Die chemiese samestelling van keramieksand is hoofsaaklik Al2O3 en SiO2, en die minerale fase van keramieksand is hoofsaaklik korundfase en mullietfase, sowel as 'n klein hoeveelheid amorfe fase.Die vuurvastheid van keramieksand is oor die algemeen groter as 1800°C, en dit is 'n hoë-hardheid aluminium-silikon vuurvaste materiaal.
Kenmerke van keramiek sand
● Hoë vuurvastheid;
● Klein koëffisiënt van termiese uitsetting;
● Hoë termiese geleidingsvermoë;
● Benaderde sferiese vorm, klein hoekfaktor, goeie vloeibaarheid en kompakte vermoë;
● Gladde oppervlak, geen krake, geen stampe;
● Neutrale materiaal, geskik vir verskeie gietmetaalmateriale;
● Die deeltjies het hoë sterkte en word nie maklik gebreek nie;
● Die deeltjiegroottereeks is wyd, en die vermenging kan volgens die prosesvereistes aangepas word.
Toepassing van keramieksand in enjingietstukke
1. Gebruik keramieksand om die aar, sand vassteek, gebreekte kern en sandkern vervorming van gietyster silinderkop op te los
● Silinderblok en silinderkop is die belangrikste gietstukke van die enjin
● Die vorm van die binneholte is kompleks, en die vereistes vir dimensionele akkuraatheid en binneholte-skoonheid is hoog
● Groot bondel
Om produksiedoeltreffendheid en produkkwaliteit te verseker,
● Groensand (hoofsaaklik Hidrostatiese stileringlyn)-monteerlynproduksie word oor die algemeen gebruik.
● Sandkerne gebruik oor die algemeen koue boks en hars bedekte sand (dop kern) proses, en sommige sand kerne gebruik warm boks proses.
● As gevolg van die komplekse vorm van die sandkern van die silinderblok en kopgietsel, het sommige sandkerne 'n klein deursnee-area, die dunste deel van sommige silinderblokke en silinderkopwaterbaadjiekerne is slegs 3-3,5 mm, en die sanduitlaat is smal, die sandkern na gietwerk omring deur hoëtemperatuur gesmelte yster vir 'n lang tyd, dit is moeilik om sand skoon te maak, en spesiale skoonmaaktoerusting is nodig, ens. In die verlede is alle silikasand in gietwerk gebruik produksie, wat probleme met are en sand vassteek in die watermantelgietsels van silinderblok en silinderkop veroorsaak het.Kernvervorming en gebreekte kernprobleme is baie algemeen en moeilik om op te los.
Om sulke probleme op te los, vanaf ongeveer 2010, het 'n paar bekende huishoudelike enjingietondernemings, soos FAW, Weichai, Shangchai, Shanxi Xinke, ens., begin om die toepassing van keramieksand om silinderblokke te vervaardig na te vors en te toets, silinderkop water baadjies, en olie gange.Gelyke sandkerne elimineer of verminder effektief defekte soos sintering van binneholtes, sand vassteek, sandkernvervorming en gebreekte kerns.
Volg foto's word gemaak deur keramiek sand met koue boks proses.
Sedertdien is keramieksand gemengde skropsand geleidelik bevorder in koueboks- en warmboksprosesse, en op silinderkop-waterbaadjiekerne toegepas.Dit is in stabiele produksie vir meer as 6 jaar.Die huidige gebruik van die koue boks sandkern is: volgens die vorm en grootte van die sandkern is die hoeveelheid keramieksand wat bygevoeg word 30%-50%, die totale hoeveelheid hars bygevoeg is 1,2%-1,8%, en die treksterkte is 2,2-2,7 MPa.(Laboratoriummonstertoetsdata)
Opsomming
Gietysterdele van silinderblok en kop bevat baie smal binneholtestrukture, en die giettemperatuur is gewoonlik tussen 1440-1500°C.Die dunwandige deel van die sandkern word maklik gesinter onder die werking van hoë-temperatuur gesmelte yster, soos gesmelte yster wat in die sandkern infiltreer, of produseer koppelvlakreaksie om taai sand te vorm.Die vuurvastheid van keramieksand is groter as 1800°C, intussen is die ware digtheid van keramieksand relatief hoog, die kinetiese energie van sanddeeltjies met dieselfde deursnee en spoed is 1,28 keer dié van silikasanddeeltjies wanneer sand geskiet word, wat kan verhoog die digtheid van sandkerne.
Hierdie voordele is die redes waarom die gebruik van keramieksand die probleem van sand wat in die binneholte van silinderkopgietstukke vassit, kan oplos.
Die wateromhulsel, inlaat- en uitlaatdele van die silinderblok en silinderkop het dikwels aardefekte.'n Groot aantal navorsings en gietpraktyke het getoon dat die hoofoorsaak van die aardefekte op die gietoppervlak die faseveranderingsuitsetting van silikasand is, wat termiese spanning veroorsaak, lei tot krake op die oppervlak van die sandkern, wat gesmelte yster veroorsaak. om in die krake in te dring, is die neiging van are groter veral in die koueboksproses.Trouens, die termiese uitsettingtempo van silikasand is so hoog as 1,5%, terwyl die termiese uitsettingtempo van keramieksand slegs 0,13% is (verhit by 1000°C vir 10 minute).Die moontlikheid van krake is baie klein waar op die oppervlak van die sandkern as gevolg van termiese uitsettingspanning.Die gebruik van keramieksand in die sandkern van die silinderblok en silinderkop is tans 'n eenvoudige en effektiewe oplossing vir die probleem van aar.
Ingewikkelde, dunwandige, lang en smal silinderkop water baadjie sand kerne en silinder olie kanaal sand kerne vereis hoë sterkte (insluitend hoë temperatuur sterkte) en taaiheid, en terselfdertyd moet die gas generasie van die kern sand beheer.Tradisioneel word die bedekte sandproses meestal gebruik.Die gebruik van keramieksand verminder die hoeveelheid hars en bereik die effek van hoë sterkte en lae gasgenerering.As gevolg van die voortdurende verbetering van die werkverrigting van hars en rou sand, het die koue boksproses die afgelope paar jaar toenemend 'n deel van die bedekte sandproses vervang, wat produksiedoeltreffendheid aansienlik verbeter en die produksie-omgewing verbeter het.
2. Toepassing van keramieksand om die probleem van sandkernvervorming van uitlaatpyp op te los
Uitlaatspruitstukke werk vir 'n lang tyd onder hoë-temperatuur afwisselende toestande, en die oksidasieweerstand van materiale by hoë temperature beïnvloed die lewensduur van uitlaatspruitstukke direk.In onlangse jare het die land die emissiestandaarde van motoruitlaat voortdurend verbeter, en die toepassing van katalitiese tegnologie en turbo-aanjagingstegnologie het die werkstemperatuur van die uitlaatspruitstuk aansienlik verhoog, en bereik bo 750 °C.Met die verdere verbetering van enjinverrigting sal die werktemperatuur van die uitlaatspruitstuk ook verhoog.Tans word hittebestande gietstaal algemeen gebruik, soos ZG 40Cr22Ni10Si2 (JB/T 13044), ens., Met 'n hittebestande temperatuur van 950°C-1100°C.
Daar word gewoonlik vereis dat die binneholte van die uitlaatspruitstuk vry is van krake, koue sluitings, krimpholtes, slakinsluitings, ens. wat die werkverrigting beïnvloed, en die grofheid van die binneholte moet nie groter as Ra25 wees nie.Terselfdertyd is daar streng en duidelike regulasies oor die afwyking van die pypwanddikte.Vir 'n lang tyd het die probleem van ongelyke wanddikte en oormatige afwyking van die uitlaatspruitstukpypwand baie uitlaatspruitstukgieterye geteister.
'n Gietery het eers silika-sandbedekte sandkerne gebruik om hittebestande staaluitlaatspruitstukke te vervaardig.As gevolg van die hoë giettemperatuur (1470-1550°C), was die sandkerne maklik vervorm, wat gelei het tot buite-toleransie verskynsels in pypwanddikte.Alhoewel die silikasand met hoë-temperatuur faseverandering behandel is, kan dit as gevolg van die invloed van verskeie faktore steeds nie die vervorming van die sandkern by hoë temperatuur oorkom nie, wat lei tot 'n wye reeks fluktuasies in die dikte van die pypwand , en in ernstige gevalle sal dit geskrap word.Ten einde die sterkte van die sandkern te verbeter en die gasopwekking van die sandkern te beheer, is besluit om keramiek-sandbedekte sand te gebruik.Wanneer die hoeveelheid hars wat bygevoeg is 36% laer was as dié van silika-sandbedekte sand, het sy kamertemperatuur buigsterkte en termiese buigsterkte met 51%, 67% toegeneem, en die hoeveelheid gasopwekking is verminder met 20%, wat voldoen aan die prosesvereistes van hoë sterkte en lae gasopwekking.
Die fabriek gebruik silika-sand-bedekte sandkerne en keramiek-sand-bedekte sandkerne vir gelyktydige giet, nadat hulle die gietstukke skoongemaak het, doen hulle anatomiese inspeksies.
As die kern van silika-sandbedekte sand gemaak is, het die gietstukke ongelyke wanddikte en dun wand, en die wanddikte is 3,0-6,2 mm;wanneer die kern van keramiek-sandbedekte sand gemaak is, is die wanddikte van die gietstuk eenvormig, en die wanddikte is 4,4-4,6 mm.soos volg prentjie
Silika sand bedekte sand
Keramiek sand bedekte sand
Keramiek-sandbedekte sand word gebruik om kerns te maak, wat breek van sandkern uitskakel, sandkernvervorming verminder, die dimensionele akkuraatheid van die binneholtevloeikanaal van die uitlaatspruitstuk aansienlik verbeter, en sand wat in die binneholte vassit, verminder, wat die kwaliteit van gietstukke en voltooide produkte koers en aansienlike ekonomiese voordele behaal.
3. Aanwending van keramieksand in turboaanjaerbehuising
Die werkstemperatuur by die turbinekant van die turboaanjaer-dop oorskry gewoonlik 600°C, en sommige bereik selfs so hoog as 950-1050°C.Die dopmateriaal moet bestand wees teen hoë temperature en goeie gietprestasie hê.Die dopstruktuur is meer kompak, die wanddikte is dun en eenvormig, en die binneholte is skoon, ens., is uiters veeleisend.Tans word die turboaanjaerbehuising oor die algemeen gemaak van hittebestande staalgietsels (soos 1.4837 en 1.4849 van die Duitse standaard DIN EN 10295), en hittebestande rekbare yster word ook gebruik (soos die Duitse standaard GGG SiMo, die Amerikaanse standaard hoë-nikkel austenitiese nodulêre yster D5S, ens.).
'n 1.8 T-enjin turboaanjaerbehuising, materiaal: 1.4837, naamlik GX40CrNiSi 25-12, hoof chemiese samestelling (%): C: 0.3-0.5, Si: 1-2.5, Cr: 24-27, Ma: Maks 0.5, Ni: 11 -14, giettemperatuur 1560 ℃.Die legering het 'n hoë smeltpunt, 'n groot krimptempo, 'n sterk warm kraakneiging en 'n hoë gietmoeilikheid.Die metallografiese struktuur van die gietstuk het streng vereistes vir oorblywende karbiede en nie-metaalinsluitings, en daar is ook spesifieke regulasies oor gietdefekte.Om die kwaliteit en produksiedoeltreffendheid van gietstukke te verseker, neem die gietproses kerngietwerk aan met filmbedekte sanddopkerne (en 'n paar koue boks- en warmbokskerne).Aanvanklik is AFS50-skropsand gebruik, en daarna is geroosterde silikasand gebruik, maar probleme soos sand vassit, brame, termiese krake en porieë in die binneholte het in verskillende mate voorgekom.
Op grond van navorsing en toetsing het die fabriek besluit om keramieksand te gebruik.Aanvanklik voltooide bedekte sand (100% keramieksand) aangekoop, en toe herlewings- en deklaagtoerusting gekoop, en die proses voortdurend geoptimaliseer tydens die produksieproses, gebruik keramieksand en skropsand om rou sand te meng.Tans word die bedekte sand rofweg volgens die volgende tabel geïmplementeer:
| Keramiek-sandbedekte sandproses vir turboaanjaerbehuising | ||||
| Sand Grootte | Tempo van keramiek sand % | Hars toevoeging % | Buigsterkte MPa | Gasuitset ml/g |
| AFS50 | 30-50 | 1,6-1,9 | 6,5-8 | ≤12 |
Oor die afgelope paar jaar het die produksieproses van hierdie aanleg stabiel verloop, die gehalte van gietstukke is goed, en die ekonomiese en omgewingsvoordele is merkwaardig.Die opsomming is soos volg:
a.Die gebruik van keramieksand, of die gebruik van 'n mengsel van keramieksand en silikasand om kerns te maak, elimineer defekte soos sand vassteek, sintering, aaring en termiese krake van gietstukke, en realiseer stabiele en doeltreffende produksie;
b.Kerngietwerk, hoë produksiedoeltreffendheid, lae sand-ysterverhouding (gewoonlik nie meer as 2:1), minder rou sandverbruik en laer koste;
c.Kerngiet is bevorderlik vir die algehele herwinning en regenerasie van afvalsand, en die termiese herwinning word eenvormig vir herlewing aangeneem.Die werkverrigting van geregenereerde sand het die vlak van nuwe sand vir skropsand bereik, wat die effek bereik het om die aankoopkoste van rou sand te verminder en die vrystelling van vaste afval te verminder;
d.Dit is nodig om gereeld die inhoud van keramieksand in geregenereerde sand na te gaan om die hoeveelheid nuwe keramieksand wat bygevoeg is, te bepaal;
e.Keramieksand het 'n ronde vorm, goeie vloeibaarheid en groot spesifisiteit.Wanneer dit met silikasand gemeng word, is dit maklik om segregasie te veroorsaak.Indien nodig, moet die sandskietproses aangepas word;
f.As u die film bedek, probeer om 'n hoë gehalte fenolhars te gebruik, en gebruik verskillende bymiddels met omsigtigheid.
4. Toepassing van keramieksand in enjin-aluminiumlegering-silinderkop
Om die krag van motors te verbeter, brandstofverbruik te verminder, uitlaatbesoedeling te verminder en die omgewing te beskerm, is liggewigmotors die ontwikkelingstendens van die motorbedryf.Tans word motorenjins (insluitend dieselenjin) gietstukke, soos silinderblokke en silinderkoppe, oor die algemeen met aluminiumlegerings gegiet, en die gietproses van silinderblokke en silinderkoppe, wanneer sandkerne, metaalvormswaartekraggietwerk en lae druk gebruik word casting (LPDC) is die mees verteenwoordigende.
Die sandkern, bedekte sand en koue boksproses van aluminiumlegeringssilinderblok- en kopgietstukke is meer algemeen, geskik vir hoë-presisie en grootskaalse produksie-eienskappe.Die metode om keramieksand te gebruik is soortgelyk aan die vervaardiging van gietystersilinderkop.As gevolg van die lae giettemperatuur en klein soortlike gewig van aluminiumlegering, word oor die algemeen lae-sterkte kernsand gebruik, soos 'n koue boks sandkern in 'n fabriek, die hoeveelheid hars wat bygevoeg word is 0,5-0,6%, en die treksterkte is 0,8-1,2 MPa.Kernsand word benodig Het goeie opvoubaarheid.Die gebruik van keramieksand verminder die hoeveelheid hars wat bygevoeg word en verbeter die ineenstorting van die sandkern aansienlik.
In onlangse jare, om die produksie-omgewing te verbeter en die kwaliteit van gietstukke te verbeter, is daar meer en meer navorsing en toepassings van anorganiese bindmiddels (insluitend gemodifiseerde waterglas, fosfaatbinders, ens.).Die prent hieronder is die gietplek van 'n fabriek wat keramiek sand anorganiese bindmiddel kern sand aluminium legering silinderkop gebruik.
Die fabriek gebruik keramiek sand anorganiese bindmiddel om die kern te maak, en die hoeveelheid bindmiddel wat bygevoeg word is 1,8 ~ 2,2%.As gevolg van die goeie vloeibaarheid van keramieksand, is die sandkern dig, die oppervlak is volledig en glad, en terselfdertyd is die hoeveelheid gasopwekking klein, dit verbeter die opbrengs van gietstukke aansienlik, verbeter die opvoubaarheid van kernsand , verbeter die produksie-omgewing, en word 'n model van groen produksie.
Die toepassing van keramieksand in die enjingietbedryf het produksiedoeltreffendheid verbeter, die werksomgewing verbeter, gietfoute opgelos en aansienlike ekonomiese voordele en goeie omgewingsvoordele behaal.
Die enjingieterybedryf moet voortgaan om die herlewing van kernsand te verhoog, die gebruiksdoeltreffendheid van keramieksand verder te verbeter en vaste afvalvrystellings te verminder.
Uit die perspektief van die gebruikseffek en omvang van gebruik, is keramieksand tans die gietende spesiale sand met die beste omvattende werkverrigting en die grootste verbruik in die enjingietbedryf.
Postyd: 27 Maart 2023
