2021推荐覆膜砂基础概论课件.ppt

一一由來與變遷由來與變遷 覆膜砂造型法於1944年由德國的J.Croning 所發明，日本於1953年引進推廣發明初期，是將粉末狀的酚醛樹脂和硬化劑混合進入硅砂所成；之後由美國的ACME公司開發研製出融化酚醛樹脂硬化劑的覆膜砂工藝，延用至今 覆膜砂製芯的工藝，是將混練完成的覆膜砂，用壓力吹送至加溫到250280的金屬模穴中，通過熱傳導作用，使酚醛樹脂軟化、熔融，而後凝固、硬化此時砂型硬化結成殼狀，也是因此而別名殼模砂造型二二覆膜砂的特點覆膜砂的特點 優點與缺點優點與缺點優點n n乾態，流動性、填充性好，適合生產形狀複乾態，流動性、填充性好，適合生產形狀複雜的砂芯雜的砂芯n n強度好，衰退慢、可使用時間長強度好，衰退慢、可使用時間長n n尺寸精確，可減少加工量尺寸精確，可減少加工量n n儲藏安定性佳儲藏安定性佳n n可製作中空型砂芯可製作中空型砂芯n n材料取得來源豐富材料取得來源豐富、便利缺點缺點n n生產設備的造價高，所以想自己生產覆膜砂較困難n n小批量生產成本很高n n覆膜砂製芯，必須使用加溫的金屬模具，作業環境較惡劣三三生產工藝生產工藝 鑄造砂 砂礦開採 磨洗機清水沖洗 螺旋分級 入庫儲存( (濕精砂濕精砂) ) 滾筒乾燥(110(110130)130) 篩析 分級入庫( (乾燥砂乾燥砂) )覆膜砂覆膜砂 鑄造砂 粒度調整 定量、批次加熱(130(130150) 150) 添加劑 混練桶 固化劑 硬脂酸鈣 排砂 破碎 篩析 集塵、冷卻 包裝鑄造砂批次加熱混練桶硬化劑添加劑樹脂5060秒集塵5060秒入庫排砂脫膜劑破碎篩析冷卻製造方法製造方法覆膜方式覆膜方式樹脂型態樹脂型態 製製 造造 方方 法法冷覆膜法冷覆膜法( (一一) ) 液態液態硅砂加樹脂硅砂加樹脂常溫常溫投入混練機，吹入投入混練機，吹入常溫常溫空氣，將酒精氣化。

空氣，將酒精氣化冷覆膜法冷覆膜法( (二二) ) 粉態粉態硅砂硅砂含有固化劑的粉狀酚醛樹脂含有固化劑的粉狀酚醛樹脂煤油煤油常溫常溫投入投入，將煤油氣化將煤油氣化熱覆膜法熱覆膜法 液態液態硅砂加樹脂硅砂加樹脂常溫常溫投入混練機，吹入投入混練機，吹入150150熱風熱風，將酒精氣化將酒精氣化 半乾熱半乾熱 覆膜法覆膜法 液態液態硅砂加樹脂硅砂加樹脂常溫常溫投入混練機，吹入投入混練機，吹入8080120120熱風熱風，將酒精氣化將酒精氣化 乾熱乾熱 覆膜法覆膜法 固態固態 液態液態硅砂加熱至硅砂加熱至130130160160，用硅砂熱用硅砂熱量融化固態樹脂量融化固態樹脂，並加入固化劑並加入固化劑四四應用範圍應用範圍按型式區分：n n外模 1.垂直分型壓力吹送式 2.水平分型壓力吹送式n n砂芯 1.中空形式 2.實心形式n n疊模 實心形式n n離心式 殼型鑄管n n克難式 混柴油，使用木型成形，點火按吹砂方式區分按吹砂方式區分n n上吹壓式n n下吹壓式n n側吹壓式n n翻轉重力覆膜n n翻轉吹壓覆膜n n手工倒入設備動作形式區分設備動作形式區分n n全自動n n半自動n n手動加熱方式區分加熱方式區分n n電加熱n n瓦斯加熱n n柴油加熱n n煤炭加熱五五原材料原材料硅砂n n適當的顆粒大小適當的顆粒大小n n良好的粒型與硬度良好的粒型與硬度n n合理均勻的粒度分佈合理均勻的粒度分佈n n適當的耐火度適當的耐火度n n符合要求的熱膨脹量符合要求的熱膨脹量n n主要成份的要求主要成份的要求n n雜質的去除與管制雜質的去除與管制( (含泥量含泥量) )n n水份的管制水份的管制n n酸鹼值的管制酸鹼值的管制n n熱傳導的要求熱傳導的要求n n比重比重 樹脂樹脂n n重量分子量n n融著點 ()n n流動性 (mm/125)n n游離酚 (%)n n聚速 (膠化時間 sec/150)n n外觀顏色及形狀n n固形份 (%)n n比重n n黏度 (CPS)n n水份其他添加劑其他添加劑n n硬化劑硬化劑 六甲基四氨六甲基四氨 次六甲基四氨次六甲基四氨 又稱烏洛托品又稱烏洛托品n n脫模劑脫模劑 硬脂酸鈣硬脂酸鈣n n氧化鐵粉氧化鐵粉 Fe Fe2 2O O3 3 降低氣孔發生率降低氣孔發生率 Fe Fe3 3O O4 4 減輕鑄件表面燒結減輕鑄件表面燒結n n偶聯劑偶聯劑 硅烷硅烷 增加介面附著增加介面附著n n煤粉煤粉 造成燃燒環境造成燃燒環境n n石墨石墨 增加耐火度增加耐火度六六覆膜砂的管制覆膜砂的管制n n粒度粒度 指覆膜砂成品的顆粒分佈狀況指覆膜砂成品的顆粒分佈狀況n n Wn Wnn n Wn Wn (WnSn)/nWn (WnSn)/nWn (WnSn)/nWn(WnSn)/nWn mesh Sn mesh Sn mesh Sn mesh Sn 6 3 6 5 6 3 6 5 12 5 8 8 12 5 8 8 16 10 10 11 16 10 10 11 20 16 14 16 20 16 14 16 30 20 20 22 30 20 20 22 40 30 28 32 40 30 28 32 50 40 35 45 50 40 35 45 70 50 48 63 70 50 48 63 100 70 65 89 100 70 65 89 140 100 100 126 140 100 100 126 200 140 150 178 200 140 150 178 270 200 200 253 270 200 200 253 PAN 300 270 357 PAN 300 270 357 PAN 620 PAN 620粒度檢驗方法平均採取欲檢驗之砂樣品秤量砂樣待驗樣品1000.1公克 (樣品為濕砂則必須先去除水分)取標準篩網按粗細順序排列(上粗下細)將砂樣從上而下倒入標準篩中，蓋上上蓋密封將整組篩網安置震篩機上搖篩 3 min精秤各層篩網所留滯砂的重量 ( Wn )篩目與粒徑篩目與粒徑 篩目篩目 即每平方英吋即每平方英吋(2.54cm)(2.54cm)中所包含的孔數目中所包含的孔數目 粒徑粒徑 每一顆砂粒的尺寸大小用數字加單位表示每一顆砂粒的尺寸大小用數字加單位表示n n篩目與粒徑的對應篩目與粒徑的對應ASTMASTM 篩篩 目目 Mesh Mesh 8 8 10 10 12 12 14 14 16 16 20 20 30 30 40 40 粒粒 徑徑 m m 2362 2362 1981 1981 1651 1651 1397 1397 1168 1168 833 833 589 589 417 417 篩篩 目目 Mesh Mesh 50 50 70 70 100 100 140 140 200 200 270 270 325 325 粒粒 徑徑 m m 295 295 208 208 147 147 104 104 74 74 53 53 43 43粒型粒型台灣砂東山砂平潭砂n n冷間抗折強度 製作砂芯的強度主要參考指標製作砂芯的強度主要參考指標製試片金型 2505下砂料，15秒刮除，90秒脫模試片尺寸101060 mm測試機氣壓3.5kg/c記錄讀值去除極值求平均值(T1+T2+.T8)/87.5試片金型下料分配試樣置入讀值n n系數計算 hbLn 3 L / 2 b h2 ( 3 5 ) / ( 2 1 1 ) 15 / 27.5WW n kg / cn n熱(冷)間抗拉強度 製作外模或疊模的強度重要指標製作外模或疊模的強度重要指標金型為骨型8字試塊，溫度250砂料置入，10秒刮除殘砂蓋上蓋加熱60秒自動拉開讀取數值讀值試樣置入製樣機n n融著點試驗溫度範圍80120間隔2由左向右分佈砂料60秒後開吹氣閥(1kg/c)吹氣口由右向左往返三次判讀附著位置溫度值調壓閥加溫銅板吹氣口n n發氣量試驗恒溫控制8501樣品精秤淨重1g，10件密閉確定記錄讀值捨去頭三樣品讀值捨去極植加總五件平均值得之試料入口記錄紙試料入口n n通氣度(透氣值)試驗製樣 250 50mm50mm 置乾燥箱置入設備試樣桶中測試啟動通氣並重複測試三次，記錄數值三次記錄誤差10%以內，取平均值得之，反之則重測。

試樣筒讀值n n耐剝落試驗( (落砂試驗落砂試驗 Peel Back) Peel Back)金型溫度2505秤試樣砂1kg試樣倒入斗中下料口對準金型中心下料60秒後翻轉金型記錄時間與重量厚度mm始落砂時間落砂量g加料斗落砂量金型n n流動性試驗試驗機水平調整秤砂料1kg倒入試驗容器抽活動側門取讀值(mm)換算角度( )砂加料斗尺標n n灼熱減量試驗( Ig Loss) 型砂中雜質含量的指標型砂中雜質含量的指標將恒溫控制高溫爐昇溫至1000坩堝置於150烤30min後置乾燥器冷卻30min精秤坩堝重量，記錄A將砂樣品置於100紅外線乾燥機下去除水分樣品置密封乾燥皿中徐冷至常溫精秤樣品10公克，置坩堝中秤重記錄B(小數點下四位數)將坩堝樣品置入高溫爐中120分鐘取出後置乾燥箱180 30min，乾燥器30min精秤樣品重量併記錄C(小數點下四位數)計算即得 % ( B ( C A ) ) / B 100 % n n熱膨脹試驗(差異性試驗)標準樣品為AL2O3製砂樣品標準樣置左側試樣置右側啟動測試比對兩種樣品的相對差異電腦中可分析溫度差異量比率試料入口七七問題與對策問題與對策n n鑄件穿破鑄件穿破、變形變形、毛刺毛刺異常特徵異常特徵 砂芯異常砂芯異常 原因分析原因分析 對對 策策鐵水穿破鐵水穿破變形變形 毛刺毛刺砂芯易斷砂芯易斷脫模易裂脫模易裂脫模變形脫模變形無法成形無法成形有效厚度不有效厚度不足足砂芯剝落砂芯剝落砂芯夾層砂芯夾層砂芯重量輕砂芯重量輕添加劑異常添加劑異常 質量變化質量變化 定量誤差定量誤差混練工藝混練工藝 溫度異常溫度異常 時間異常時間異常原砂異常原砂異常 雜質多雜質多 微粉量大微粉量大 含泥量高含泥量高 酸鹼值酸鹼值製芯工藝製芯工藝 設定條件異常設定條件異常 操作異常操作異常重新取樣化驗重新取樣化驗定量設備校驗定量設備校驗混練工藝流程檢查檢混練工藝流程檢查檢討討複查原砂狀況複查原砂狀況氣孔氣孔氣孔氣孔異常特徵異常特徵 砂芯異常砂芯異常 原因分析原因分析 對對 策策鑄件成品在鑄件成品在表面或表皮表面或表皮下下，產生單產生單個或多個個或多個、多處的圓形多處的圓形或針狀孔隙或針狀孔隙外觀外觀 顏色淺黃顏色淺黃 外熟內生外熟內生 排砂不淨排砂不淨 製芯工藝製芯工藝 溫度異常溫度異常 時間設定異常時間設定異常覆膜砂覆膜砂 規格選用不當規格選用不當 質量異常質量異常 混料使用混料使用塗料塗料 質量異常質量異常 未適當烘烤未適當烘烤 混料使用混料使用 適用性適用性檢查砂芯成品熟度檢查砂芯成品熟度檢查製芯工藝標準檢查製芯工藝標準烤箱加時烘烤烤箱加時烘烤取樣複驗取樣複驗選用適用規格選用適用規格使用添加劑使用添加劑再現試驗再現試驗使用添加劑使用添加劑換用規格換用規格時間與溫度30025020030 40 50 60 9030 40 50 60 9030 40 50 60 90異常特徵異常特徵砂芯異常砂芯異常 原因分析原因分析 對對 策策鑄件表面粗鑄件表面粗糙，光潔度糙，光潔度不符合要求不符合要求外觀外觀 表面粗糙表面粗糙 填充不實填充不實覆膜砂覆膜砂 規格不適用規格不適用 顆粒太粗顆粒太粗 流動性不良流動性不良塗料塗料 濃度不均勻濃度不均勻 刷塗修補不良刷塗修補不良模具模具 排氣塞阻塞排氣塞阻塞 排氣系統阻塞排氣系統阻塞 設定溫度太高設定溫度太高設備設備 射砂口不對位射砂口不對位 射口阻塞射口阻塞 空氣中含水份空氣中含水份 射砂壓力不足射砂壓力不足取樣複驗取樣複驗另選規格另選規格塗料使用管制塗料使用管制模具清理檢修模具清理檢修標準書制修訂標準書制修訂設備維護設備維護平日點檢平日點檢標準書制修訂標準書制修訂表面粗糙表面粗糙表面燒結表面燒結異常特徵異常特徵 砂芯異常砂芯異常 原因分析原因分析 對對 策策滲透結砂滲透結砂沖刷結砂沖刷結砂熱點燒結。