目前国内覆膜砂生产线的种类很多,手工加料的半自动生产线约有2000~2300条,电脑控制的全自动生产线也已经有将近50条,有效提高了生产效率和产品稳定性。例如北京仁创铸造有限公司的自动化可视生产线,其加料时间控制精确到0.1秒,加热温度控制精确到1/10℃,并且可以通过视频时时观察混砂状态,生产效率达到6吨/小时。设备图片见图1
图1 全自动可视生产线 2.3主要产品类型[2][3] 目前我国商品化覆膜砂的主要品种如下: (1)普通类覆膜砂 由石英砂、热塑性酚醛树脂、乌洛托品和硬脂酸钙组成,不加有关添加剂。适用于生产一般铸铁件。 (2)高强度低发气类覆膜砂 是普通覆膜砂的更新换代产品,通过加入有关添加剂和采用新工艺配制而成,其强度比普通覆膜砂高30%以上,发气量也明显降低,适用于生产复杂精密铸铁件。 (3)高温类覆膜砂 在高温下具有强度高、耐热时间长的特性,适用于生产汽车发动机缸体、缸盖、集装箱角等复杂薄壁铸铁件。 (4)易溃散类覆膜砂 具有较好的强度,同时具有优异的低温溃散性能,适用于生产有色金属铸件。 (5)其它特殊要求覆膜砂 为适应不同产品的需要,开发出了系列特种覆膜砂如:离心铸造用覆膜砂、激冷覆膜砂、湿态覆膜砂、防粘砂、防脉纹、防橘皮覆膜砂等。 同时2004年新近推出的快速固化覆膜砂在具有各项性能的基础上可以将固化速度提高30-70%,有效提高生产效率,并节约能源。
3.检测 1992年修订的覆膜砂行业标准中规定的覆膜砂必检指标有:常温抗弯强度、热态抗弯强度、灼烧减量、粒度和熔点。可选检测指标有:常温抗拉强度、热态抗拉强度、发气量和流动性。近10年覆膜砂的性能有了很大提高,相应增加了一些新的检测指标: (1)高温抗压强度——模拟铸造的实际条件,测试覆膜砂芯在1000-1500℃时的抗压强度。 (2)耐热时间——测试覆膜砂芯在高温下(700-1500℃)保持强度,不变形、不溃散的时间。 (3)抗脱壳性——测试覆膜砂的抗脱壳能力。 目前我国覆膜砂检测方面存在的主要问题是(1)大多数企业的检测手段并不完善。基本停留在检测常温强度、熔点、粒度和发气量的初级阶段;(2)国产覆膜砂检测设备精确度和稳定性不高,同一种设备在不同使用厂家的现场条件下,所检测出覆膜砂的性能指标有时差别比较大,例如常温抗拉强度可以相差10公斤以上,发气量相差5毫升以上。
目前比较先进的覆膜砂检测仪器包括高温性能测试仪,发气仪、热态强度测试仪等,详见图2-图4。
该仪器在制样机上直接测定热态强度,数据更加准确。
4.使用覆膜砂普遍存在的问题及解决方法 目前覆膜砂使用过程中的常见缺陷、产生原因及解决措施见表1
表1 覆膜砂使用过程中的常见缺陷、产生原因及解决措施[3][4] 5.发展方向[4][5][6] 根据专家预测,由于覆膜砂工艺成熟、生产成本较低,并且对环境和型砂系统的影响较小,所以未来5年覆膜砂的用量会有一定的增长,同时随着环境保护意识的不断加强,对覆膜砂的低污染和再生利用将不断提出更高的要求。
在覆膜砂生产领域应加强以下两方面工作: (1)发低污染覆膜砂, 主要从以下几方面入手: ① 降低树脂加入量及固化温度; ② 提高覆膜砂的综合性能,尤其是高温性能; ③ 加强无污染的酚醛树脂替代品的研究;。 (2)提高覆膜砂再生能力 覆膜砂再生利用一直是广大专家关注的课题,目前的覆膜砂再生设备价格昂贵并且再生效率不高,生产效率为5吨/小时的热法再生设备价格在1200-1600万元,再生覆膜砂的费用为65-90元/吨,这样的高成本还不能为国内铸造企业所普遍接受。所以开发经济、高效的覆膜砂再生设备具有广泛的市场前景。
【参考文献】 1.朱世根,我国壳型(芯)用覆膜砂的发展,应用先进铸造材料及工艺提高铸件质量研讨会论文集,1999,137-142 2.李平,段汉桥,何光贤,等,耐高温低发气性覆膜砂在柴油机缸盖上的试验及应用[J],造型材料,2004,(2):9-11 3.谭银元,壳法制芯脱壳原因的分析及消除办法[J],造型材料,2003(2):27-28 4.袁征峰,原笑伽,王进兴,新型冷芯盒树脂砂在康明斯缸盖上的应用研究[J],造型材料,2003(4):4-8 5.唐玉林,娄延春,刘秀玲,铸造业2004年走向[J],铸造,2004,(3):167-171 6.万仁芳,韩姝芹,张立波,汽车铸件市场分析[J],铸造,2004(5):335-340
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