Ang kemikal na komposisyon ng ceramic sand ay higit sa lahat Al2O3 at SiO2, at ang mineral phase ng ceramic sand ay pangunahing corundum phase at mullite phase, pati na rin ang isang maliit na halaga ng amorphous phase. Ang refractoriness ng ceramic sand sa pangkalahatan ay higit sa 1800°C, at ito ay isang high-hardness na aluminum-silicon refractory material.
Mga katangian ng ceramic sand
● Mataas na refractoriness;
● Maliit na koepisyent ng thermal expansion;
● Mataas na thermal conductivity;
● Tinatayang spherical na hugis, maliit na anggulo na kadahilanan, magandang pagkalikido at compact na kakayahan;
● Makinis na ibabaw, walang bitak, walang bukol;
● Neutral na materyal, na angkop para sa iba't ibang mga materyales sa paghahagis ng metal;
● Ang mga particle ay may mataas na lakas at hindi madaling masira;
● Ang saklaw ng laki ng butil ay malawak, at ang paghahalo ay maaaring ipasadya ayon sa mga kinakailangan sa proseso.
Application ng Ceramic Sand sa Engine Castings
1. Gumamit ng ceramic sand para malutas ang veining, sand sticking, broken core at sand core deformation ng cast iron cylinder head
● Ang cylinder block at cylinder head ay ang pinakamahalagang casting ng engine
● Ang hugis ng inner cavity ay kumplikado, at ang mga kinakailangan para sa dimensional accuracy at inner cavity ay mataas.
● Malaking batch
Upang matiyak ang kahusayan ng produksyon at kalidad ng produkto,
● Karaniwang ginagamit ang produksyon ng linya ng pagpupulong ng berdeng buhangin (pangunahing Hydrostatic styling line).
● Ang mga sand core ay karaniwang gumagamit ng cold box at resin coated sand (shell core) na proseso, at ang ilang sand core ay gumagamit ng hot box process.
● Dahil sa kumplikadong hugis ng sand core ng cylinder block at head casting, ang ilang sand core ay may maliit na cross-sectional area, ang pinakamanipis na bahagi ng ilang cylinder blocks at cylinder head water jacket core ay 3-3.5mm lamang, at makitid ang outlet ng buhangin, ang buhangin core pagkatapos ng paghahagis ay napapalibutan ng mataas na temperatura na tinunaw na bakal sa mahabang panahon, mahirap linisin ang buhangin, at kailangan ng mga espesyal na kagamitan sa paglilinis, atbp. Noong nakaraan, ang lahat ng silica sand ay ginagamit sa paghahagis produksyon, na nagdulot ng mga problema sa pagdikit ng mga ugat at buhangin sa mga casting ng water jacket ng cylinder block at cylinder head. Pangkaraniwan at mahirap lutasin ang core deformation at sirang mga pangunahing problema.
Upang malutas ang mga naturang problema, simula noong bandang 2010, ang ilang kilalang domestic engine casting company, tulad ng FAW, Weichai, Shangchai, Shanxi Xinke, atbp., ay nagsimulang magsaliksik at subukan ang paggamit ng ceramic sand upang makagawa ng mga bloke ng silindro, cylinder head water jackets, at mga daanan ng langis. Ang pantay na mga core ng buhangin ay epektibong nag-aalis o nagbabawas ng mga depekto tulad ng inner cavity sintering, sand sticking, sand core deformation, at sirang core.
Sundin ang mga larawan ay ginawa sa pamamagitan ng ceramic na buhangin na may proseso ng malamig na kahon.
Simula noon, ang ceramic sand mixed scrubbing sand ay unti-unting na-promote sa cold box at hot box na proseso, at inilapat sa cylinder head water jacket core. Ito ay nasa matatag na produksyon nang higit sa 6 na taon. Ang kasalukuyang paggamit ng cold box sand core ay: ayon sa hugis at sukat ng sand core, ang dami ng ceramic sand na idinagdag ay 30%-50%, ang kabuuang halaga ng dagta na idinagdag ay 1.2%-1.8%, at ang ang lakas ng makunat ay 2.2-2.7 MPa. (Data ng pagsubok sa sample ng laboratoryo)
Buod
Ang cylinder block at head cast iron parts ay naglalaman ng maraming makitid na panloob na mga istruktura ng lukab, at ang temperatura ng pagbuhos ay karaniwang nasa pagitan ng 1440-1500°C. Ang manipis na pader na bahagi ng buhangin core ay madaling sintered sa ilalim ng pagkilos ng mataas na temperatura na tinunaw na bakal, tulad ng tinunaw na bakal infiltrating sa buhangin core, o gumawa ng interface reaksyon upang bumuo ng malagkit na buhangin. Ang refractoriness ng ceramic sand ay mas malaki kaysa sa 1800°C, samantala, ang tunay na density ng ceramic sand ay medyo mataas, ang kinetic energy ng mga particle ng buhangin na may parehong diameter at bilis ay 1.28 beses kaysa sa silica sand particle kapag nag-shoot ng buhangin, na maaaring dagdagan ang density ng mga core ng buhangin.
Ang mga bentahe na ito ay ang mga dahilan kung bakit ang paggamit ng ceramic na buhangin ay maaaring malutas ang problema ng buhangin na nananatili sa inner cavity ng cylinder head castings.
Ang water jacket, intake at exhaust na bahagi ng cylinder block at cylinder head ay kadalasang may mga depekto sa ugat. Ang isang malaking bilang ng mga pananaliksik at mga kasanayan sa paghahagis ay nagpakita na ang pangunahing sanhi ng mga veining defects sa ibabaw ng paghahagis ay ang pagbabago ng phase ng pagpapalawak ng silica sand, na nagiging sanhi ng thermal stress na humahantong sa mga bitak sa ibabaw ng sand core, na nagiging sanhi ng tinunaw na bakal. para tumagos sa mga bitak, mas malaki ang tendency ng veins lalo na sa proseso ng cold box. Sa katunayan, ang thermal expansion rate ng silica sand ay kasing taas ng 1.5%, habang ang thermal expansion rate ng ceramic sand ay 0.13% lamang (pinainit sa 1000°C sa loob ng 10 minuto). Ang posibilidad ng pag-crack ay napakaliit kung saan sa ibabaw ng sand core dahil sa thermal expansion stress. Ang paggamit ng ceramic sand sa sand core ng cylinder block at cylinder head ay kasalukuyang isang simple at epektibong solusyon sa problema ng veining.
Ang kumplikado, manipis na pader, mahaba at makitid na cylinder head water jacket sand core at cylinder oil channel sand core ay nangangailangan ng mataas na lakas (kabilang ang mataas na temperatura na lakas) at katigasan, at sa parehong oras ay kailangang kontrolin ang pagbuo ng gas ng core sand. Ayon sa kaugalian, ang proseso ng pinahiran na buhangin ay kadalasang ginagamit. Ang paggamit ng ceramic sand ay binabawasan ang dami ng dagta at nakakamit ang epekto ng mataas na lakas at mababang pagbuo ng gas. Dahil sa patuloy na pagpapabuti ng pagganap ng dagta at hilaw na buhangin, ang proseso ng malamig na kahon ay lalong pinalitan ang bahagi ng proseso ng pinahiran na buhangin sa mga nakaraang taon, na lubos na nagpapabuti sa kahusayan ng produksyon at pagpapabuti ng kapaligiran ng produksyon.
2. Application ng ceramic sand upang malutas ang problema ng sand core deformation ng exhaust pipe
Ang mga exhaust manifold ay gumagana sa ilalim ng mataas na temperatura na alternating na mga kondisyon sa loob ng mahabang panahon, at ang oxidation resistance ng mga materyales sa mataas na temperatura ay direktang nakakaapekto sa buhay ng serbisyo ng exhaust manifold. Sa nakalipas na mga taon, patuloy na pinahusay ng bansa ang mga pamantayan sa paglabas ng tambutso ng sasakyan, at ang paggamit ng teknolohiyang catalytic at teknolohiya ng turbocharging ay makabuluhang nagpapataas sa temperatura ng pagtatrabaho ng manifold ng tambutso, na umaabot sa itaas ng 750 °C. Sa karagdagang pagpapabuti ng pagganap ng makina, ang temperatura ng pagtatrabaho ng manifold ng tambutso ay tataas din. Sa kasalukuyan, karaniwang ginagamit ang heat-resistant cast steel, tulad ng ZG 40Cr22Ni10Si2 (JB/T 13044), atbp., na may temperaturang lumalaban sa init na 950°C-1100°C.
Ang inner cavity ng exhaust manifold ay karaniwang kinakailangan na walang mga bitak, cold shuts, shrinkage cavity, slag inclusions, atbp. na nakakaapekto sa performance, at ang gaspang ng inner cavity ay kinakailangang hindi hihigit sa Ra25. Kasabay nito, may mahigpit at malinaw na mga regulasyon sa paglihis ng kapal ng pader ng tubo. Sa loob ng mahabang panahon, ang problema ng hindi pantay na kapal ng pader at labis na paglihis ng exhaust manifold pipe wall ay sinalanta ang maraming mga foundry ng exhaust manifold.
Ang isang pandayan ay unang gumamit ng silica sand coated sand core upang makagawa ng heat-resistant steel exhaust manifold. Dahil sa mataas na temperatura ng pagbuhos (1470-1550°C), ang mga core ng buhangin ay madaling na-deform, na nagreresulta sa out-of-tolerance phenomena sa kapal ng pipe wall. Kahit na ang silica sand ay ginagamot na may mataas na temperatura na pagbabago sa phase, dahil sa impluwensya ng iba't ibang mga kadahilanan, hindi pa rin nito madaig ang pagpapapangit ng core ng buhangin sa mataas na temperatura, na nagreresulta sa isang malawak na hanay ng mga pagbabago sa kapal ng pader ng tubo , at sa malalang kaso, ito ay aalisin. Upang mapabuti ang lakas ng sand core at kontrolin ang pagbuo ng gas ng sand core, napagpasyahan na gumamit ng ceramic sand coated sand. Kapag ang dami ng dagta na idinagdag ay 36% na mas mababa kaysa sa silica sand na pinahiran ng buhangin, ang temperatura ng silid nito na baluktot na lakas at thermal bending strength ay tumaas ng 51% , 67%, at ang halaga ng pagbuo ng gas ay nabawasan ng 20%, na nakakatugon sa mga kinakailangan sa proseso ng mataas na lakas at mababang pagbuo ng gas.
Gumagamit ang pabrika ng silica sand-coated sand cores at ceramic sand-coated sand cores para sa sabay-sabay na paghahagis, pagkatapos linisin ang mga casting, nagsasagawa sila ng anatomical inspections.
Kung ang core ay gawa sa silica sand coated sand, ang mga castings ay may hindi pantay na kapal ng pader at manipis na pader, at ang kapal ng pader ay 3.0-6.2 mm; kapag ang core ay gawa sa ceramic sand coated sand, ang kapal ng pader ng casting ay pare-pareho, at ang kapal ng pader ay 4.4-4.6 mm. tulad ng sumusunod na larawan
Silica sand na pinahiran ng buhangin
Ceramic na buhangin na pinahiran ng buhangin
Ang ceramic sand coated sand ay ginagamit upang gumawa ng mga core, na nag-aalis ng sand core breakage, binabawasan ang sand core deformation, lubhang nagpapabuti sa dimensional na katumpakan ng inner cavity flow channel ng exhaust manifold, at binabawasan ang sand sticking sa inner cavity, na pinapabuti ang kalidad ng casting at mga natapos na produkto rate at nakamit ang makabuluhang pang-ekonomiyang benepisyo.
3. Paglalapat ng ceramic sand sa turbocharger housing
Ang temperatura ng pagtatrabaho sa dulo ng turbine ng shell ng turbocharger sa pangkalahatan ay lumampas sa 600°C, at ang ilan ay umabot pa ng kasing taas ng 950-1050°C. Ang materyal ng shell ay kailangang lumalaban sa mataas na temperatura at may mahusay na pagganap ng paghahagis. Ang istraktura ng shell ay mas compact, ang kapal ng pader ay manipis at pare-pareho, at ang panloob na lukab ay malinis, atbp., ay lubhang hinihingi. Sa kasalukuyan, ang turbocharger housing ay karaniwang gawa sa heat-resistant steel casting (tulad ng 1.4837 at 1.4849 ng German standard na DIN EN 10295), at ginagamit din ang heat-resistant ductile iron (tulad ng German standard na GGG SiMo, ang American karaniwang high-nickel austenitic nodular iron D5S, atbp.).
Isang 1.8 T engine turbocharger housing, materyal: 1.4837, katulad ng GX40CrNiSi 25-12, pangunahing komposisyon ng kemikal (%): C: 0.3-0.5, Si: 1-2.5, Cr: 24-27, Mo: Max 0.5, Ni: 11 -14, temperatura ng pagbuhos 1560 ℃. Ang haluang metal ay may mataas na punto ng pagkatunaw, isang malaking rate ng pag-urong, isang malakas na hot cracking tendency, at mataas na kahirapan sa paghahagis. Ang metallographic na istraktura ng paghahagis ay may mahigpit na mga kinakailangan sa mga natitirang carbide at non-metallic inclusions, at mayroon ding mga tiyak na regulasyon sa mga depekto sa paghahagis. Upang matiyak ang kalidad at kahusayan ng produksyon ng mga casting, ang proseso ng paghubog ay gumagamit ng core casting na may film-coated sand shell cores (at ilang cold box at hot box cores). Sa una, ginamit ang AFS50 scrubbing sand, at pagkatapos ay ginamit ang roasted silica sand, ngunit ang mga problema tulad ng sand sticking, burr, thermal crack, at pores sa inner cavity ay lumitaw sa iba't ibang antas.
Sa batayan ng pananaliksik at pagsubok, nagpasya ang pabrika na gumamit ng ceramic sand. Sa una ay bumili ng tapos na pinahiran na buhangin (100% ceramic sand), at pagkatapos ay bumili ng regeneration at coating equipment, at patuloy na na-optimize ang proseso sa panahon ng proseso ng produksyon, gumamit ng ceramic sand at scrubbing sand upang paghaluin ang hilaw na buhangin. Sa kasalukuyan, ang pinahiran na buhangin ay halos ipinapatupad ayon sa sumusunod na talahanayan:
| Ceramic sand-coated sand process para sa turbocharger housing | ||||
| Sukat ng Buhangin | Rate ng ceramic sand % | % ng karagdagan ng resin | Lakas ng baluktot MPa | Gas output ml/g |
| AFS50 | 30-50 | 1.6-1.9 | 6.5-8 | ≤12 |
Sa nakalipas na ilang taon, ang proseso ng produksyon ng halaman na ito ay tumatakbo nang matatag, ang kalidad ng mga casting ay mahusay, at ang mga benepisyo sa ekonomiya at kapaligiran ay kapansin-pansin. Ang buod ay ang mga sumusunod:
a. Ang paggamit ng ceramic sand, o paggamit ng pinaghalong ceramic sand at silica sand para gumawa ng mga core, ay nag-aalis ng mga depekto tulad ng sand sticking, sintering, veining, at thermal cracking ng mga casting, at napagtatanto ang matatag at mahusay na produksyon;
b. Core casting, mataas na kahusayan sa produksyon, mababang sand-iron ratio (karaniwan ay hindi hihigit sa 2:1), mas kaunting paggamit ng hilaw na buhangin, at mas mababang gastos;
c. Ang pagbuhos ng core ay nakakatulong sa pangkalahatang pag-recycle at pagbabagong-buhay ng basurang buhangin, at ang thermal reclamation ay pinagtibay nang pantay-pantay para sa pagbabagong-buhay. Ang pagganap ng regenerated na buhangin ay umabot sa antas ng bagong buhangin para sa pagkayod ng buhangin, na nakamit ang epekto ng pagbawas sa halaga ng pagbili ng hilaw na buhangin at pagbabawas ng solid waste discharge;
d. Kinakailangan na madalas na suriin ang nilalaman ng ceramic sand sa regenerated na buhangin upang matukoy ang dami ng bagong ceramic sand na idinagdag;
e. Ang seramik na buhangin ay may bilog na hugis, mahusay na pagkalikido, at malaking pagtitiyak. Kapag hinaluan ng silica sand, madaling magdulot ng segregation. Kung kinakailangan, ang proseso ng pagbaril ng buhangin ay kailangang ayusin;
f. Kapag tinatakpan ang pelikula, subukang gumamit ng mataas na kalidad na phenolic resin, at gumamit ng iba't ibang mga additives nang may pag-iingat.
4. Paglalapat ng ceramic sand sa engine aluminum alloy cylinder head
Upang mapabuti ang kapangyarihan ng mga sasakyan, bawasan ang pagkonsumo ng gasolina, bawasan ang polusyon sa tambutso, at protektahan ang kapaligiran, ang mga magaan na sasakyan ay ang trend ng pag-unlad ng industriya ng sasakyan. Sa kasalukuyan, ang mga casting ng automotive engine (kabilang ang diesel engine), tulad ng mga cylinder block at cylinder head, ay karaniwang inihahagis gamit ang mga aluminum alloy, at ang proseso ng paghahagis ng mga cylinder block at cylinder head, kapag gumagamit ng mga sand core, metal mold gravity casting at mababang presyon. casting (LPDC) ang pinakakinatawan.
Ang sand core, coated sand at cold box process ng aluminum alloy cylinder block at head castings ay mas karaniwan, na angkop para sa high-precision at large-scale na mga katangian ng produksyon. Ang paraan ng paggamit ng ceramic sand ay katulad ng paggawa ng cast iron cylinder head. Dahil sa mababang temperatura ng pagbuhos at maliit na tiyak na gravity ng aluminyo haluang metal, sa pangkalahatan ay ginagamit ang mababang lakas ng core sand, tulad ng isang cold box sand core sa isang pabrika, ang dami ng dagta na idinagdag ay 0.5-0.6%, at ang tensile strength ay 0.8-1.2 MPa. Kinakailangan ang core sand May magandang collapsibility. Ang paggamit ng ceramic sand ay binabawasan ang dami ng dagta na idinagdag at lubos na nagpapabuti sa pagbagsak ng buhangin core.
Sa mga nagdaang taon, upang mapabuti ang kapaligiran ng produksyon at mapabuti ang kalidad ng mga casting, parami nang parami ang mga pananaliksik at aplikasyon ng mga inorganic na binder (kabilang ang binagong water glass, phosphate binders, atbp.). Ang larawan sa ibaba ay ang casting site ng isang pabrika gamit ang ceramic sand inorganic binder core sand aluminum alloy cylinder head.
Gumagamit ang pabrika ng ceramic sand inorganic binder para gawin ang core, at ang idinagdag na binder ay 1.8~2.2%. Dahil sa mahusay na pagkalikido ng ceramic sand, ang buhangin core ay siksik, ang ibabaw ay kumpleto at makinis, at sa parehong oras, ang halaga ng pagbuo ng gas ay maliit, ito ay lubos na nagpapabuti sa ani ng castings, nagpapabuti sa collapsibility ng core buhangin. , pinapabuti ang kapaligiran ng produksyon, at nagiging modelo ng berdeng produksyon.
Ang paggamit ng ceramic sand sa industriya ng paghahagis ng makina ay nagpabuti ng kahusayan sa produksyon, nagpabuti ng kapaligiran sa pagtatrabaho, nalutas ang mga depekto sa paghahagis, at nakamit ang makabuluhang mga benepisyong pang-ekonomiya at magagandang benepisyo sa kapaligiran.
Ang industriya ng pandayan ng makina ay dapat na patuloy na pataasin ang pagbabagong-buhay ng pangunahing buhangin, higit na pagbutihin ang kahusayan sa paggamit ng ceramic na buhangin, at bawasan ang mga solidong emisyon ng basura.
Mula sa pananaw ng epekto ng paggamit at saklaw ng paggamit, ang ceramic sand ay kasalukuyang ang paghahagis ng espesyal na buhangin na may pinakamahusay na komprehensibong pagganap at ang pinakamalaking pagkonsumo sa industriya ng paghahagis ng makina.
Oras ng post: Mar-27-2023
