锆英面砂替代材料的试验结果及分析
来源:开封市华能电炉有限公司
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作者:huanengdl
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发布时间: 2017-04-21
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实验对比了面层撒砂材料分别为试验砂H和锆英砂的型壳的常温、高温和残留强度。由可见．替代锆英砂后型壳强度基本无变化，经分析可能因为型壳面层耐火材料比较薄，型壳的强度主要决定于过渡层和背层撒砂材料。
实验对比了面层撒砂材料分别为试验砂H和锆英砂的型壳的常温、高温和残留强度。由可见．替代锆英砂后型壳强度基本无变化，经分析可能因为型壳面层耐火材料比较薄，型壳的强度主要决定于过渡层和背层撒砂材料。 由前面的分析可见，采用煤矸砂H替代面层锆英砂对型壳的强度及透气性影响不大，因此采用H替代面层锆英砂的关键在于考察其对型壳的高温变形性能及型壳面层耐火度的影响。高温变形实验采用重复制取面层的方法来放大面层撒砂材料不同对型壳高温膨胀的影响效果。由图2中数据可见二者的变形量随温度变化趋势一致，在5 0 mm的基准试样升温到】0 00℃时，两种型壳的直径变形量仅差0.1 mmo这两种型壳对应图3中的1#和2#，而图3中的3#则代表用煤干粉砂制得的过渡层和背层。 在某精铸公司进行了碳钢、低合金钢和不锈钢的生产浇注实验．结果表明，采用替代用面砂所型壳浇注低合金钢可以获得较好的表面质量，表4为低合金钢浇注情况，相比之下，浇注不锈钢铸件时，则出现了铸件毛刺及裂纹的问题，该试验砂应用于不锈钢浇注。其材料和面层工艺尚需改进。 铸件表面产生毛刺的原因是型壳出现裂纹，浇注时金属液渗入型壳裂纹凝固后形成。一般认为型壳裂大部分由于在型壳干燥过程中硅溶胶胶凝不均者脱蜡过程中蜡模热膨胀引起型壳产生裂纹。过一系列浇注实验表明型3#层材料的+2性能也有一定的关系。3#线膨胀率曲线在180~270℃之间斜率发生明显变化，这是由于煤矸石有的β方石英→α-方石英，产生体积效应+2.8%25~950℃之间，1#和2#的线膨胀率差值最大约0.2/10，因此认为在这个温度段两种面层因3#代表的过渡层及背层影响产生的效果是一样的。但在1000℃后1#和2#对应线膨胀率曲线变化趋势明显不同：面层撒砂材料采用H的型壳(2#)，其对应线膨张率在25r-1030℃范围内稳定上升，在1030℃以后则一直下降到0；面层采用锆英砂的型壳(1#)对应线澎胀率1300～1400℃间稳定在3.8×10，而代表过渡层和背层的型壳(3#)则稳定在4.5×10，与2#更如近。1#与3#型壳层之间材料在高温段线膨胀率上的极大差异可能导致型壳表面存在应力，使得型壳在浇注过程中受金属液的压力而产生裂纹，进而使铸件带有毛刺。工厂实验浇注中低合金钢与不锈钢，对应型壳焙烧温度及浇注温度均相同，但浇注结果表明后者对应的面层使用煤矸砂H的．型壳生产的铸件缺陷较多，可能受金属不同密度、流动性等因素的影响，当然也与型壳的抗冲击性及对不同金属的耐火度相关。
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