¿Qué es el proceso de fundición en arena revestida?

La fundición en arena revestida tiene una larga historia en el campo de la fundición, y la producción de piezas fundidas también es bastante grande; sin embargo, el uso de fundición de arena revestida para producir fundiciones de acero de precisión enfrenta muchos problemas: arena pegajosa (cicatrices), barreras frías y poros. Nos queda por explorar más a fondo cómo resolver estos problemas.　　

Conocimiento y comprensión de la arena recubierta (la arena recubierta pertenece al tipo de aglutinante orgánico, arena de núcleo)

• (1) Características de la arena revestida: rendimiento de resistencia adecuado; buena fluidez, los moldes y núcleos de arena preparados tienen contornos claros y estructuras densas, que pueden producir núcleos de arena complejos; los moldes de arena (núcleos) tienen buena calidad superficial y superficie rugosa El grado puede alcanzar Ra = 6.3 ～ 12.5μm, la precisión dimensional puede alcanzar el grado CT7 ～ CT9; la capacidad de colapso es buena y la pieza fundida es fácil de limpiar.
• (2) Ámbito de aplicación: la arena revestida se puede utilizar para hacer moldes y núcleos. Los moldes o machos de arena revestida se pueden utilizar junto con otros o con otros moldes de arena (machos); no solo se puede utilizar para fundición por gravedad de metal o fundición a baja presión, también se puede utilizar para fundición con revestimiento de arena de hierro y fundición centrífuga térmica; Puede utilizarse no solo para la producción de fundición de hierro y aleaciones no ferrosas, sino también para la producción de fundición de acero.

Preparación de arena recubierta

1. Composición de la arena revestida　　

Generalmente se compone de materiales refractarios, aglutinantes, agentes de curado, lubricantes y aditivos especiales.　　

• (1) Los refractarios son el cuerpo principal de arena recubierta. Los requisitos para los materiales refractarios son: alta refractariedad, materia menos volátil, partículas más redondas y firmeza. Por lo general, elija arena de sílice de fregado natural. Los requisitos para la arena de sílice son: alto contenido de SiO2 (las piezas de fundición de hierro y aleaciones no ferrosas deben ser superiores al 90%, las piezas de acero deben ser superiores al 97%); el contenido de lodo no es superior al 0.3% (para fregar arena) - [Requisitos de contenido de lodo de arena para lavado con agua Menos de; tamaño de partícula ① distribuido en 3 a 5 tamaños de tamiz adyacentes; forma de grano redondeado, el factor angular no debe ser superior a 1.3; El valor de consumo de ácido no es inferior a 5 ml.　　
• (2) La resina fenólica se utiliza generalmente como aglutinante.
• (3) La urotropina se usa generalmente como agente de curado; El estearato de calcio se utiliza generalmente como lubricante, lo que evita que la arena de revestimiento se aglomere y aumenta la fluidez. La función principal de los aditivos es mejorar el rendimiento de la arena revestida.
• (4) La proporción básica de arena revestida es la proporción de distribución (fracción de masa,%). Nota: La arena cruda 100 es arena para fregar, la resina fenólica es 1.0 ～ 3.0, lo que representa el peso de la arena cruda, y la urotropina (solución acuosa 2) es 10-15. El peso del estearato de calcio es 5-7 para el peso de la resina. y el peso del aditivo es 0.1-0.5 para la arena cruda. 1: 2) 10-15 representaron el peso de la resina, el estearato de calcio 5-7 representó el peso de la resina, el aditivo 0.1-0.5 representó el peso de la arena cruda.

2. Proceso de producción de arena revestida 　　　

El proceso de preparación de la arena recubierta incluye principalmente recubrimiento en frío, recubrimiento en caliente y recubrimiento térmico. En la actualidad, casi toda la producción de arena revestida adopta el método de revestimiento en caliente. El proceso de recubrimiento térmico consiste en calentar primero la arena cruda a una determinada temperatura, luego mezclar y agitar con la resina, la solución acuosa de urotropina y el estearato de calcio, luego enfriar, triturar y tamizar. Debido a la diferencia en la fórmula, el proceso de mezcla es diferente. En la actualidad, existen muchos tipos de líneas de producción de arena revestida en China. Hay alrededor de 2,000 a 2,300 líneas de producción semiautomáticas para alimentación manual, y casi 50 líneas de producción automáticas controladas por computadora han mejorado de manera efectiva la eficiencia de producción y la estabilidad del producto. Por ejemplo, la línea de producción visual automática de xx Casting Co., Ltd., su tiempo de alimentación se controla a 0.1 segundos, la temperatura de calentamiento se controla a 1/10 ℃, y el estado de mezcla de arena se puede observar a través del video, y la eficiencia de producción alcanza las 6 toneladas / hora.

3. Los principales tipos de productos de arena revestida　　

• (1) Arena revestida ordinaria La arena revestida ordinaria es arena revestida tradicional. Su composición suele estar compuesta por arena de cuarzo, resina fenólica termoplástica, urotropina y estearato de calcio. No se agregan aditivos, y la cantidad de resina agregada es generalmente relativamente alta bajo ciertos requisitos de resistencia y no tiene las características de resistencia a altas temperaturas, baja expansión y baja emisión de gas. Es adecuado para la producción de piezas fundidas con bajos requisitos.
• (2) Características de la arena revestida de alta resistencia y baja emisión de gases: alta resistencia, baja expansión, baja emisión de gas, lenta evolución de gas, antioxidación. Breve introducción: la arena revestida de alta resistencia y baja generación de gas es un producto actualizado de la arena revestida ordinaria. Al agregar "aditivos" característicos relevantes y adoptar nuevos, el proceso de composición reduce en gran medida la cantidad de resina, su resistencia es más de un 30% más alta que la de la arena recubierta ordinaria, y el volumen de generación de gas se reduce significativamente y puede retrasar la generación de gas. velocidad, que puede satisfacer mejor las necesidades de producción de fundición. Este tipo de arena revestida se utiliza principalmente en la producción de fundiciones de hierro, fundiciones de acero pequeñas y medianas y fundiciones de acero aleado. En la actualidad, existen tres series de este tipo de arena revestida: arena revestida de baja emisión de gases de alta resistencia GD-1; Arena revestida GD-2 de alta resistencia, baja expansión y baja emisión de gases; Recubrimiento GD-3 de alta resistencia, baja expansión, baja emisión de gases y antioxidante.
• (3) Características de la arena recubierta (tipo ND) resistente a altas temperaturas: resistencia a altas temperaturas, alta resistencia, baja expansión, baja generación de gas, generación lenta de gas, fácil de colapsar, antioxidación Introducción: la arena recubierta resistente a altas temperaturas es producido a través de una tecnología de fórmula de proceso especial con excelente rendimiento a alta temperatura (alta resistencia a alta temperatura, un nuevo tipo de arena recubierta con un tiempo de resistencia al calor prolongado, pequeña expansión térmica, baja emisión de gas) y rendimiento de fundición integral. Este tipo de arena revestida es particularmente adecuada para la producción de piezas complejas de hierro fundido de precisión de paredes delgadas (como bloques de cilindros de motores de automóviles, culatas de cilindros, etc.) y fundiciones de acero de alta demanda (como esquinas de contenedores y frenos de tren; partes de la cáscara, etc.), puede eliminar eficazmente los defectos de fundición como la arena, la deformación, el agrietamiento en caliente y los poros. En la actualidad, la arena revestida tiene cuatro series: arena revestida resistente a altas temperaturas VND-1. ND-2 arena recubierta resistente a altas temperaturas, baja expansión y baja generación de gas ND-3 resistente a altas temperaturas, baja expansión, baja generación de gas y arena recubierta resistente a la oxidación ND-4 Resistente a altas temperaturas, fondo de alta resistencia, baja expansión y película de baja desgasificación
• (4) La arena revestida fácilmente plegable tiene buena resistencia y un excelente rendimiento de colapso a baja temperatura, que es adecuada para la producción de piezas fundidas de metales no ferrosos.
• (5) Otros requisitos especiales arena revestida Para satisfacer las necesidades de diferentes productos, se han desarrollado una serie de arenas revestidas especiales, tales como: arena revestida para fundición centrífuga, arena revestida enfriada, arena revestida en húmedo, arena antiadherente, y arena recubierta de veteado, anti-piel de naranja, etc.

El proceso principal de fabricación de núcleos con arena recubierta.

 La temperatura de calentamiento es de 200-300 ℃, el tiempo de curado es de 30-150s y la presión de disparo de arena es de 0.15-0.60MPa. El núcleo de arena con forma simple y la arena recubierta con buena fluidez pueden elegir una presión de disparo de arena más baja, y el núcleo de arena delgado elige una temperatura de calentamiento más baja. Cuando la temperatura de calentamiento es baja, el tiempo de curado se puede extender adecuadamente. La resina utilizada para la arena revestida es resina fenólica. Las ventajas del proceso de fabricación de núcleos: rendimiento de resistencia adecuado; buena fluidez; buena calidad superficial del núcleo de arena (Ra = 6.3-12.5μm); fuerte resistencia a la absorción de humedad del núcleo de arena; buena colapsabilidad y fácil limpieza de piezas fundidas.

1. Temperatura del molde (molde)　

La temperatura del molde es uno de los principales factores que afectan el grosor y la resistencia de la carcasa. Generalmente se controla a 220-260 ° C y se selecciona de acuerdo con los siguientes principios: (1) Asegurar el calor suficiente requerido para el ablandamiento y curado de la resina en la arena revestida; (2) Asegurarse de que se forme el grosor requerido de la cáscara y que la superficie de la cáscara (núcleo) no esté coquizada; (3) Intente acortar la corteza y el tiempo de endurecimiento para mejorar la productividad.

2. Presión y tiempo de lanzamiento de arena　

El tiempo de lanzamiento de arena generalmente se controla dentro de 3 ~ 10 s. Si el tiempo es demasiado corto, no se puede formar el molde de arena (núcleo). La presión de disparo de arena es generalmente de aproximadamente 0.6 MPa; cuando la presión es demasiado baja, es fácil provocar un disparo insuficiente o flojedad. 3. Tiempo de endurecimiento: La duración del tiempo de endurecimiento depende principalmente del grosor del molde de arena (núcleo) y de la temperatura del molde, generalmente alrededor de 60-120 s. Si el tiempo es demasiado corto, la capa de la cáscara no se solidificará completamente y la resistencia será baja; si el tiempo es demasiado largo, la capa superficial del molde de arena (núcleo) es fácil de quemar y afectar la calidad de la fundición. Ejemplos de parámetros de proceso para modelado de arena revestida (núcleo): número de serie número de dibujo espesor de la carcasa (㎜) peso (㎏) temperatura del molde (℃) tiempo de lanzamiento de arena (s) tiempo de endurecimiento (s) 1 (manguito guía) DN80-05 8 ～ 10 2.5 ～ 2.6 220 ～ 240 2 ～ 3 60 ～ 80 2 (cuerpo de válvula) DN05-01 10 ～ 12 3.75 ～ 3.8 240 ～ 260 3 ～ 5 80 ～ 100

Los problemas existentes en la aplicación de arena revestida y sus soluciones. 　　　　

Hay muchos tipos de métodos de fabricación de machos, que se pueden dividir en dos categorías: métodos de termoendurecimiento y métodos de fraguado en frío. Los métodos de fabricación de machos de arena revestida pertenecen a la categoría de métodos termoendurecibles.

Cualquier método de fabricación de núcleos tiene sus propias ventajas y desventajas, que dependen principalmente de factores integrales, como los requisitos de calidad del producto, la complejidad, el lote de producción, el costo de producción, el precio del producto, etc., para determinar qué método de fabricación de núcleos utilizar. Es muy efectivo usar arena revestida para núcleos de arena con altos requisitos en la calidad de la superficie de la cavidad de fundición, alta precisión dimensional y formas complejas. Por ejemplo: núcleos de arena para pasajes de admisión y escape, núcleos de arena para pasajes de agua y núcleos de arena para pasajes de aceite de culatas de cilindros de motores de automóviles, núcleos de arena para pasajes de agua y núcleos de arena para pasajes de aceite para bloques de cilindros, núcleos de arena para núcleos de carcasa para colectores de admisión y de escape , Núcleo de arena de corredor de válvula hidráulica, núcleo de arena de paso de aire del turbocompresor de automóvil, etc. Sin embargo, a menudo se encuentran algunos problemas en el uso de arena revestida. Aquí solo hablaré brevemente sobre la experiencia en el trabajo.

1. El método para determinar la resistencia y el volumen de gas de la arena recubierta.　　

Partiendo de la premisa de que la calidad de la arena cruda y la resina es cierta, el factor clave que afecta la resistencia de la arena revestida es principalmente la cantidad de resina fenólica añadida. Si la cantidad de resina fenólica agregada es grande, la resistencia mejorará, pero la cantidad de desgasificación también aumentará y la colapsabilidad disminuirá. Por lo tanto, en la producción y aplicación, la resistencia de la arena revestida debe controlarse para reducir la cantidad de gas y mejorar la colapsabilidad. Se debe encontrar un punto de equilibrio cuando se formulan los estándares de resistencia. Este punto de equilibrio es para garantizar la calidad de la superficie del núcleo de arena y su resistencia bajo la premisa de que no se deforma ni se rompe el núcleo durante el vertido. De esta manera, se puede garantizar la calidad de la superficie y la precisión dimensional de las piezas fundidas, se puede reducir la generación de gas, se pueden reducir los defectos de los poros de las piezas fundidas y se puede mejorar el rendimiento de producción de arena del núcleo de arena. Para el almacenamiento de núcleos de arena, se pueden utilizar herramientas de estación de trabajo y carros para núcleos de arena en el proceso de transporte, y se pueden colocar esponjas de 10 mm a 15 mm de espesor, lo que puede reducir la tasa de pérdida de núcleos de arena.

2. El período de almacenamiento de los núcleos de arena recubiertos　　

Cualquier núcleo de arena absorberá la humedad, especialmente en el área sur donde la humedad relativa es alta. El período de almacenamiento del núcleo de arena debe especificarse en los documentos del proceso, y el método de producción ajustada de producción primero en entrar, primero en salir se utiliza para reducir el volumen de almacenamiento y el período de almacenamiento del núcleo de arena. Cada empresa debe determinar el período de almacenamiento del núcleo de arena en función de las condiciones de su propia planta y las condiciones climáticas locales.

3. Controlar la calidad del suministro de arena revestida.

La arena recubierta debe ir acompañada de los materiales de garantía de calidad del proveedor cuando ingresa a la fábrica, y la empresa la inspeccionará de acuerdo con los estándares de muestreo, y solo después de que la inspección esté calificada se puede colocar en el almacén. El departamento técnico y de garantía de calidad hará el resultado del procesamiento cuando falle la prueba de muestreo empresarial, y es una concesión aceptar o devolver la mercancía al proveedor.

4. Se encuentra que la arena revestida calificada se fractura y deforma durante la fabricación del núcleo.

La deformación por fractura del núcleo de arena durante la fabricación del núcleo generalmente se considera causada por la baja resistencia de la arena revestida. De hecho, la fractura y deformación del núcleo involucrará muchos procesos de producción. En el caso de una situación anormal, se debe encontrar la causa real completamente resuelta. Las razones específicas son las siguientes: 　

• (1) La temperatura del molde y el tiempo de retención del molde durante la fabricación del núcleo están relacionados con si el espesor endurecido de la corteza del núcleo de arena cumple con los requisitos del proceso. Los parámetros de proceso especificados en el proceso deben tener un rango, y este rango debe ser ajustado por la habilidad del operador. Cuando la temperatura del molde está en el límite superior, el tiempo de retención del molde puede llegar al límite inferior, y cuando la temperatura del molde está en el límite inferior, el tiempo de retención del molde puede llegar al límite superior. Los operadores deben recibir capacitación continua para mejorar sus habilidades operativas.
• (2) Las partículas de arena y resina fenólica se pegarán al molde durante la fabricación del núcleo. Debe limpiarse a tiempo y rociarse con un agente desmoldante, de lo contrario el núcleo de arena se romperá o deformará cuando se abra el molde.　　
• (3) El pasador expulsor de resorte en el molde estático del molde de la caja de núcleo caliente se romperá o deformará debido a fallas elásticas debido al trabajo a largo plazo en condiciones de alta temperatura. El resorte debe reemplazarse a tiempo.
• (4) El molde móvil y el molde estático no son paralelos ni están en la misma línea central. Cuando el molde está cerrado, bajo la presión del cilindro de aceite o del cilindro de aire, el extremo delantero del pasador de posicionamiento tiene una cierta pendiente, y el molde aún se cerrará herméticamente, pero cuando se abre el molde, el molde móvil y el El molde estático aún se restaurará a su estado original y el núcleo de arena se romperá o deformará. En este caso, la arena se agotará cuando se lance arena y el tamaño del núcleo de arena se hará más grande. La solución es ajustar el paralelismo y la coaxialidad del molde en el tiempo.　
• (5) Cuando se producen núcleos de arena huecos en la máquina de núcleo de cáscara, cuando la arena revestida sin endurecer se vierte del núcleo y necesita ser reutilizada, la arena revestida no utilizada debe tamizarse y mezclarse en una proporción de 3: 7. , Para garantizar la calidad de la superficie y la resistencia del núcleo de arena.

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