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铸铁平台铸件制造熔模铸造水玻璃粘结剂型壳时

铸铁平台铸件制造熔模铸造水玻璃粘结剂型壳的工艺过程,除配制水玻璃涂料外,主要包括:模组的除油与脱脂、在模组上涂挂涂料与撒砂、将型壳干燥与硬化、自型壳中熔失易熔模并焙烧型壳,并最后形成强固的型壳,这些工艺过程对型壳的质量影响极大。通常,在制造熔模铸造水玻璃粘结剂型壳时,除必须制定合理的工艺规程外,更重要的是在操作过程中必须从六个方面引以注意:
(1)在涂料配制方面的注意点 涂料的粘度必须控制适当。对于面层涂料,主要从型壳和铸件表面质量考虑,粘度不能过大也不能过小,若粘度过大,则涂料流动性差,会造成易熔模上的涂料堆积,尤其容易堆积在易熔模的拐角、小孔和凹槽处,结果会造成这些部分硬化不透彻而引起粉化、起皮和脱落,型壳的透气性也低,铸件表面也易形成夹砂、粘砂和砂眼等缺陷;若粘度过小,则涂料层厚度太薄,在撒砂(尤其用沸腾法撒砂)时容易被砂粒打穿或被气流吹走,易熔模棱角处涂料更容易流失而撒不上砂,致使该处在硬化和干燥时容易沿边角开裂,严重时会造成浇注时跑火,铸件表面形成铁刺。对于加固层涂料,要着重从型壳强度和硬化深透性考虑,粘度也不能过大、或过小,若粘度过大,则涂料层太厚往往硬化不透,会导致型壳分层、膨胀等缺陷,同时型壳强度也很低,脱蜡时容易开裂和煮烂;若粘度过小,会使涂料层过薄而砂粒粘附不牢导致型壳强度低o温度对涂料粘度和配比的影响是不容忽视的,因此单纯以粘度值来控制涂料配比是不行的,因为我国大多数地区和工厂的原材料供应点经常变换,而且一年四季的气温变化也比较大,所以生产中应根据工艺要求和气温特点来确定合理的涂料配比范围和该配比下的粘度范围,并用此粘度值来检验涂料质量。
(2)在模组除油与脱脂方面的注意点 在采用蜡基模料制易熔模时,为了提高涂料润湿模组表面的能力,应将模组表面的油污去除掉,故在涂挂涂料之前,先要将模组浸泡在中性肥皂片或表面活性剂(如烷基磺酸钠、洗衣粉等)的水熔液中,中性肥皂片在水溶液中的质量分数约为(0. 2~0. 3)%,而表面活性剂的质量分数约为0.5%。表面活性剂的极性端(亲水基)易吸附涂料,它的非极性端(憎水基)易吸附在蜡模上,故通过表面活性剂,涂料就易覆盖在腊模表面。模组自浸泡液中取出稍晾干后,即可涂挂涂料。
3)在涂挂涂料与撒砂方面的注意点 涂料在使用前必须先搅拌均匀,复测粘度,调整至规定范围,将模组浸入涂料中上下移动和转动,然后提起,在涂料堆积处用毛笔刷匀,合理转动模组,使模组上的涂料较均匀地覆盖一层,涂料滴落很少时,即可进行撒砂。但是,滴尽涂料的时间不可过长,以免因自然硬化而无法粘附砂子。若模组具有小直径的深孔或尖角,凹槽等涂料不易浸入时,须在涂料之前用毛笔蘸取涂料滴入孔槽内,孔槽内如有气泡必须把它弄破。总之,对涂挂涂料的要求是使模组表面全部均匀地涂上一层涂料,不允许涂料局部堆积或某部分空白无涂料。此外,在涂料过程中往往由于与空气作用,使涂料表面形成一层壳或由于粉料下沉而在表面出现液态,故在操作过程中还要经常对涂料进行搅拌,调匀。
(4)在水玻璃型壳干燥与硬化方面的注意点 水玻璃粘结剂是含有少量胶体Si02粒子的硅酸盐离子溶液,因此需要通过干燥和化学硬化两个环节才能完成水玻璃粘结剂型壳的干燥硬化:干燥的主要任务是使型壳中的水分蒸发,而化学硬化的作用是依靠电解质破坏水玻璃溶液的离子平衡,使离子溶液变为溶胶,并进一步转变为冻胶和凝胶,故化学硬化是更为重要的一环。型壳表面层在化学硬化前应进行自然干燥,其时间长短应根据不同的生产特点和生产条件确定,如果粘结剂中Na:O含量较高、涂料粘度较大、室温较低、空气相对湿度较高、通风条件不良以及模组较复杂和尺寸较大,就应采用较长的自然干燥时间,通常自然干燥时间为th至数小时。
(5)在水玻璃型壳脱蜡方面的注意点 型壳制备后停放2~4h,使壳层进一步干燥、硬化后即可进行脱蜡。脱蜡是从水玻璃型壳中熔失易熔模的过程,在此过程中,模料受热熔化前由于膨胀对型壳施加的压力相当大,且模料在熔化前的膨胀系数与型壳材料不同,两者的膨胀速率也不同,易导致型壳变形和开裂,因此应注意解决脱蜡对型壳变形和开裂的问题。在适当压力下、保压时间为8~15min
(6)在水玻璃型壳焙烧方面的注意点 脱蜡后,型壳内部尚含有不少的挥发物,例如,水分、残留蜡料、皂化物、砂和粘土中的有机物和挥发物、硬化过程中残留的氯化铵及盐分等,若不去除它们,则会在浇注金属时产生大量气体,使铸件产生气孔,对薄壁铸件可能影响金属液的填充,同寸这些残留物的存在也将影响铸件表面质量,所以型壳必须进行焙烧。普通低强度型壳应采用装箱填砂法焙烧;高强度型壳可以不必采用装箱,填砂法焙烧。水玻璃型壳的焙烧温度如下:硅砂型壳为800~8500C、硅砂一粘土型壳为850~9000C、铝矾土型壳为900~9500C、高岭石熟料型壳为900~9500C。表5.1-12为制造熔模铸造水玻璃粘结剂型壳的常见缺陷及其产生原因与防止方法。
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