熱作用對(duì)環(huán)保型黃壤土砂性能的影響研究.pdf

1、砂型鑄造是鑄造工藝的主要方法，其中濕型砂適用范圍最廣，耗用量最大。國(guó)內(nèi)外廣泛使用的煤粉濕型砂廢砂排放量大，污染環(huán)境嚴(yán)重；鑄造生產(chǎn)中產(chǎn)生的有毒、有害氣體既污染環(huán)境又影響工人健康。因此，實(shí)現(xiàn)砂型鑄造的綠色清潔生產(chǎn)對(duì)實(shí)現(xiàn)“綠色鑄造”具有極其重要的意義。
　　東華大學(xué)與企業(yè)合作，研究開發(fā)了一種環(huán)保型黃壤土砂，該環(huán)保砂顏色呈土黃色，全由無(wú)機(jī)材料組成。使用這種型砂進(jìn)行鑄造生產(chǎn)，車間干凈，不會(huì)排放有害氣體危害工人健康，且舊砂不會(huì)污染環(huán)境。環(huán)保砂

2、的常溫濕壓強(qiáng)度高，可用做型（芯）砂材料。本文主要介紹作者對(duì)環(huán)保砂的鑄造回用性能和熱物理性能進(jìn)行研究。
　　首先，研究了熱作用對(duì)環(huán)保型黃壤土砂鑄造性能的影響。測(cè)試研究環(huán)保砂和煤粉砂在不同溫度下多次燒損后濕壓強(qiáng)度和透氣性的變化，使用熱分析儀對(duì)環(huán)保型砂進(jìn)行差熱分析及熱重分析，使用熱臺(tái)偏光顯微鏡觀察型砂在升溫過(guò)程中形態(tài)變化。通過(guò)分析其DSC-TG曲線及高溫形態(tài)變化，解釋型砂在不同溫度燒損后濕壓強(qiáng)度和透氣性的變化。研究結(jié)果表明，隨燒損溫度上

3、升，環(huán)保砂強(qiáng)度下降趨勢(shì)比煤粉砂緩和的多，適應(yīng)溫度范圍更寬，耐燒損能力更強(qiáng)，環(huán)保砂回用性更好。
　　其次，通過(guò)向環(huán)保型黃壤土砂添加少量添加劑，探究環(huán)保砂的抗壓強(qiáng)度、殘留強(qiáng)度、高溫?zé)釅簭?qiáng)度以及存放穩(wěn)定性的變化，以期得到性能更加完善的環(huán)保砂。研究結(jié)果表明，環(huán)保砂加入適量添加劑能大幅提升型砂的抗壓強(qiáng)度和高溫?zé)釅簭?qiáng)度，殘留強(qiáng)度雖有一定提升但仍在合理范圍內(nèi)，潰散性很好；熱膨脹性能降低，能有效防止鑄件變形,同時(shí)良好的存放穩(wěn)定性能夠使環(huán)保砂在造型

4、之前保持良好的性能。
　　然后，對(duì)環(huán)保型黃壤土砂的熱導(dǎo)率、比熱容、導(dǎo)溫系數(shù)、和高溫?zé)崤蛎浶缘葻嵛锢硇阅苓M(jìn)行系統(tǒng)的測(cè)試研究，并和傳統(tǒng)煤粉濕型砂進(jìn)行對(duì)比,進(jìn)一步認(rèn)識(shí)環(huán)保砂的熱物性特點(diǎn)。之后對(duì)環(huán)保砂添加HB粘結(jié)劑，研究HB粘結(jié)劑含量對(duì)環(huán)保砂熱物性的影響。研究結(jié)果表明，環(huán)保砂的熱導(dǎo)率、比熱容高于煤粉砂，導(dǎo)溫系數(shù)略低于煤粉砂，高溫?zé)崤蛎浶阅芑疽恢隆＿m量HB粘結(jié)劑的加入可有效降低環(huán)保砂的熱導(dǎo)率、熱膨脹率，同時(shí)提高其比熱容和導(dǎo)溫系數(shù)。環(huán)保砂這

5、些優(yōu)異的熱物理性能使鑄件在鑄型中冷卻凝固時(shí)能更好的保證質(zhì)量。
　　最后，為了驗(yàn)證環(huán)保型黃壤土砂用做型（芯）砂材料對(duì)鑄件質(zhì)量和鑄造缺陷的影響，對(duì)環(huán)保砂進(jìn)行了澆注驗(yàn)證并與煤粉砂進(jìn)行了對(duì)比，從鑄件的粘砂和表面粗糙度兩個(gè)方面來(lái)考察環(huán)保型黃壤土砂的適用性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：環(huán)保型黃壤土砂鑄件表面能形成易剝離的燒結(jié)殼，輕敲即可脫落，鑄件表面光潔、細(xì)膩，鑄件質(zhì)量好。
　　研究工作對(duì)深入了解環(huán)保型黃壤土砂的循環(huán)使用性能，控制生產(chǎn)鑄件成本，推行綠