宝珠砂在熔模铸造面层材料中的应用研究

发布时间：2017-08-10 12:37

  本文关键词：宝珠砂在熔模铸造面层材料中的应用研究

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【摘要】：熔模铸造是一种先进的成型工艺,能够生产高质量的铸件,主要应用于国防工业及航空航天领域和传统的民用工业部门。近些年,熔模铸造快速发展,我国作为一个制造大国对其尤为青睐。熔模铸造浇注过程中,型壳面层与铸件表面直接接触,对最终铸件的表面质量影响较大。所以,型壳的面层材料的选择尤为重要。现阶段,熔模铸造常用的面层耐火材料有电熔刚玉、锆砂、熔融石英等,其中锆砂由于具有较高的耐火性能,较小均匀的热膨胀系数,良好的热化学稳定性等诸多优良的性能而被广泛应用熔模铸造面层材料,但是锆砂在全世界的储量不多,主要产于澳大利亚和南非,我国主要依靠进口,且锆砂的供应市场不稳定,价格波动较大,此外,美、欧等国家的最新研究表明锆砂中含有放射性元素,对身体有害。宝珠砂是我国自主研制的一种人造砂,据统计年产量四万吨以上,在我国的应用不多,多数出口到国外。宝珠砂的主要性能有:耐火度高,比重小,热膨胀率低,流动性及填充性好,还具有极好的溃散性,且价格低廉,将宝珠砂推广应用于熔模铸造面层材料,不仅可以充分利用我国自己的资源,还可以为铸造企业节约大量成本。本文阐述了熔模铸造工艺过程中面层材料的选用要求以及不同面层材料对型壳性能及最终铸件质量的影响。通过将宝珠砂与常用锆砂的理化性能作比较,再结合宝珠砂自身特性制定实验中型壳的面层制备工艺(分为三组,A组面层撒锆砂,B组面层撒两层宝珠砂,C组面层撒一层宝珠砂),型壳在1050℃焙烧两个小时,在1570℃的条件下浇注304不锈钢泵盖,然后借助扫描电镜和金相显微镜对型壳进行宏观和微观分析,并对宝珠砂和锆砂分别作面砂时浇注所得泵盖的表面质量进行对比分析,结果表明:1、宝珠砂符合面层材料的选用要求。宝珠砂的热膨胀率低于锆砂,容易获得良好的铸件质量;比重比锆砂小很多,相同体积条件下宝珠砂的用量小,可以节约成本,此外,从堆积模型中可以清楚的看到锆砂作面砂时砂粒之间既有点接触,又有面接触,而宝珠砂作为面砂时砂粒之间全部为点接触,型壳的透气性优于锆砂型壳,利于最终的清壳。2、熔模铸造型壳的制备工艺中,对比三种型壳(即水玻璃型,复合型,硅溶胶型)的特点,本实验最终选用优质的硅溶胶型壳,面砂采用宝珠砂和锆砂。浇注不锈钢泵盖,其中焙烧温度选择1050℃,时间为2h,浇注温度选择1570℃。3、面层撒两层宝珠砂时型壳强度高,烧结致密度好,可以有效的阻止金属液的浸入,此外,型壳溃散性好,易于清壳,浇注不锈钢液时,无明显的界面反应,浇注所得铸件表层质量好,无明显的粘砂、毛刺等缺陷,表面质量同锆砂作面砂是浇注所得铸件相近或更优。面层撒一层宝珠砂时,型壳表层容易出现面砂覆盖不均匀的问题,铸件表面由于面砂不均匀导致粘砂等缺陷的出现。
【关键词】：宝珠砂 熔模铸造 型壳 面砂 界面反应
【学位授予单位】：沈阳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG249.5
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-24
• 1.1 引言11
• 1.2 熔模铸造简介11-16
• 1.2.1 熔模铸造的发展概况13
• 1.2.2 熔模铸造工艺特点13-14
• 1.2.3 熔模铸造分类14-16
• 1.3 面层材料16-19
• 1.3.1 面层材料的主要性能特征16
• 1.3.2 面层材料的研究现状16-19
• 1.4 型壳的主要性能指标19-21
• 1.5 本课题的研究意义及主要研究内容21-22
• 1.5.1 本课题研究的目的和意义21-22
• 1.5.2 本文主要研究内容22
• 1.6 本章小结22-24
• 第2章 实验材料及其方法24-36
• 2.1 实验材料24-30
• 2.1.1 面层撒砂材料的确定24-27
• 2.1.2 面层涂料的选择27-30
• 2.1.3 浇注合金的选择30
• 2.2 涂料性能的检测30-31
• 2.2.1 面层涂料粘度的测定30-31
• 2.2.2 面层涂料悬浮率的测定31
• 2.3 型壳性能的测试及其实验仪器31-34
• 2.3.1 强度31-32
• 2.3.2 高温自重变形分析32-33
• 2.3.3 透气性33-34
• 2.4 实验方案34-35
• 2.4.1 面层工艺设计34
• 2.4.2 型壳结构及铸件质量分析34-35
• 2.5 本章小结35-36
• 第3章 型壳制备工艺36-44
• 3.1 涂挂与撒砂37-39
• 3.2 干燥39-40
• 3.3 脱蜡与焙烧40-41
• 3.4 熔炼与浇注41-43
• 3.5 本章小结43-44
• 第4章 型壳分析44-55
• 4.1 面砂砂粒形状对型壳的影响44-47
• 4.2 不同面砂对型壳烧结性能及界面反应的影响47-54
• 4.3 本章小结54-55
• 第5章 铸件质量分析55-60
• 5.1 熔模铸件缺陷机理55-57
• 5.2 铸件质量分析57-59
• 5.3 本章小结59-60
• 第6章 结论60-61
• 参考文献61-64
• 致谢64-65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 苏晓明;电机机座铸件粘砂的质量分析[J];防爆电机;2002年03期

2 吕志刚,闫双景,韩笑,姜不居,章浩龙;硅溶胶型壳熔模铸件毛刺缺陷的研究[J];铸造技术;2005年04期

3 佟天夫,张大辉;熔模铸造金属与型壳界面作用的研究[J];铸造;1993年02期

4 籍君豪;徐广民;;熔融石英在硅溶胶型壳中的应用[J];铸造;2008年08期

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1 张芳芳;用于铌硅合金熔模铸造的陶瓷型壳的制备及其与铌硅合金之间的界面反应[D];天津大学;2012年

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本文编号：650808