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)用于國防工業(yè)及航空航天領(lǐng)域和傳統(tǒng)的民用工業(yè)部門。近些年，熔模鑄造快速發(fā)展，我國作為一個制造大國對其尤為青睞。熔模鑄造澆注過程中，型殼面層與鑄件表面直接接觸，對最終鑄件的表面質(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量不多，主要產(chǎn)于澳大利亞和南非，我國主要依靠進(jìn)口，且鋯砂的供應(yīng)市場不穩(wěn)定，價格波動較大，此外，美、歐等國家的最新研究表明鋯砂中含有放射性元素，對身體有害。寶珠砂是我國自主研制的一種人造砂，據(jù)統(tǒng)計年產(chǎn)量四萬噸以上，在我國的應(yīng)用不多，多數(shù)出口到國外。寶珠砂的主要性能有：耐火度高，比重小，熱膨脹率低，流動性及填充性好，還具有極好的潰散性，且價格低廉，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程中面層材料的選用要求以及不同面層材料對型殼性能及最終鑄件質(zhì)量的影響。通過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驗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℃焙燒兩個小時，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型殼進(jìn)行宏觀

4、和微觀分析，并對寶珠砂和鋯砂分別作面砂時澆注所得泵蓋的表面質(zhì)量進(jìn)行對比分析，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砂粒之間既有點接觸，又有面接觸，而寶珠砂作為面砂時砂粒之間全部為點接觸，型殼的透氣性優(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，對比三種型殼（即水玻璃型，復(fù)合型，硅溶膠型）的特點，本實驗最終選用優(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℃，時間為2h，澆注溫度選擇1570℃。
　　3、面層撒兩層寶珠砂時型殼強度高，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，無明顯的界面反應(yīng)，澆注所得鑄件表層質(zhì)量好，無明顯的粘砂、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