采用石膏型殼生產(chǎn)精鑄件,具有精度高、表面質(zhì)量好等優(yōu)點,目前仍廣泛應用于有色金屬鑄件的生產(chǎn)。石膏型的最大不足在于濕強度低脫殼后搬運過程中破損率高;型殼致密好但透氣性差,鑄件極易產(chǎn)生氣孔等缺陷。增加型殼壁厚雖能在一定程度上提高型殼的強度,卻會導致型殼的透氣性更差、型殼難以完全干燥等諸多問題。因此,傳統(tǒng)的石膏型殼就不能適應高精度、高等級鑄件生產(chǎn)的要求。開發(fā)高強、薄壁型殼就成為該工藝進一步擴大應用的關鍵。目前,石膏型殼增強主要采取加入各種耐火粉料的方式來獲得。但由于耐火粉料本身不具有粘結(jié)能力,增強效果有限。水玻璃因具有極高的粘結(jié)強度而被作為粘接劑廣泛應用于精鑄型殼生產(chǎn)中。水玻璃屬于水溶性硅酸鹽溶膠,與石膏漿料的相容性好,以水玻璃作為增強劑來增強石膏型殼,有望提高石膏型殼的強度,改善其性能;在型殼強度要求不變的條件下,可降低型殼的壁厚,增大透氣性,提高鑄件質(zhì)量。為此,本文以水玻璃為增強劑,將其加入到制殼漿料中來制備增強石膏型殼。研究水玻璃加入量對石膏型殼試樣的常溫強度、焙燒后試樣強度、試樣斷裂特征以及試樣失水率的影響,查明水玻璃的加入對型殼特性的影響機制,為實現(xiàn)工程化應用奠定技術(shù)基礎。本研究以密度為1.37g/cm~3、模數(shù)為3.15的水玻璃為增強劑,將0~2.25%的水玻璃與定量水預先稀釋后,加入混制好的石膏與莫來石粉干混料中,配制成漿料并澆注成試樣。將試樣在室溫條件下干燥24h及1100℃焙燒30~150min,分別測試石膏的濕強度、焙燒后強度。采用XRD、TG-DSC、SEM分別對試樣的物相組成、熱穩(wěn)定性、斷口進行觀察及分析,以查明水玻璃的加入對型殼性能及失水特性的影響規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn),隨水玻璃的加入量增加,水玻璃增強型殼試樣的自然干燥后強度呈先增大后減小趨勢。用1.35%水玻璃增強的石膏型殼試樣的自然干燥后強度達到最大值2.16MPa,比非增強石膏型殼試樣的自然干燥后強度提高了58%,增強效果顯著。水玻璃增強型殼試樣的焙燒后強度與非增強試樣焙燒后強度相似。雖然水玻璃的加入影響自然干燥24h后的失水率,但對焙燒后失水率未有較大影響,并在焙燒溫度為1100℃保溫時間為150min時,失水率趨于一致。XRD分析結(jié)果表明,水玻璃增強型殼試樣與非增強型殼試樣的物相組成相同;但水玻璃增強型殼試樣的衍射譜中二水石膏的衍射峰強度有不同程度的衰減,這說明水玻璃的加入對二水石膏的晶型產(chǎn)生一定程度的影響。TG-DSC分析結(jié)果表明,水玻璃對石膏型殼吸熱峰值溫度有一定程度影響。水玻璃加入后,型殼試樣的吸熱峰值溫度有小幅下降,降幅在5~9℃之間;非增強試樣在加熱至350℃后,失重率變化不明顯。試樣斷口形貌觀察可知,水玻璃加入量較低時,自然干燥的水玻璃增強型殼中的晶粒變得細小;但隨著水玻璃的增多,石膏晶粒變得粗大。由此可見,采用水玻璃增強精鑄石膏型,可顯著提高其濕強度,減少搬運過程中的破損率;或在濕強度要求一定的條件下,可適當降低型殼厚度,加速型殼焙燒過程失水徹底,同時有助于提高型殼的透氣性,減少鑄件缺陷。
【學位單位】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TG249.5
【部分圖文】：

和微觀形貌進行觀察分析。本課題所進行的試驗也是圍繞著這些進行的，試驗的基本技術(shù)路線如圖 1-1 所示：圖1-1 技術(shù)流程圖Fig.1-1The research process and workflow in this work.

15b) 抗彎強度試樣澆注模具母模實物圖圖 2-1 抗彎強度試樣澆注母模Fig.2-1 Picture of the dies for the preparation of test specimens模石膏型的灌漿工藝簡單、生產(chǎn)周期短等特點，并不使藝母模和底板清理干凈，確保母模與底板貼合無縫，以保再將制備完成的石膏混合漿料澆入到底板表面和模具內(nèi)，入過程中，要先從模具內(nèi)的最低處（既底板上表面）落下

2.試樣的干燥工藝按照所表 2-1 所設計的配比配制石膏漿料，澆注如母模后，經(jīng)過 1h 膠凝脫模，得到石膏型殼試樣，置于空氣中自然干燥 24h，然后即可進行濕強。3.試樣的焙燒工藝在制定焙燒工藝時，由于石膏型導熱性差和體積急劇變化等特點，焙燒溫慢上升，一般采用階梯升溫法，其焙燒工藝如圖 2-2 所示。試樣的焙燒采用 XD-1400S 型高溫箱式電阻爐，最高加熱溫度 1400℃，可制升溫、保溫、冷卻過程；為了保證爐內(nèi)氣流的均勻分布與循環(huán)，使石膏樣得到均勻加熱，型殼試樣在爐內(nèi)放置時，應保持相互之間距離不小，距離爐子的加熱元件或爐門不小于 40mm。試樣在室溫下入爐，按照焙進行加熱、保溫，避免快速升溫而引起石膏線量變化出現(xiàn)裂紋。在整個焙中，嚴禁打開爐門，防止試樣出現(xiàn)裂紋或降低其尺寸精度。
【參考文獻】

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本文編號：2853521