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      V法與水玻璃砂CO2硬化復合造型機工藝

      發布時間:2017-03-24

      V法與水玻璃砂CO2硬化復合造型機工藝
        水玻璃砂在四十年代末已經研制并用于鑄造生產。水玻璃砂作為冷硬化學粘結劑,在五十年代因工藝簡化,簡單靈活,較加熱硬化的油砂和粘土砂干型有很大優越性而廣泛采用,有如下優點:
        (1)良好的高溫退讓性,較好的解決了鑄鋼件的鑄造裂紋問題;
        (2)造型靈活性大,可根據實際需求生產各種類型的零件;
        (3)造型工藝流程簡便,維持型腔時間較長,可采用無箱造型法;
        (4)無色無味   ,作業環境良好。
        同時水玻璃砂造型也存在著的問題,如下:
        (1)水玻璃砂硬化程度較高,則硬化之后產生硅凝膠團將產生較大摩擦阻力阻礙鑄型起模,用力不當甚至會破壞造型,從而影響鑄件尺寸精度;
        (2)水玻璃砂涂料屬于占位涂料,因涂料層的厚度無法控制,所以鑄件尺寸的精度也無法的控制,表面刷痕也會影響鑄件表面質量;
        (3)CO2-水玻璃砂工藝中,加入的水玻璃有2/3參與了酸化反應,生成硅溶膠,其脫水后形成硅凝膠,僅起固化作用,而水玻璃砂的粘結強度主要來自于另外1/3未參與酸化反應的水玻璃砂的直接脫水,這需要加入足夠多的水玻璃砂,才能型砂的強度。而水玻璃砂加入量的增加,導致了該工藝的   大缺陷:鑄件尺寸精度降低,型砂潰散性差、清砂困難。
        水玻璃是無機粘結劑,   、無味、發氣性低、價值低廉、來源豐富、有利于環境保護。目前水玻璃砂的硬化方法主要有氣體硬化法、粉料硬化劑自硬法、液體硬化劑自硬法、脫水、烘干、抽真空及綜合硬化法,在同時并存。
        日本1982年研究出VRH法(真空置換CO2硬化法),在硬化工藝上有了很大突破,使水玻璃砂使用又有上升趨勢。由于水玻璃加入量減少一半以上,使型砂長期存在的潰散性差問題立刻解決,加上   理論和方法有較大突破,舊砂已成功地   并大量回用,而且也具有與樹脂自硬砂一樣的冷硬型的優點。其工藝步驟如下:
        (1)將模型或芯盒用水玻璃砂造型或制芯;
        (2)把造好的型(芯)放入真空箱中,打開真空泵,抽真空;
        (3)達到真空度后,關閉真空泵及通真空室的閥門;
        (4)打開通硬化氣體的閥門,通入量的硬化氣體;
        (5)關閉通氣閥門,待型(芯)硬化后打開真空箱,取出型(芯)。
        眾所周知,在真空中液體的沸點會降低。因此,真空能鑄型和型芯粘結劑中水分的蒸發,型(芯)砂硬化和強度的提高;另一方面,由于氣體硬化劑置換了砂粒間隙中的空氣,使氣體極易覆在粘結劑表面,使膠凝作用加強。由于上述兩個作用,VRH法中水玻璃加入量降低到2~3%,仍可達到要求的硬化強度,
        且比原來的CO2氣體硬化法高。用VRH法硬化強度均勻一致,表面穩定性好,可達90%以上。起模時的硬化強度可調得比較低,起模后強度逐漸提高。日本小林一典研究認為:真空裝置能獲得   的硬化效果,VRH法所需的CO2量僅是普通CO2法的1/10~1/50。
        綜上所述,VRH法和一般CO2-水玻璃硬化比較有以下優點:
        (1)由于水玻璃砂在真空中通CO2氣體硬化,提高了硬化效果,節省了水玻璃和CO2氣體用量;由于水玻璃量減少到原來的1/2~1/3,真空中脫去部分游離水,使鑄件產生氣孔、針孔的缺陷減少,質量提高;
        (2)由于粘結劑用量減少,高溫收縮性減小從而使鑄件的尺寸精度提高;
        (3)型(芯)砂的流動性好,充填性能提高;水玻璃加入量減少,導致型砂的潰散性提高,可以振動落砂;且型砂的回用性好,回收率可達以上;
        (4)鑄型和型芯有好的存放性,舊的模型和芯盒仍然可以使用。
        VRH法和一般CO2-水玻璃硬化比較雖然有諸多優點,但VRH法也有不足之處,主要表現在:
        (1)鑄型皆要進真空硬化室,為了節約能源,選擇的真空硬化室,只能兼顧大多數鑄件而不是所有鑄件;
        (2)盡管可采用一箱多型工藝,但生產小件效率還是較低;
        (3)由于采用真空硬化室,增加了設備的一次性投資,同時也增加了生產中造型機設備的維修工作量;
        (4)在CO2-水玻璃砂造型中,仍存在起模困難、涂料為占位涂料等問題。 

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