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濕型砂的檢測要求與質(zhì)量控制—轉(zhuǎn)載
鑒于有許多鑄造企業(yè)仍然對型砂的質(zhì)量要求很模糊，本人特意根據(jù)相關(guān)的資料整理了這份文章，沒有復(fù)雜的理論，以供同行參考
為了保證濕型鑄件表面質(zhì)量，有必要對所使用的型砂的性能進(jìn)行一體了解，而不是偶爾檢測一下型砂的幾種性能，盡可能的確定鑄件缺陷是由哪個(gè)型砂性能不足引起的，以減少損失。
濕型砂檢測項(xiàng)目
1、含水量
型砂含水量高，鑄件的小孔、氣孔、嗆火、脹砂、夾砂、水爆開粘砂等缺陷增加。在保證型砂的使用性能的前提下，應(yīng)盡可能降低水分。一般在造型機(jī)處含水量在2.5—4.0%之間，手工造型可以再放寬一點(diǎn)，緊實(shí)率/含水量的比率應(yīng)控制在10--12:1。
型砂的含水量只是型砂中所含自由水的數(shù)量，并不反映型砂的干濕程度。如果型砂含有大量吸水粉塵，那么含水量高達(dá)5%，可能型砂還會顯得太干，起模困難，這在許多中小型鑄造企業(yè)都存在這種情況，一方面是沒有人去管理，有些企業(yè)型砂反復(fù)使用10多年，連簡單的除塵都不做，一方面是因?yàn)橛玫脑�材料不好，原砂是就近購買，膨潤土和煤粉也沒有什么要求。
2、緊實(shí)率
型砂的干濕程度可以用緊實(shí)率來表示。無論型砂的粉塵含量多少，它都有一個(gè)適宜的緊實(shí)率，只是含水量不同。一般手工造型緊實(shí)率控制在46%左右，射壓、擠壓、靜壓造型緊實(shí)率控制在30—40%，夏季略高一點(diǎn)。型砂檢測一般宜在造型機(jī)處取樣，在混砂機(jī)處取樣應(yīng)補(bǔ)償運(yùn)輸和儲存過程中的水分流失。有些高壓造型或氣沖造型的砂型，3次錘擊的試樣并不能代表實(shí)際生產(chǎn)情況，有時(shí)候可能需要經(jīng)過10次之多的錘擊制樣，具體應(yīng)做對比確定次數(shù)，由此制作的試樣其他方面的數(shù)據(jù)也會有明顯變化。
3、透氣率
型砂必須具有良好的透氣能力，以免澆注過程中發(fā)生嗆火和鑄件產(chǎn)生氣孔缺陷。透氣能力也不能過高，否則會造成鑄件表面粗糙和機(jī)械粘砂。大多數(shù)型砂要求透氣率在80—140，手工使用的面砂透氣率可以低至60。
4、濕壓強(qiáng)度
目前國內(nèi)的試樣筒工作表面粗糙，耐磨性差，較易磨損，使測得強(qiáng)度值偏低，透氣率偏高，制樣器不宜放置在木桌上，在水泥臺上也需墊上6mm以上的橡膠板，否則測得的濕壓強(qiáng)度可能會偏低25%左右。有條件的可以自己制作試樣筒，工作表面硬度HRC65—70，表面粗糙度Ra≤0.20μm。
具體造型時(shí)需要的濕壓強(qiáng)度，丹麥DISA擠壓線推薦200±20Kpa,德國BMD和瑞士GF推薦180--220 Kpa，東久公司推薦無箱射壓110—140 Kpa，新東公司水平無箱射壓推薦80--140 Kpa，具體還得根據(jù)鑄件的厚薄程度作適當(dāng)調(diào)整。
5、濕剪強(qiáng)度
型砂的起模性能好壞并不能用濕壓強(qiáng)度來說明，一般認(rèn)為起模時(shí)砂型邊緣的破損主要是由于與模樣摩擦產(chǎn)生的剪切應(yīng)力超過型砂的抗剪強(qiáng)度。
濕剪強(qiáng)度推薦控制在30--50 Kpa。
6、濕拉強(qiáng)度
DISA擠壓線濕拉強(qiáng)度推薦20--25Kpa，BMD公司推薦26--36 Kpa，但一般的鑄造公司沒有條件檢測，它必須用專門的試驗(yàn)機(jī)或型砂熱濕拉強(qiáng)度試驗(yàn)儀來檢測。
7、濕劈強(qiáng)度
濕劈強(qiáng)度的讀數(shù)誤差非常大，所以應(yīng)用不普遍。推薦的數(shù)值是30--35 Kpa，濕劈強(qiáng)度×0.65≈濕拉強(qiáng)度。但據(jù)研究發(fā)現(xiàn)濕劈強(qiáng)度能敏感地反映出型砂中的死土含量，有條件的話還是要檢測。
8、有效煤粉量
型砂中加入合適的煤粉，除了可以防止粘砂和改善鑄件表面光潔程度以外，所產(chǎn)生的還原性氣體可以防止鐵水氧化，使已有的氧化物還原，能減少球墨鑄鐵生成反應(yīng)性皮下氣孔。測定型砂中的有效煤粉量，一般靠測定灼燒減量、揮發(fā)份來推導(dǎo)。649°時(shí)揮發(fā)份在1.5—2.5%，982°時(shí)灼燒減量在3.0—4.5%煤粉含量比較適宜。有發(fā)氣量測定儀的可以測發(fā)氣量來推算煤粉含量，有效煤粉量控制在4.0—6.0%。
9、有效膨潤土含量
膨潤土在型砂中遇鐵水在500℃以上時(shí)，迅速失去晶格水而使蒙脫石結(jié)構(gòu)遭到破壞，變成失去粘結(jié)力的死粘土，在800℃以上時(shí)膨潤土幾乎都燒結(jié)粘牢在砂粒表面，使砂粒魚卵石化。型砂中死粘土及其他粉塵含量多而有效膨潤土量少，仍然會使?jié)駢簭?qiáng)度比較高，但型砂變脆，起模性變壞，透氣性下降，同等的緊實(shí)率下含水量提高，鑄件易產(chǎn)生夾砂、沖砂、砂眼、氣孔和小孔等缺陷。所以必須檢測型砂中的有效膨潤土含量，通常用吸藍(lán)量法。注意不可使用低純度的生物染色用亞甲基藍(lán)，不要將亞甲基藍(lán)烘干或?qū)�亞甲基藍(lán)溶液長時(shí)間放置在白色透明玻璃瓶中。
DISA公司2013型擠壓造型機(jī)要求型砂有效膨潤土含量＞7%，2070型要求＞8%。BMD公司要求型砂有效膨潤土含量7—9%，還有一些公司要求8—10%。為排除不同的膨潤土質(zhì)量的影響，可以直接用吸藍(lán)量代表有效膨潤土含量，如果亞甲基藍(lán)溶液濃度為0.2%，要求吸藍(lán)量55—63ml.
有效膨潤土并不能全部發(fā)揮粘結(jié)作用，它的利用率和混砂時(shí)的加料順序及混合強(qiáng)度有關(guān)，混砂時(shí)消耗的功率要足夠，在1,6kwh以上，混砂機(jī)經(jīng)常清理干凈并維護(hù)。
10、熱濕拉強(qiáng)度
在用濕型砂澆注厚大鑄件時(shí)，因?yàn)闊釢窭瓘?qiáng)度不足，砂型表面受鐵水的烘烤，石英砂受熱膨脹，砂型的表面層(3-5mm)將向外拱起脫離砂型本體，進(jìn)而翹曲開裂，在鑄件表面形成夾砂、結(jié)疤、溝痕、鼠尾等缺陷。DISA公司擠壓造型型砂推薦熱濕拉強(qiáng)度＞2.0Kpa。原砂含SiO2高，型砂的熱濕拉強(qiáng)度可以再高一點(diǎn)。
11、含泥量
型砂中的含泥量是指型砂中所含直徑小于20μm的顆粒，包含膨潤土、煤粉及灰分�；曳职�括失效的膨潤土、煤粉，混砂原材料帶來的粉塵，硅砂顆粒破碎的細(xì)粉。推薦的型砂含泥量為9—14%，測舊砂的話應(yīng)再低1—3%。檢測時(shí)稱量的天平感量低為1/100g，洗砂杯要用專項(xiàng)使用的600ml耐熱燒杯，煮沸時(shí)間＞5min可以不用攪拌。
12、粒度
型砂檢測含泥量后烘干的顆�？捎描T造標(biāo)準(zhǔn)篩進(jìn)行粒度分析。型砂的粒度不應(yīng)過分集中在一兩個(gè)篩號上，否則粗粒和細(xì)粒之間不能充分鑲嵌，使型砂強(qiáng)度偏低，透氣率偏高，容易產(chǎn)生砂孔和機(jī)械粘砂，而且過分集中的型砂受熱膨脹時(shí)間一致，更容易生成夾砂缺陷。一般應(yīng)采用四篩制，四篩停留量≥85%。另外分布在底盤、270、200篩號上的顆粒通常希望保持在3—5%。
13、團(tuán)塊含量
型砂和舊砂中的團(tuán)塊可能含有：膨潤土球團(tuán)、硬砂塊、碎砂芯、鐵豆和其他雜質(zhì)。團(tuán)塊使型砂的流動性下降，在團(tuán)塊周圍出現(xiàn)空洞和散砂，使鑄件上產(chǎn)生氣孔、砂孔、粘砂、局部表面粗糙和毛刺等缺陷。檢測時(shí)將砂風(fēng)干稱量，用孔徑6mm的篩子分離，一般希望型砂中團(tuán)塊含量不得多于5%。
14、型砂溫度
熱型砂的不良影響如下：隨著砂溫的提高濕壓強(qiáng)度會下降，型砂水分易蒸發(fā)，混砂的加水量難控制，容易粘附在各種表面上，粘附在模具上會造成起模困難和在鑄件上出現(xiàn)分散的麻點(diǎn)及小砂眼，砂型表面的熱砂易脫水，使砂型邊角易碎，容易形成砂孔缺陷，熱砂的水蒸氣凝結(jié)在冷鐵及砂芯上，使鑄件產(chǎn)生氣孔缺陷，易污染作業(yè)環(huán)境。造型時(shí)型砂溫度超過45℃或比環(huán)境溫度高12℃以上，即可能產(chǎn)生熱砂問題。
15、型砂的檢測頻率
機(jī)械化車間型砂的檢測頻率建議

另外需要注意的是，混砂用的水，一是不能有雜質(zhì)，否則可能使控制閥門失靈，二是不能含有電解質(zhì)也就是通常說的硬水，一旦因?yàn)樗�的原因使型砂熱濕拉�?qiáng)度下降而產(chǎn)生夾砂缺陷，型砂性能在一定的時(shí)間內(nèi)是難以恢復(fù)正常的。
16、試驗(yàn)結(jié)果的整理
為了掌握型砂性能變化的規(guī)律，應(yīng)該把每天的型砂性能數(shù)據(jù)繪成曲線圖。
通過緊實(shí)率、水分、濕壓強(qiáng)度、透氣率、含泥量、有效膨潤土含量數(shù)據(jù)可以綜合分析型砂質(zhì)量