V法手册内容分享(砂子部分一)

发布时间:2018-04-19浏览次数:

概述

目前已经有许多出版过的书和发表过的论文是关于铸造用砂的。但是,这个章节我们给你提供一个全新的关于V法铸造用砂的认识和理解。在你继续阅读之前,我们首先了解一些最基本的东西。V法铸造用砂与其它铸造用砂相比更加容易理解有一个主要的原因,就是除了砂子本身以外再无任何东西:没有水分,没有粘土,没有含碳的材料,没有化学添加剂,没有其它成分仅仅只有砂子而已。

关于砂子的控制问题,只有两个方面需要注意:经常检查砂子的粒度分布,砂子的温度要控制在122F°50)以下。更多的细节将会在下面讲到。

 

研究

在这里我们从头开始讨论砂子也许感觉有些特殊,但是我们要知道,V法铸造技术是一项全新的发明。当初这门技术被发明出来的时候,没有人知道应该使用什么样的砂子。日本新东公司动用了许多人针对砂子进行了长时间的研究,你可以学习一下这些研究内容然后你将会对V法铸造用砂有更好的理解。

众所周知,铸型高的体密度是必须的,这主要基于以下两个原因:铸型可以达到最大的剪切强度;得到的铸件有更好的表面质量。因此,研究者进行了一系列关于铸型体密度的研究。研究者取一份砂样,在450微米(0.018英寸)的振幅下以每分钟3000次的振动频率振动十秒钟。同样粒度的砂子振动后得到的体密度如图6.1所示。结果表明,在只有一种粒度的砂子组成的砂型中,当砂子粒度为70目时,可以获得最大的体密度,达到1.5g/cm³94磅每立方英尺)。

48目的砂子和100目的砂子获得的体密度与70目的砂子体密度近似(注意:这里的目数是按照日本的标准,而不是美国的标准)。然而,随着砂子粒度变小,砂型的体密度变小。而最小的体密度是由底盘砂获得的(对这个研究结果很吃惊是吗?不妨去查一查,这个确实是真的)。

 

70目的砂子与其它目数的砂子按照1:1的比例混合后在相同的实验条件下实验获得的结果如图6.2所示。从图中可以看出,实验获得的最大的体密度为1.68g/cm³105磅每立方英尺),这个体密度是由50%70目砂子和50%的底盘砂混合后获得的。这看上去是一种非常好用的混砂方案,以至于很长时间内这种砂子被认为就是V法铸造所需要的砂子。但是在后来才发现,事实并非如此。接下来对邻近的砂子进行混合实验。图6.3显示了对150目和200目的砂子进行不同比例混合实验的实验结果。通过图示可知,不同比例的混合对砂型体密度的影响很小。

接下来对更大粒度范围的砂子进行混合实验的研究。图6.4显示了对70目的砂子和底盘砂进行混合实验的结果。请记住,用70%70目的砂子和30%的底盘砂混合,可以获得最大的体密度,达到1.8g/cm³112磅每立方英尺)。

当然,这些实验都是基于对所有可能的配比进行的,实验结果还需要数以百计的实验进行完善。

要研究铸型的强度和硬度,我们使用一个如图6.5所示的铸型试样。试样的高度为50mm,直径为50mm的圆柱体,用塑料薄膜进行封装并在Amsler Machine设备上进行实验。

实验结果得到的试样所受压力与直径的关系如图6.6所示,曲线最高点对应的压力值作为样品的抗压强度。在实验中样品变形成为一个圆桶状但是没有爆裂。

那么,当真空度改变时,铸型强度和硬度是怎么变化的呢?这在图6.7中给出了结果。铸型硬度在真空度达到200mm汞柱的时候达到平稳,硬度为92,但是随着真空度的增加铸型强度几乎呈直线增加。在大约半个大气压(380mm汞柱)时,铸型强度为3Kg/cm²43psi),这是一个非常不错的强度值。在半个大气压下(380mm汞柱),铸型的硬度和强度均等于或者好于高压湿砂造型。