DH型无碳砂铸造性能的研究

发布时间：2017-10-20 05:22

  本文关键词：DH型无碳砂铸造性能的研究

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【摘要】：湿型粘土砂作为砂型铸造中最重要的造型材料之一,它的适用范围很广,耗用量很大。国内外广泛使用的煤粉粘土砂,其消耗量大、排放严重、污染环境、危害健康,不适应铸造工业科学发展的需要和当前降耗减排的环保政策。“绿色铸造”是未来一段时间内行业发展、结构调整的主线,本课题主要是围绕绿色环保铸造生产工艺展开的。东华大学与企业合作,开发出了DH型无碳型砂,它全部由无机、无毒的材料组成,浇注过程中不会产生有毒气体,是一种环保的型砂。在本文中,作者主要对环保型砂的铸造性能进行研究。首先,对DH型无碳型砂的湿压强度、透气性、热湿拉强度、发气性、高温热膨胀性能和高温热压强度进行系统的测试研究,并和传统的煤粉湿型砂进行对比,进一步认识DH型无碳型砂特点。研究表明,DH型无碳型砂与煤粉湿型砂的湿压强度、透气性、高温热膨胀性能基本相似,而DH型无碳型砂的热湿拉强度、高温热压强度、发气性等性能远远优于煤粉湿型砂,这些性能优势能有效减少铸件的粘砂、夹砂、砂眼、气孔等缺陷,提高铸件的内在和外表质量。其次,对DH型无碳型砂在不同温度下烧损后,型砂的湿压强度变化进行测试研究,并和煤粉砂进行对比,来衡量型砂回用性的好坏。此外,使用热分析仪对型砂进行了差热分析及热重分析,使用热台显微镜观察型砂在升温过程中形态的变化,分析其DSC-TG曲线及高温形态的变化,解释型砂在不同温度烧损后湿压强度的变化。研究表明,随着烧损温度的上升,DH型无碳型砂的强度下降比煤粉砂要迟缓,适应的温度范围更宽,回用性要好。研究工作对提高型砂的循环使用,控制生产铸件的成本,推行绿色环保铸造生产工艺具有基础性的指导作用。然后,通过在DH型无碳型砂中加入无机的、环保的添加剂I,研究了其对型砂强度、残留强度、溃散性、透气性、发气性的影响。以期得到性能更加完善的DH型无碳型砂。结果表明,加入添加剂后,型砂的强度明显提高,各温度下的残留强度都很低,型砂的溃散性非常好,透气性、发气性不受影响。当将添加剂I以2%的质量分数加入到原砂中,其常温强度、各温度下的残留强度较合理。既能保证起模强度,同时终强度也能满足浇注时型砂所需的强度。最后,为了验证高温浇注过程中型砂的性能变化对铸件质量和铸造缺陷的影响。对DH型无碳型砂,加添加剂I的DH型无碳型砂进行了浇注论证实验,从铸件的粘砂和表面光洁度二方面来考察DH型无碳型砂的适用性。实验结果表明:DH型无碳型砂中加入添加剂,铸件表面仍然能形成易剥离的烧结壳,轻敲即可脱落,铸件表面光洁,铸件质量好。
【关键词】：环保型砂 绿色铸造 型砂性能 铸造缺陷 添加剂
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG221
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-23
• 课题背景11-12
• 1.1 粘土砂工艺的发展概况及优势12-13
• 1.1.1 粘土砂工艺的发展概况12
• 1.1.2 粘土砂工艺的优势12-13
• 1.2 粘土砂的结构与组成13-15
• 1.2.1 粘土湿型砂的结构13
• 1.2.2 粘土湿型砂的主要组分13-15
• 1.3 粘土砂的主要性能15-21
• 1.3.1 紧实率15
• 1.3.2 透气性15-16
• 1.3.3 湿压强度16-17
• 1.3.4 热湿拉强度17-18
• 1.3.5 发气性18-19
• 1.3.6 高温热膨胀性能19-20
• 1.3.7 高温热压强度20
• 1.3.8 回用性20
• 1.3.9 溃散性20
• 1.3.10耐火度20-21
• 1.4 DH型无碳型砂湿型铸造工艺介绍21-22
• 1.5 研究意义及内容22-23
• 第二章 DH型无碳型砂铸造性能的研究23-33
• 引言23
• 2.1 试验方案23-25
• 2.1.1 试验用材料23-24
• 2.1.2 试验用仪器24
• 2.1.3 试验方法24-25
• 2.2 DH型无碳型砂性能试验结果及分析25-32
• 2.2.1 湿压强度与透气性分析25-27
• 2.2.2 热湿拉强度分析27-28
• 2.2.3 发气性分析28
• 2.2.4 高温热膨胀性能分析28-29
• 2.2.5 高温热压强度分析29-30
• 2.2.6 差热分析和热重分析30-31
• 2.2.7 高温形态分析31-32
• 2.3 本章小结32-33
• 第三章 DH型无碳型砂回用性的研究33-39
• 引言33
• 3.1 试验方案33-34
• 3.1.1 试验用材料33
• 3.1.2 试验用仪器33
• 3.1.3 试验方法33-34
• 3.2 DH型无碳型砂回用性试验结果及分析34-38
• 3.2.1 型砂回用性分析34-35
• 3.2.2 高温形态分析35-36
• 3.2.3 差热分析和热重分析36-38
• 3.3 本章小结38-39
• 第四章 添加剂对型砂性能的影响39-43
• 引言39
• 4.1 试验方案39-40
• 4.1.1 试验用材料39
• 4.1.2 试验用仪器39
• 4.1.3 试验方法39-40
• 4.2 试验结果及分析40-42
• 4.2.1 抗压强度与透气性分析40-41
• 4.2.2 溃散性分析41-42
• 4.2.3 发气性分析42
• 4.3 本章小结42-43
• 第五章 DH型无碳型砂浇注论证试验43-48
• 引言43
• 5.1 试验方案43-44
• 5.1.1 试验用材料43
• 5.1.2 试验用仪器43
• 5.1.3 试验试样及模型43-44
• 5.1.4 试验方法44
• 5.2 试验结果及分析44-46
• 5.2.1 烧结实验44-45
• 5.2.2 实验室浇注试验45-46
• 5.3 本章小结46-48
• 第六章 结论48-49
• 参考文献49-52
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文52-53
• 致谢53

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本文编号：1065464