本文關(guān)鍵詞：寶珠砂在熔模鑄造面層材料中的應(yīng)用研究

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【摘要】：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(gè)制造大國對(duì)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(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�，F(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,我國主要依靠進(jìn)口,且鋯砂的供應(yīng)市場不穩(wěn)定,價(jià)格波動(dòng)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(duì)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(jì)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(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(duì)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(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)。面層撒一層寶珠砂時(shí),型殼表層容易出現(xiàn)面砂覆蓋不均勻的問題,鑄件表面由于面砂不均勻?qū)е抡成暗热毕莸某霈F(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】：寶珠砂 熔模鑄造 型殼 面砂 界面反應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：沈陽大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG249.5
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-24
• 1.1 引言11
• 1.2 熔模鑄造簡介11-16
• 1.2.1 熔模鑄造的發(fā)展概況13
• 1.2.2 熔模鑄造工藝特點(diǎn)13-14
• 1.2.3 熔模鑄造分類14-16
• 1.3 面層材料16-19
• 1.3.1 面層材料的主要性能特征16
• 1.3.2 面層材料的研究現(xiàn)狀16-19
• 1.4 型殼的主要性能指標(biāo)19-21
• 1.5 本課題的研究意義及主要研究內(nèi)容21-22
• 1.5.1 本課題研究的目的和意義21-22
• 1.5.2 本文主要研究內(nèi)容22
• 1.6 本章小結(jié)22-24
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料及其方法24-36
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料24-30
• 2.1.1 面層撒砂材料的確定24-27
• 2.1.2 面層涂料的選擇27-30
• 2.1.3 澆注合金的選擇30
• 2.2 涂料性能的檢測30-31
• 2.2.1 面層涂料粘度的測定30-31
• 2.2.2 面層涂料懸浮率的測定31
• 2.3 型殼性能的測試及其實(shí)驗(yàn)儀器31-34
• 2.3.1 強(qiáng)度31-32
• 2.3.2 高溫自重變形分析32-33
• 2.3.3 透氣性33-34
• 2.4 實(shí)驗(yàn)方案34-35
• 2.4.1 面層工藝設(shè)計(jì)34
• 2.4.2 型殼結(jié)構(gòu)及鑄件質(zhì)量分析34-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 第3章 型殼制備工藝36-44
• 3.1 涂掛與撒砂37-39
• 3.2 干燥39-40
• 3.3 脫蠟與焙燒40-41
• 3.4 熔煉與澆注41-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 第4章 型殼分析44-55
• 4.1 面砂砂粒形狀對(duì)型殼的影響44-47
• 4.2 不同面砂對(duì)型殼燒結(jié)性能及界面反應(yīng)的影響47-54
• 4.3 本章小結(jié)54-55
• 第5章 鑄件質(zhì)量分析55-60
• 5.1 熔模鑄件缺陷機(jī)理55-57
• 5.2 鑄件質(zhì)量分析57-59
• 5.3 本章小結(jié)59-60
• 第6章 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 致謝64-65

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：650808