寶珠砂在熔模鑄造面層材料中的應(yīng)用研究.pdf

1、熔模鑄造是一種先進(jìn)的成型工藝，能夠生產(chǎn)高質(zhì)量的鑄件，主要應(yīng)用于國(guó)防工業(yè)及航空航天領(lǐng)域和傳統(tǒng)的民用工業(yè)部門(mén)。近些年，熔模鑄造快速發(fā)展，我國(guó)作為一個(gè)制造大國(guó)對(duì)其尤為青睞。熔模鑄造澆注過(guò)程中，型殼面層與鑄件表面直接接觸，對(duì)最終鑄件的表面質(zhì)量影響較大。所以，型殼的面層材料的選擇尤為重要。
　　現(xiàn)階段，熔模鑄造常用的面層耐火材料有電熔剛玉、鋯砂、熔融石英等，其中鋯砂由于具有較高的耐火性能，較小均勻的熱膨脹系數(shù)，良好的熱化學(xué)穩(wěn)定性等諸多優(yōu)良的

2、性能而被廣泛應(yīng)用熔模鑄造面層材料，但是鋯砂在全世界的儲(chǔ)量不多，主要產(chǎn)于澳大利亞和南非，我國(guó)主要依靠進(jìn)口，且鋯砂的供應(yīng)市場(chǎng)不穩(wěn)定，價(jià)格波動(dòng)較大，此外，美、歐等國(guó)家的最新研究表明鋯砂中含有放射性元素，對(duì)身體有害。寶珠砂是我國(guó)自主研制的一種人造砂，據(jù)統(tǒng)計(jì)年產(chǎn)量四萬(wàn)噸以上，在我國(guó)的應(yīng)用不多，多數(shù)出口到國(guó)外。寶珠砂的主要性能有：耐火度高，比重小，熱膨脹率低，流動(dòng)性及填充性好，還具有極好的潰散性，且價(jià)格低廉，將寶珠砂推廣應(yīng)用于熔模鑄造面層材料，不僅

3、可以充分利用我國(guó)自己的資源，還可以為鑄造企業(yè)節(jié)約大量成本。
　　本文闡述了熔模鑄造工藝過(guò)程中面層材料的選用要求以及不同面層材料對(duì)型殼性能及最終鑄件質(zhì)量的影響。通過(guò)將寶珠砂與常用鋯砂的理化性能作比較，再結(jié)合寶珠砂自身特性制定實(shí)驗(yàn)中型殼的面層制備工藝（分為三組，A組面層撒鋯砂，B組面層撒兩層寶珠砂，C組面層撒一層寶珠砂），型殼在1050℃焙燒兩個(gè)小時(shí)，在1570℃的條件下澆注304不銹鋼泵蓋，然后借助掃描電鏡和金相顯微鏡對(duì)型殼進(jìn)行宏觀

4、和微觀分析，并對(duì)寶珠砂和鋯砂分別作面砂時(shí)澆注所得泵蓋的表面質(zhì)量進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果表明：
　　1、寶珠砂符合面層材料的選用要求。寶珠砂的熱膨脹率低于鋯砂，容易獲得良好的鑄件質(zhì)量；比重比鋯砂小很多，相同體積條件下寶珠砂的用量小，可以節(jié)約成本，此外，從堆積模型中可以清楚的看到鋯砂作面砂時(shí)砂粒之間既有點(diǎn)接觸，又有面接觸，而寶珠砂作為面砂時(shí)砂粒之間全部為點(diǎn)接觸，型殼的透氣性?xún)?yōu)于鋯砂型殼，利于最終的清殼。
　　2、熔模鑄造型殼的制備工藝

5、中，對(duì)比三種型殼（即水玻璃型，復(fù)合型，硅溶膠型）的特點(diǎn)，本實(shí)驗(yàn)最終選用優(yōu)質(zhì)的硅溶膠型殼，面砂采用寶珠砂和鋯砂。澆注不銹鋼泵蓋，其中焙燒溫度選擇1050℃，時(shí)間為2h，澆注溫度選擇1570℃。
　　3、面層撒兩層寶珠砂時(shí)型殼強(qiáng)度高，燒結(jié)致密度好，可以有效的阻止金屬液的浸入，此外，型殼潰散性好，易于清殼，澆注不銹鋼液時(shí)，無(wú)明顯的界面反應(yīng)，澆注所得鑄件表層質(zhì)量好，無(wú)明顯的粘砂、毛刺等缺陷，表面質(zhì)量同鋯砂作面砂是澆注所得鑄件相近或更優(yōu)。面