細(xì)長復(fù)雜砂芯的成形性和潰散性特征研究.pdf

1、航空航天工業(yè)的快速發(fā)展，對薄壁復(fù)雜鎂鋁合金鑄件的需求量日益增加，鑄件結(jié)構(gòu)向整體化、薄壁化、復(fù)雜化、精密化方向發(fā)展。復(fù)雜薄壁鎂鋁合金鑄件常伴有復(fù)雜的內(nèi)腔和細(xì)長小孔，致使鑄造用砂芯形狀非常復(fù)雜，砂芯的精確成形難度大、性能要求高，且鑄造成型后鑄件內(nèi)腔殘留的砂芯難以潰散清理，較大地阻礙了我國航空鎂鋁合金復(fù)雜零件鑄造水平的提升。因此，研究復(fù)雜細(xì)小砂芯的成形性、潰散性及其表征方法，可以為鎂鋁合金復(fù)雜薄壁鑄件用砂芯的制備奠定基礎(chǔ)，對提高鎂鋁合金復(fù)雜精

2、密鑄件的制造水平，具有重要的理論與實際意義。
　　本文根據(jù)復(fù)雜鎂鋁合金鑄件的結(jié)構(gòu)特點，設(shè)計了一套用于復(fù)雜細(xì)長砂芯性能表征的芯盒模具，采用射砂制芯方法，開展了復(fù)雜細(xì)長砂芯的成形性、潰散性及其表征方法試驗研究，取得了具有價值的研究成果。
　?。?）以砂芯的完整成形、充填密度及抗彎強(qiáng)度作為砂芯成形性的評價指標(biāo)，研究砂芯形狀、射芯壓力、原砂種類、粘結(jié)劑及其加入量等因素對細(xì)長砂芯成形性能的影響，分析得出了砂芯充填體積和抗彎強(qiáng)度與各影響

3、因素間的回歸方程。
　　當(dāng)砂芯具有拐角和長度較大時，容易在砂芯的拐角處產(chǎn)生缺陷，且遠(yuǎn)離射砂口部分的砂芯，充填效果較差，難以緊實。這主要是因為：拐角會使芯砂在充填過程中的流動方向發(fā)生較大改變，砂粒的動能局部損失大；長度過大會導(dǎo)致遠(yuǎn)離射砂口處壓力較小不足以充滿，砂粒的動能沿程損失大。因此，射砂壓力升高，砂粒動能越大，砂芯完整成形性越好，砂芯的充填密度和常溫強(qiáng)度均增大。
　　試驗主要研究了樹脂砂芯的成形性，發(fā)現(xiàn)隨著樹脂粘結(jié)劑加入量

4、增加，砂芯抗彎強(qiáng)度增大。當(dāng)粘結(jié)劑加入量少于2％時，砂芯充填密度隨著粘結(jié)劑加入量增加而增大；當(dāng)粘結(jié)劑加入量大于2%時，充填密度有所降低。這是因為粘結(jié)劑加入量較小時，其加入量增加，砂粒的流動性加大、更易充填緊實；而粘結(jié)劑加入量過大，會使砂粒緊實致密而團(tuán)聚不易流動。試驗還研究了水玻璃砂芯的成形性，發(fā)現(xiàn)水玻璃細(xì)長砂芯硬化后脆性較大，容易斷裂，難以取模，成形性較差。
　　原砂種類對砂芯成形性能影響最大。由于寶珠砂的圓整度高、流動性好、射砂阻

5、力小，成形砂芯的缺陷少，充填密度和緊實強(qiáng)度均較高；大林砂的充填密度和緊實強(qiáng)度次之；都昌砂充填密度和緊實強(qiáng)度較低。
　　（2）以樹脂砂芯受熱后的殘留強(qiáng)度和落砂量作為砂芯潰散性的評價指標(biāo)，研究了受熱溫度、原砂種類、樹脂粘結(jié)劑加入量等因素對細(xì)長砂芯潰散性能的影響，分析得出了砂芯的殘留強(qiáng)度和落砂量與各影響因素間的回歸方程。
　　隨著砂芯受熱溫度升高，樹脂砂芯砂粒間的粘結(jié)鍵被破壞，砂芯的殘留強(qiáng)度逐漸降低，在外力作用下的落砂量增大，砂芯