铸造技术操作规程.docx
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铸造技术操作规程
酯硬化砂铸造技术操作规程
目录
1.范围1
2.主要设备(见表1)1
3.工艺流程1
4.技术操作内容1
4.1.配砂技术操作1
4.2.型砂试验技术操作1
4.3.造型技术10
4.4.制芯技术操作15
4.5.下芯合箱技术操作18
4.6.浇注技术操作规程23
4.7.打箱技术操作规程27
酯硬化砂铸造技术操作规程
1.范围
本规程规定了酯硬化石英砂铸造混砂、型砂检验、造型、制芯、合箱、浇注和砂再生等技术操作要求及异常情况处理等内容。
本规程适用于鞍钢机械制造公司铸钢厂的酯硬化石英砂铸造技术操作。
2.工艺流程
3.技术操作内容
3.1.混砂工技术操作要求
3.1.1混砂机操作者在主管工程师的指导下具体负责配砂、加液料、加砂、操作混砂机、做好混砂机的日常维护、保洁工作。
3.1.2每班次开机前应检查混砂槽、混砂叶片、液料喷嘴、出砂口的清理情况。
并查看交接班次记录、温湿度记录。
3.1.3水玻璃温度在20~50℃时,粘度和流动性最好,冬季现场温度低于5℃要启用水浴加热和地坑水玻璃加热措施,低于5℃时,加热温度控制在20~30℃,低于零下5℃时,加热温度控制在30~50℃。
3.1.4加入水玻璃和固化剂到液料箱要分别用不同的齿轮泵,并且要通过过滤网方可加入液料箱中,要有专人管理,绝对防止加错牌号或两者加入一起。
水玻璃加料管不能伸入地坑料罐的底部,避免将罐底的沉淀物带入,堵塞筛网及泵、阀;加料后液料箱加料口盖严,减少异物落入液料箱中,固化剂液料箱要远离火源,并做好防火措施。
要定期清理过滤网和过滤器。
3.1.5混砂机通电,打开液料循环,打开压缩空气开关(阀门),检查阀门、管路,确定液料流动是否正常,若液料管路中有气泡应及时排除气泡。
3.1.6完成上述操作未见异常方可混砂,混砂开始注意观察头尾砂的情况。
从设备的动作声判断混砂是否正常,通过眼观、手握、鼻闻,判断出砂量、砂温、水玻璃加入量和有无固化剂。
3.1.7检验混出砂的可使用时间(或硬化时间)来判断是否能满足操作要求。
若不能满足要求,应及时调整。
调整合适后方可混砂。
3.1.8每次混砂后30分钟内不再混砂,则应尽快放水冲洗混砂槽,并打开混砂槽,清理混砂槽、混砂叶片及液料喷嘴,配砂工应准备专门的清理工具(弧形铲、短扁铲、手锤、液料喷嘴通针)。
3.1.9每班次下班前彻底清理混砂机后,混砂槽应打开不合上,待下班次工人或管理人员检查。
3.1.10每班次下班前应为下班次的生产认真做好新砂、再生砂、液料的准备,并将本班次的工作记录认真填写,以备下班次工人参考。
3.1.11配合造型材料检验人员取样、制样、检查液料加入量,及时掌握检验结果便于根据情况及时作出调整。
3.1.12熟悉混砂机、发送罐的工作原理、结构。
掌握工作状况和操作方法。
严格按程序操作。
清楚常见故障的产生原因及排除方法。
及时清理除尘布袋,作好操作设备的日常保养、维护、协助设备保修人员的工作。
为混砂设备的维护、修理、改进提供参考建议。
3.1.13每周检查一次砂流量。
定期清理过滤器和液料箱。
3.2型砂技术要求
3.2.1再生砂配比及技术要求
3.2.1再生砂工艺配比表一(汇亚通材料)
序
号
温
度
℃
湿
度
%
工艺配比
性能
水玻璃
固化剂
可使用时间
强度
(10-1MPa)
加入量%
型号
加入量%
型号
1
0~10
30~50
3.0~3.2
106
18
132
10~20分
4~7
2
10~20
40~50
3.0~3.2
106
18
131
10~20分
4~9
3
20~30
60~80
3.0~3.2
105
20
130
10~20分
3~6
4
-10~0
30~50
3.0~3.2
102
18
132
10~20分
3~6
5
-20~-10
40~50
3.0~3.2
103
18
132
10~20分
3~6
再生砂工艺配比表二(铸钢民政材料)
序
号
温
度
℃
湿
度
%
工艺配比
性能
水玻璃
固化剂
可使用时间
强度
(10-1MPa)
加入量%
型号
加入量%
型号
1
0~10
30~50
3.0~3.2
CS-30
16
CG3
10~20分
4~7
2
10~20
40~50
3.0~3.2
CS-30
18
CG4
10~20分
4~9
3
20~30
60~80
3.0~3.2
CS-40
18
CG4
10~20分
3~6
4
-10~0
30~50
3.0~3.2
CS-20
16
CG3
10~20分
3~6
5
-20~-10
40~50
3.0~3.2
CS-20
16
CG2
10~20分
3~6
说明:
1、表中水玻璃加入量可根据使用在要求在范围内调整,造型取3.2%,埋箱取3.0%;
2、此配比表对再生砂的要求:
水分≤0.5%,残留Na2O≤0.5%,140目以下灰粉≤0.5%,砂温15~35℃。
当再生砂某一项指标有较大变化时,配比表中的数值也会浮动,需要根据具体指标变化情况来调整配比才能保证型砂性能满足使用要求。
3、新砂和再生砂切换使用,材料品种多,配比档位多,使操作上有些复杂,因此车间必须对水玻璃料罐、固化剂料罐进行清楚明显的标识,严格避免不同规格的材料互混。
并且所有混砂机显示屏上的配比,要尽量统一化,使操作者容易掌握。
3.2.2新石英砂配比及技术要求
新砂工艺配比表一(汇亚通材料)
序
号
温
度
℃
湿
度
%
工艺配比
性能
水玻璃
固化剂
可使用时间
强度
(10-1MPa)
加入量%
型号
加入量%
型号
1
0~10
30~50
3.0~3.2
103
18
132:
134=50:
50
30~40分
4~7
2
10~20
40~50
3.0~3.2
106
18
132
30~40分
4~9
3
20~30
60~80
3.0~3.2
106
20
131
30~40分
3~6
4
-10~0
30~50
3.0~3.2
103
18
132:
134=50:
50
30~40分
3~6
5
-20~-10
40~50
3.0~3.2
103
18
134
40~50分
3~6
新砂工艺配比表二(铸钢民政材料)
序
号
温
度
℃
湿
度
%
工艺配比
性能
水玻璃
固化剂
可使用时间
强度
(10-1MPa)
加入量%
型号
加入量%
型号
1
0~10
30~50
3.0~3.2
CS-20
16
CG3
30~40分
4~7
2
10~20
40~50
3.0~3.2
CS-30
16
CG3
30~40分
4~9
3
20~30
60~80
3.0~3.2
CS-30
18
CG4
30~40分
3~6
4
-10~0
30~50
3.0~3.2
CS-20
16
CG2
30~40分
3~6
5
-20~-10
40~50
3.0~3.2
CS-20
16
CG0
40~50分
3~6
说明:
1、表中水玻璃加入量可根据型芯结构和强度要求在范围内调整;
2、水玻璃、固化剂型号基本不许调整,如埋箱等特殊情况需要调整配比时,要与技术科型砂工艺员联系,确定型砂配比。
3、起模时间的确定:
型砂可用时间一般在20~40分钟,起模时间是可使用时间的3~4倍。
雨季及寒冷冬季起模时间要延长一倍,型芯吃砂量特别大,起模时间也要延长一倍。
3.2.3树脂砂配比及技术要求
树脂石英砂工艺配比表
序
号
温
度
℃
工艺配比
性能
树脂
固化剂
可使用时间
强度
(10-1MPa)
加入量%
型号
加入量%
型号
1
0~10
2.0
123
30
142
30~40分
7~12
2
10~20
2.0
122
30
142:
140=50:
50
30~40分
7~12
3
20~30
2.0
121
30
140
30~40分
7~12
4
CO2硬化:
161树脂加入量2.5~2.8%
树脂铬铁矿砂工艺配比表
序
号
温
度
℃
工艺配比
性能
树脂
固化剂
可使用时间
强度
(10-1MPa)
加入量%
型号
加入量%
型号
1
0~10
1.2
123
30
142
30~40分
8~15
2
10~20
1.2
122
30
142:
140=50:
50
30~40分
8~15
3
20~30
1.2
121
30
140
30~40分
8~15
4
CO2硬化:
161树脂加入量1.5%
要求:
1、自硬型树脂砂原则上不允许采取手工混制方法,用量少于30kg时可以采取手工混制,手工混制时要注意原砂、树脂和固化剂的加入量必须称量准确,先加入固化剂混匀,再加入树脂混匀,混制时间控制在2分钟内完成。
2、CO2硬化树脂砂,要注意CO2的压力和流量不能太高,以免影响强度。
3.3旧砂再生操作要求
3.3.1进入落砂床的旧砂不能太潮湿,水分超过1.0%的旧砂不能直接进入再生系统,避免系统堵塞。
3.3.2焙烧炉温度要求:
每次启动再生系统前,先开启焙烧炉,按照设备操作规程规定的烘烤曲线进行烘炉。
焙烧炉的温度设定:
出砂温度达到240~320℃,旧砂粒上的残余粘结剂膜在此受热温度时,呈最理想的膨松脆化状态,有利于残余Na2O的脱除。
3.3.3生产中可根据实际情况对焙烧温度适当调整。
铸件落砂后旧砂能立即进入再生系统时,温度可适当下调到160~200℃;旧砂不能及时进入再生系统特别是潮湿季节,焙烧温度必须在240~320℃。
3.3.4潮湿雨季要尽量使打箱后的旧砂及时进行再生,缩短堆放时间,并加强现场的通风。
3.3.5再生砂中微粉是有害的,应及时清除各除尘器的积尘。
发现再生砂中的微粉超标时,应及时对除尘系统进行检查,人工清除布袋或滤桶上的积尘,更换损坏的布袋或滤筒。
3.3.6再生砂的指标检测:
每班再生线运行时,都要取样检测,检测砂温、微粉、残留Na2O。
取样频次:
首次取样时间在系统运行大约半小时后,然后每隔3~4小时取一次样。
3.3.7指标要求:
砂温≤35℃、微粉≤0.5%、残留Na2O≤0.5%,其中任何一项指标超标时,化验员必须及时向型砂工艺员及铸造车间负责人反馈,依据不合格的程度,采取相应措施。
超标范围≤10%,可从混砂工艺上稍做调整;超标严重时,车间要通知操作人员及时停机,查找原因并纠正。
3.3.8旧砂进入再生设备前要确保砂子干燥,铸造车间和清砂车间都要严格控制,严禁向旧砂中打水,同时要避免生产现场漏雨所导致的旧砂或再生设备潮湿。
3.3.9进入振动落砂床的旧砂不能混有大量的草绳、塑料等杂物,避免将筛网堵塞;重量较大的冷铁、水口等也要在进入落砂床之前回收,避免对振动落砂磨损严重,降低落砂床使用寿命。
3.3.10系统每次启动时,必须有专人负责监控总控室设备运行状况,及时发现故障,避免重大损失。
3.4型砂试验技术操作
3.4.1原砂的颗粒组成测定
3.4.1.1原砂的颗粒组成用筛分法测定。
测定时须备有筛分机和成套的标准筛。
3.4.1.2测定前将标准筛按筛号6、12……至底盘的顺序从上到下排列。
除特殊情况外,原砂在进行粒度分析前将作含泥量实验,烘干至恒重的试料(100g)放在最上面的一个筛子上。
3.4.1.3将装有试料的全套筛子固定在筛砂机上,盖上顶盖,束紧橡皮带带,开动电源开关。
(开动时徐徐加速,约20秒内振动速度为200转/分)筛动时间为10分钟。
3.4.1.4筛动时间到达后停机,取下筛子,将每一个筛子以及底盘上所停留的砂子分别到在光滑的纸上,并用软刷子仔细从筛子的背面清理筛底和筛壁,称量每个筛子上的砂粒重量(精确至0.1克,仲裁性实验至0.01克),所得结果即为该筛上颗粒数量的百分数。
3.4.1.5实验后将每个筛子及底盘上的砂粒停留量相加,其重量应不超出100±1克,否则实验应重新进行。
3.4.1.6标准筛目数及筛网孔径尺寸见表2:
表2
序号
筛号目数
网孔透光部分的边长(mm)
1
6
3.20
2
12
1.60
3
24
0.80
4
28
0.63
5
45
0.40
6
55
0.315
7
75
0.200
8
100
0.154
9
150
0.100
10
200
11
260
3.4.2再生砂中残余Na2O含量的测定方法(快速测定方法):
3.4.2.1主要仪器和试剂:
天平(感量为0.01g)、三角烧杯等;甲基红指示剂(质量分数0.1%)、浓度为0.5mol/L的盐酸标准溶液、蒸馏水等。
3.4.2.2试验步骤:
称取50g水玻璃再生砂,放入250ml的三角烧杯中,加入蒸馏水100ml,用玻璃棒人工搅拌10min或在电磁搅拌器内搅拌5min后,向残砂液中加入8~12滴混合指示剂,然后边搅拌边滴入0.5mol/L的盐酸标准溶液,直至残砂液变成橙红色,颜色浑浊时要用PH试纸比色,恰好PH值在6~7为终点,记录下盐酸标准溶液消耗的毫升数V。
按公式ωNa2O=0.031V(%)计算
3.4.3型砂的水分测定
称取50克试料(准确导0.01克),成薄层均匀分布在烘干盘上,放到红外线烘干器中在105~200℃烘干,直至恒重,冷却,称量。
烘干前后试料重量差乘2,即为此试料含水量的百分率。
3.4.4“∞”字试样的制作
3.4.4.1“∞”字样盒的制作:
由于酯硬化水玻璃砂未硬化前湿强度为零,原锤击式方法制样打开芯盒试样就散,需要木型车间制作试样木芯盒,为防止芯盒变形,选择木料必须充分干燥,样盒带底板,芯卡。
试样尺寸按液压强度试验机上的“∞”字模,留0.5mm间隙量。
3.4.4.2制样前先将样盒整理好,对齐,卡紧,样盒放置在与现场温度、湿度一致的环境。
3.4.4.3每个型砂样做三个“∞”字样,把110克左右的型砂放在“∞”字样盒内,塞紧、拍实。
3.4.4.4制好的试样静置,待8小时或24小时硬化后,检测干拉强度值。
3.4.5SOY液压强度试验机操作规程
3.4.5.1工作前必须检查机内油量是否充足,并要排除机内气体。
3.4.5.2用标准弹簧对液压强度仪进行检查,受压弹簧之特性线应与供校验的弹簧特性基本一致,如果差别较大,本机不能作正常使用,应对工作活塞和低压表作检查。
3.4.5.3抗拉强度的测定:
将抗拉夹具装在仪器上,把冲制好的″∞″字形样放入夹具中,并使夹具中四个滚柱的R园部贴在试样腰部,使压力通过夹具顶板作用于试样上,直至试样断裂,压力表指针停留位置所指抗拉圈刻度值,即为测试的抗拉强度值。
3.4.5.4仪器用完后应擦净,并加盖防尘罩。
3.4.5.5仪器各部件均有良好的密封措施,不许随意拆卸,以防破坏原机密封结构,造成漏油,影响使用。
3.4.5.6切勿随意摇动手柄,以防活塞脱出,如活塞脱出后,严禁用锤直接敲击,应将活塞位置放正,然后用铜棒顶住,轻轻敲击,即可复位。
3.4.6混砂机操作规程
3.4.6.1树脂砂快速混砂机,使用前先空转几圈,看其运转正常时,方可使用。
3.4.6.2每次混砂量1.5~3Kg,砂从漏斗均匀装入碗中,试料中不许有粗块及其它杂物。
3.4.6.3将定时器指针旋至1.5~2分钟之间位置,启动10秒后,从圆孔先均匀加入固化剂,20秒后均匀加入水玻璃,定时器归零混砂完成。
3.4.6.4将混砂碗下面的螺旋支柱逆时针旋转4~6圈,将支柱移开,取下混砂碗下部,取出砂样做水分、“∞”字样。
3.4.6.5试验后清理混砂碗、搅笼,将下部混砂碗合上,支柱旋紧。
3.4.6.6注意混砂机的保养,仔细擦抹机器,经常注油,至少半年换油一次。
3.4.7水玻璃的分析
水玻璃的主要成分为硅酸钠(Na2SiO3)。
分析相目主要是测定二氧化硅及氧化钠的含量。
有时只需测定“模数”值。
所谓“模数”值乃是SiO2与Na2O的比值。
目前,氧化钠和二氧化硅的测定,普遍采用的快速分析法是用酸碱连续滴定.方法简便、快速、全部操作只需几分钟即可完成.
如只需测定“模数”时,其操作与测定氧化钠及二氧化硅相同,样品不必称量。
3.4.7.1氧化钠与二氧化硅的连续测定—酸碱容量法
3.4.7.1.1方法提要
水玻璃溶于水后产生氢氧化钠:
Na2SiO3+2H2O=2NaOH+H2SiO3,所生成的碱以甲基红_孔雀绿位指示剂,用盐酸滴定:
NaOH+HCl=NaCl+H2O,
根据所消耗的演算标准溶液毫升数求得氧化钠的含量.
向滴定氧化钠后的溶液中加入氟化钠,使溶液中的硅酸与其形成氟硅酸钠并释放出氢氧化钠:
H2SiO3+6NaF+H2O=Na2SiF6+4NaOH
用演算标准溶液滴定游离出的氢氧化钠,并使过量少许,然后再用氢氧化钠标准溶液回滴:
HCl+NaOH=NaCl+H2O
根据实际所耗用的盐酸标准溶液毫升数求得二氧化硅的含量.
3.4.7.1.2试剂
3.4.7.1.2.1甲基红指示剂(0.2%乙醇溶液).
3.4.7.1.2.2孔雀绿指示剂(0.2%).
3.4.7.1.2.3盐酸标准溶液(0.1N).
3.4.7.1.2.4盐酸标准溶液(0.5N).
3.4.7.1.2.5氢氧化钠标准溶液(0.5N)
3.4.7.1.2.6氟化钠溶液(8%),存于玻璃瓶中.
3.4.7.1.3分析步骤
3.4.7.1.3.1氧化钠的测定
用称量瓶称取试样0.6~1克(约8~10滴),以少量热水溶解并冲洗入250毫升锥形瓶中,加水至体积为50~60毫升.加甲基红指示剂10~12滴,孔雀绿指示剂2~3滴,用0.1N盐酸标准溶液滴定至紫红色为终点.记下毫升数为V1.
3.4.7.1.3.2二氧化硅的测定
向滴定氧化钠后的溶液中,加入8%氟化钠溶液30毫升,振摇1分钟,此时溶液由紫红色变为绿色.用0.5N盐酸标准溶液滴定至紫红色,在过加2~3毫升,记下毫升数为V2.放置2~3分钟,然后用0.5N氢氧化钠标准溶液滴至恰好呈亮绿色为终点.记下毫升数为V3
氧化钠及二氧化硅的百分含量分别按下式计算:
V2-V3
模数=×2.50
V1
式中N1_滴定氢氧化钠使用盐酸标准溶液的当量浓度。
N_盐酸或氢氧化钠标准溶液的当量浓度。
V1_滴定氢氧化钠所消耗的盐酸标准溶液毫升数。
V2_第二次用盐酸标准溶液滴定和加入过量的总毫升数。
V3_回滴时所消耗的氢氧化钠标准溶液毫升数。
G_称样重(克)。
0.0310_1毫升1N盐酸标准溶液相当于氢氧化钠的克数。
0.01502_1毫升1N盐酸标准溶液相当于二氧化硅的克数。
注解:
用本法测得的模数值比用动物胶法测定二氧化硅后计算出的模数值稍低,其原因未经详细探讨,但我们认为用动物胶法测出得二氧化硅量要比实际含量高些,因为其中包括不容胶在。
3.4.8各种试剂配制
3.4.8.1甲基红配制。
甲基红能溶解于酒精,不能溶解于水中,预配制0.2%的溶液,可在100ml酒精中加入甲基红0.2g,用瓶装好,溶解于酒精中即可。
3.4.8.2孔雀绿配制。
孔雀绿能溶解于水中(蒸馏水)不能溶解于酒精,预配制0.2%溶液,在100ml蒸馏水中加入0.2g固体孔雀绿,溶解于水中即可使用。
3.4.8.3酚酞指示液的配配制:
酚酞能溶解于酒精,预配制1%的酚酞指示液,称取0.5克的酚酞,到入500毫升酒精中,待酚酞融解后即可使用。
3.4.8.4氟化钠配制。
用秤称量640g固体氟化钠导入瓶中,再用量筒量7360ml蒸馏水倒入瓶中,晃动10分钟,静止24小时即可。
3.4.8.5氟化钠空白值标定:
取30ml已配好的氟化钠溶液装入125ml的三角瓶中,滴入8滴甲基红,再滴入3滴孔雀绿后溶液呈现绿色,接着滴入0.5NHCl溶液,记下盐酸消耗量数值,再滴入0.5NNaOH溶液,记下NaOH溶液消耗量数值,最后用大的消耗量数值减去小的消耗量数值就是氟化钠溶液的空白值
3.4.8.60.1N草酸的配制:
0.1N草酸的配制:
用天平称取3.1517g固体草酸放入平底大肚瓶中,加入500ml去碳蒸馏水使之全部溶解。
隔日后用来标定0.1NNaOH溶液。
E×N
g﹦×V
1000
g——固体草酸重量。
E——草酸克分子量。
N——预配草酸浓度。
V——预配草酸体积。
3.4.8.70.5N草酸的配制:
用天平称取15.7585g固体草酸放入平底大肚瓶中,加入500ml去碳蒸馏水使之全部溶解。
隔日后用来标定0.5NNaOH溶液。
3.4.90.5NNaOH溶液的配制:
3.4.9.1计算公式:
E×N
g﹦×V
1000×Q
式中:
g——固态NaOH重量。
N——预配NaOH溶液的浓度。
Q——固体NaOH的百分含量。
V——预配NaOH溶液的体积。
3.4.9.2用托盘天平称固体NaOH62克,到入10公斤细口瓶中,加入计算好的去碳蒸馏水3000毫升,摇晃至NaOH融解于水中,最后标定。
3.4.9.3分别把0.5NNaOH溶液和0.5N草酸溶液到入两个滴定管中,先将0.5N草酸溶液20毫升滴入三脚瓶中,加4滴酚酞溶液,再用准备标定的NaOH溶液滴定至变成粉色为终点,读出0.5NNaOH溶液消耗值,如果消耗值大于20毫升,说明溶液稀了。
若小于20毫升,说明溶液浓了。
3.4.9.4补正增浓时公式。
(V1-V2)×VN
△V=
V1(n-N)
式中。
△V——补加浓溶液的体积。
V1——滴定时被标定溶液体积。
V——需补正溶液的体积。
V2——滴定时消耗标准溶液的体积。
n——浓溶液的浓度。
N——补正后要求的浓度。
由浓往稀用水补正时公式。
V2-V1
△V=×V
V1
式中。
△V——应加水的量。
V——被标定的溶液量。
V1——滴定时被标定溶液体积。
V2——滴定时标准溶液体积。
3.4.9.5溶液补正后继续标定,直至合格。
3.4.9.60.1NNaOH溶液配制:
(1)用100毫升量筒量100毫升0.5NNaOH溶液,再用500毫升量筒量400毫升去碳蒸馏水,混合装入一个容器中摇晃均匀即可。
(2)溶液标定如0.5NNaOH溶液。
3.4.100.5NHCl溶液配制:
3.4.10.1配制公式。
E×N
U﹦×V
S×P×1000
式中:
U—浓盐酸应取的量。
E——盐酸克
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