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粘土湿型造型中几常用附加材料

黏土湿型砂的基本组成成分是硅砂、膨润土和水。为了改善型砂的性能，一些附加材料的作用也是非常重要的。随着工艺技术的进步，和对环境保护和铸件质量的要求不断提高，今后还应该不断开发新的品种。

1、煤粉

铸造用煤粉则是由烟煤中的肥煤或焦煤制成的。

（1） 烟煤加热时发生的各种变化

烟煤受热时，首先是脱除水分，然后发生分解、析出挥发分，其分解大体上可分为4个阶段。

*1阶段  200℃以下，脱除水分并释放少量CO2，此阶段的反应速率低。

*二阶段  200～350℃，除继续释放水蒸汽和CO2外，开始释放CO，并有微量焦油析出，可认为是热解开始阶段。

*三阶段  350～550℃，分解反应的速率增高，分解产物主要是低分子量烃类和其他**化合物，焦油基本上都在这一阶段析出。烟煤还要经历一个软化-熔融-固化的过程，和体积收缩-膨胀-再收缩的过程。

大约在350～390℃之间，烟煤逐渐软化，并伴随着体积收缩。此后开始熔融，液相逐渐增多，形成固、液、气三相混合的胶质体。初期，由于析出的气体不断增多，胶质体体积迅速膨胀，气体析出到一定程度后，析出量锐减，胶质体的体积也随之收缩。较后，胶质体固化成为多孔性固体，称为半焦。

*四阶段  550℃以上，覆膜砂 树脂砂厂家，继续析出各种气体，包括水蒸汽、CO2、CO、H2、甲烷、乙1炔和氨，并由半焦转变为焦炭。第三、四两阶段产生的气体可能在灼热的固体表面上凝聚，形成含碳量高的石墨状薄膜，通常称之为光亮碳。各种烃类物质中，芳香烃较易于热解而生成光亮碳。

（2） 粘土湿型砂中煤粉的作用

粘土湿型砂中加入煤粉，其在铸件成形过程中的作用主要有4个方面： 铁液注入砂型后，使型砂中的煤粉受热分解，所释放的还原性气体在型腔中能防止铁液氧化，防止铸件表面形成FeO，这对于防止黏砂缺陷有非常重要的作用；

铁液注满型腔后，型内气氛为还原性气氛，在这种条件下，煤粉析出的烃类气体，会凝聚于铸型表面，形成光亮碳膜，能防止黏砂并使铸件轮廓清晰； 靠近金属-铸型界面处，型砂中的煤粉受热而发生焦化反应时，先软化并发生体积收缩，覆膜砂 树脂砂，然后再膨胀。煤粉的软化温度与石英的相变膨胀温度大致相同，可以容让砂粒的膨胀。因而可防止铸件上出现夹砂、鼠尾之类的膨胀缺陷，并改善铸件尺寸的稳定性；

煤粉焦化时发生体积膨胀，能填塞铸型表面层砂粒间的空隙，使铁液及产生的易熔硅酸盐难以渗入，从而改善铸件的表面质量。同时，离开铸型表面一定距离处仍然能保持应有的透气性。

（3）关于煤粉的粒度要求

多　　年来，我国铸造行业习惯于用细煤粉，有关标准对铸造用煤粉的粒度要求是：“应有95％以上的颗粒通过0.106mm的筛孔（即140目筛）”。这样的煤粉大体上相当于外国的**细煤粉。在今天广泛采用高压造型设备的条件下，不作具体分析地普遍采用**细煤粉实在很不合适，这方面是亟待改进的。

煤　　粉的粒度应根据铸件的尺寸和重量选用，同时也要考虑造型设备的情况。一般说来，黏土湿型砂中所用的煤粉，粒度应细于原砂的粒度，但也不宜过细。如生产小型铸件，对表面质量的要求又较高，可采用较细的砂粒，配用细煤粉或**细煤粉，但这并不是常规的情况。随着铸件尺寸的增大，就以采用较粗的粒状煤粉为好。

煤粉太细，可能带来很多问题，如：

1） 挥发分易于释放，从而影响使用效果；

2） 储、运过程中易于氧化，还可能发生自燃；

3） 加料过程中容易被排尘系统吸走，影响型砂质量的稳定性；

4） 每次浇注后，因受热界面大而烧蚀的量较大，导致煤粉的用量大，且使型砂中的含泥量增多。

近30年来，高压造型设备的应用日益广泛。对于高压造型设备，无论水平分型或垂直分型，型砂中都应采用粗粒的煤粉。这样，一方面可以适当提高铸型的透气能力，减少铸件产生的气孔缺陷；另一方面，采用粗煤粉，浇注时挥发分的释放减缓，河北覆膜砂，型砂中的灰分减少、复用性能改善，对于保持型砂性能的稳定有很好的作用。

如果进入系统砂的芯砂数量较多，导致型砂的总体粒度偏粗，为避免铸型的透气能力过高，在这种情况下，可考虑采用略细一些的煤粉。

总之，不论铸件特点和生产条件如何，一律采用95％以上通过140目筛的煤粉是不妥的，希望能通过试验、研究，尽快地改变这种状况。

当然，煤粉的粒度也不能太粗。英国是较早在黏土湿型砂中配用煤粉的国家，他们根据多年使用的经验，认为不能用粒度为1mm或以上的煤粉，否则铸件容易出现气孔缺陷。同时，英国也很少采用太细的煤粉。

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铸件合金的凝固与收缩方式详细过程分析

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  合金凝固温度范围和铸件温度梯度会对铸件的凝固方式产生影响，化学成分不同、浇注温度和铸件结构会对逐渐的收缩产生影响。

铸件的凝固方式1逐层凝固方式        

合金在凝固过程中其断面上固相和液相由一条界线清楚地分开，这种凝固方式称为逐层凝固。常见合金如灰铸铁、低碳钢、工业纯铜、工业纯铝、共晶铝硅合金及某些黄铜都属于逐层凝固的合金。

2糊状凝固方式        

合金在凝固过程中先呈糊状而后凝固，这种凝固方式称为糊状凝固。球墨铸铁、高碳钢、锡青铜和某些黄铜等都是糊状凝固的合金。

3中间凝固方式        

大多数合金的凝固介于逐层凝固和糊状凝固之间，称为中间凝固方式。中碳钢、高锰钢、白口铸铁等具有中间凝固方式。

凝固方式的影响因素

1合金凝固温度范围的影响        

合金的液相线和固相交叉在一起，或间距很小，则金属趋于逐层凝固；如两条相线之间的距离很大，则趋于糊状凝固；如两条相线间距离较小，则趋于中间凝固方式。

2铸件温度梯度的影响        

增大温度梯度，可以使合金的凝固方式向逐层凝固转化；反之，铸件的凝固方式向糊状凝固转化。

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