15 00:00
來源:
《金屬加工(熱加工)》
在鑄鐵用粘土濕型砂中加入煤粉,有防止鑄件表面粘砂,抑制膨脹缺陷,以及減少氣孔等多方面的作用,不僅可以提高鑄件的表面質量,而且可以提高鑄件尺寸的一致性,改善鑄件輪廓的清晰度。長時期以來,煤粉一直是鑄鐵用粘土濕型砂中不可或缺的添加劑。
鑄造行業中使用煤粉首先是在英國,迄今已有近400年的歷史。我國鑄造行業的形成和煤粉的規模應用則為期不久,基本上可認為始于20世紀50年代初。
近30年來,隨著環保意識的增強,加以不少人對煤粉缺乏正確的認識,把鑄鐵廠的臟黑、灰塵多、煙氣大等問題都歸咎于煤粉,有人甚至把煤粉說成是鑄鐵行業‘甩不掉的冤家’,尋求煤粉代用品的研究工作受到了廣泛的關注,新材料也層出不窮。但是,縱觀當前的世界鑄造行業,煤粉經受了時間的考驗,依然被廣泛采用,而且迄今為止仍是性價比最高的型砂添加劑。同時,對煤粉的認識也在不斷深化,對煤粉質量的要求也漸趨合理。
目前,我國是世界鑄件產量第一大國,每年鑄造用煤粉的耗用量大約在25萬t以上。由于我國鑄造行業應用煤粉的經歷較短,以往在這方面的研究工作較少,相關的標準也不盡完善。無論從提高鑄件質量、合理利用資源或改善環境哪方面考慮,加強對鑄造煤粉的研究都勢在必行。
這里,只想根據外國的研究工作和生產經驗,對鑄造煤粉的粒度控制提出一些意見,供煤粉生產企業參考,也希望有條件的鑄造企業能與煤粉生產企業合作進行試驗研究工作。對煤粉質量的其他要求,將另文述說。
我國,1988年才由機械系統制定關于鑄造用煤粉的專業標準ZB J31 002-1988《濕型鑄造用煤粉》,其中對煤粉粒度的規定是:“應有95%以上通過0.106mm的篩孔(即140目篩)。1999年對標準作了修訂和整理,標準號改為JB/T 9222-1999,技術內容未變。從標準的要求看來,很容易理解為:‘鑄造用煤粉越細越好’。因此,我國鑄造行業所用的煤粉大體上都相當于國外的超細煤粉,而型砂中不加分析地采用超細煤粉帶來的問題很多,實在很不相宜。在我國鑄造生產規模已經很大的今天,應盡快對此有更為全面的認識。
1.煤粉粒度的影響
煤粉顆粒應根據鑄件的尺寸和重量選用,同時也要考慮造型設備的具體情況。一般說來,粘土濕型砂中所用的煤粉,粒度應略細于原砂的粒度,但又不宜過細。如生產小型鑄件而對表面質量的要求又較高,可采用細砂和細煤粉或超細煤粉,但這并不是常規的情況。隨著鑄件尺寸的增大,就以采用較粗的煤粉為宜。
煤粉太細,可能帶來很多問題,如:
(1)揮發分易于釋放,而影響使用效果。
(2)易于氧化。
(3)加料過程中容易被排塵系統吸走,影響型砂質量的穩定性。
(4)每次澆注后,因受熱界面大而燒蝕的量較大,導致煤粉的用量大,且使型砂中的含泥量增多。
(5)儲存過程中易于自燃。
近30年來,高壓造型設備的應用日益廣泛。對于高壓造型設備,無論水平分型或垂直分型,型砂中都應采用粗粒的煤粉。這樣,一方面可以適當提高鑄型的透氣能力,減少鑄件產生氣孔缺陷的幾率;另一方面,采用粗煤粉,澆注時揮發分的釋放減緩,型砂中的灰分減少、復用性能改善,對于保證型砂性能的穩定至關重要。
如果進入系統砂的芯砂數量較多,導致型砂的總體粒度偏粗,為避免鑄型的透氣能力過高,在這種情況下,可考慮采用略細一些的煤粉。
總之,不論鑄件特點和生產條件如何,一律采用95%以上通過0.106mm篩孔的煤粉是不妥的,希望能通過試驗、研究,盡快改變這種狀況。
當然,煤粉的粒度也不能太粗。按照英國多年使用的經驗,不能用粒度為1mm以上的煤粉,否則鑄件容易出現氣孔缺陷。
2.有關煤粉粒度規格的參考資料
英國5種鑄造用煤粉的粒度分布情形見表1。
3. 結語
我國鑄造用煤粉規格的制定,還需要根據不同生產條件下的實際試驗數據進行優選,需要煤粉生產企業與鑄造企業共同努力。一般說來,鑄造用煤粉顆粒的尺寸應在0.400~0.071mm(40~200目之間,以不同的粒度級配制定若干牌號,以適應不同鑄造企業的需求。
煤粉生產企業為生產粒狀煤粉,在設備方面還需作較大的調整,如裝設旋流式粒度分級設備和粒度級配裝置等。
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