本文關(guān)鍵詞：型砂發(fā)氣性檢測及工藝實驗研究

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【摘要】：砂型(芯)在金屬液澆注及凝固冷卻過程中的發(fā)氣量和發(fā)氣速度,對鑄件生產(chǎn)成敗是相當(dāng)重要的。鑄件產(chǎn)品的質(zhì)量、廢品率等無不與各種型砂的發(fā)氣性能密切相關(guān)。因此,如何準(zhǔn)確檢測出樹脂砂等造型材料的發(fā)氣性能是十分必要的。但是目前國內(nèi)外普遍使用的造型材料發(fā)氣性測定儀都是在人為設(shè)定條件下去測定型砂的發(fā)氣特性,而這種人為設(shè)定的條件與鑄造時砂型(芯)所處的復(fù)雜環(huán)境比相差較大,所以,這種發(fā)氣性測定儀的測定結(jié)果并不能真正反映型砂在鑄件澆注及凝固過程中的發(fā)氣規(guī)律。本文利用自行設(shè)計的型砂發(fā)氣性測定裝置對呋喃樹脂砂、酚醛樹脂砂以及水玻璃砂在鋁合金液澆注及凝固冷卻過程中型砂的發(fā)氣性進(jìn)行了測定,獲得了三種型砂發(fā)氣量和發(fā)氣速度的特性曲線,并進(jìn)一步研究了粘結(jié)劑的加入量、澆注溫度以及型砂與鋁合金液之間接觸面積等因素對型砂發(fā)氣性的影響規(guī)律。設(shè)計了一種模具,測定型砂-金屬液界面氣體背壓,研究了呋喃樹脂砂、酚醛樹脂砂以及水玻璃砂與金屬液界面上的氣體背壓。對型砂在鋁合金液凝固過程中的溫度場進(jìn)行了模擬實驗,研究了型砂溫度場與發(fā)氣性之間的關(guān)系。最后,根據(jù)型砂發(fā)氣性數(shù)據(jù)對型砂發(fā)氣性測定儀進(jìn)行了改進(jìn),初步設(shè)計一種用單片機(jī)控制采集和檢測型砂發(fā)氣性的儀器,操作更加簡便,實驗結(jié)果的處理也更加方便。實驗結(jié)果表明,在其他條件相同時,呋喃樹脂砂的發(fā)氣量和發(fā)氣速度最大,酚醛樹脂砂次之,水玻璃砂最小。型砂在鋁合金液凝固過程中有兩個時間段發(fā)氣速度較大,相應(yīng)地在發(fā)氣速度曲線上有兩個峰值,第一個峰出現(xiàn)在第5-7 s之間,第二峰出現(xiàn)在108-125s之間。粘結(jié)劑加入量、澆注溫度以及接觸面積越大,型砂的發(fā)氣量和發(fā)氣速度越大,其中粘結(jié)劑的加入量和接觸面積對型砂的發(fā)氣性影響最為顯著,澆注溫度的影響則較小。另外,粘結(jié)劑加入量對呋喃樹脂砂的發(fā)氣量影響較大,對酚醛樹脂砂和水玻璃砂的影響較小。呋喃樹脂砂-鋁合金液界面氣體背壓最大,酚醛樹脂砂次之,水玻璃砂最小。型砂試樣中,距離型砂-鋁合金液界面越近,型砂的溫度越高,殘留發(fā)氣量越低,反之亦然。型砂-金屬液界面附近型砂的殘留發(fā)氣量為10 ml/g左右,型砂試樣中心附近型砂的殘留發(fā)氣量為24 ml/g左右。
【關(guān)鍵詞】：型砂發(fā)氣性 發(fā)氣量 發(fā)氣速度 氣孔
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG221
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 背景和意義10-11
• 1.2 型砂的發(fā)氣性引起的氣孔缺陷11-13
• 1.2.1 侵入性氣孔11-12
• 1.2.2 反應(yīng)性氣孔12-13
• 1.3 型砂發(fā)氣性的研究現(xiàn)狀13-18
• 1.4 研究內(nèi)容18-19
• 第2章 實驗材料、設(shè)備和實驗方法19-25
• 2.1 實驗材料19-21
• 2.2 實驗設(shè)備與儀器21-23
• 2.2.1 熔煉爐21
• 2.2.2 SHY葉片式型砂混砂機(jī)21
• 2.2.3 電子天平21
• 2.2.4 自行設(shè)計的型砂發(fā)氣性檢測裝置21-22
• 2.2.5 型砂發(fā)氣性測定儀22-23
• 2.2.6 鋁合金密度當(dāng)量測定儀23
• 2.3 實驗方法23-25
• 2.3.1 型砂試樣形狀和尺寸的確定23
• 2.3.2 型砂混制與制樣23-24
• 2.3.3 合金的熔煉24
• 2.3.4 型砂發(fā)氣性的檢測24-25
• 第3章 結(jié)果與討論25-52
• 3.1 型砂的發(fā)氣量測量及檢測誤差的修正25-30
• 3.1.1 型砂的發(fā)氣量測量25-26
• 3.1.2 容器內(nèi)空氣膨脹測量26-27
• 3.1.3 發(fā)氣量與時間關(guān)系曲線的擬合27-28
• 3.1.4 發(fā)氣速度曲線建立28-29
• 3.1.5 型砂發(fā)氣性曲線特征點討論29-30
• 3.2 呋喃樹脂砂的發(fā)氣性30-35
• 3.2.1 ZYF-7 呋喃樹脂砂的發(fā)氣性30-33
• 3.2.2 SH308呋喃樹脂砂的發(fā)氣性33-35
• 3.3 酚醛樹脂砂與水玻璃砂的發(fā)氣性35-40
• 3.3.1 HYT J-124酚醛樹脂砂的發(fā)氣性35-37
• 3.3.2 HYT S-105水玻璃砂發(fā)氣性37-40
• 3.4 型砂發(fā)氣性與溫度的關(guān)系40-46
• 3.4.1 ZYF-7 型呋喃樹脂砂在不同加熱溫度下的發(fā)氣量40-41
• 3.4.2 樹脂型砂試樣在鋁合金液中的溫度場41-44
• 3.4.3 型砂經(jīng)合金液熱作用后的殘留發(fā)氣量44-46
• 3.5 鋁合金鑄件氣孔傾向性的研究46-52
• 3.5.1 型砂-鋁合金液界面氣體背壓的測定47-49
• 3.5.2 不同類型型砂的氣孔傾向性49-50
• 3.5.3 不同類型型砂澆注時鑄件的密度50-52
• 第4章 型砂發(fā)氣性檢測儀設(shè)計52-63
• 4.1 檢測儀發(fā)氣裝置部分的設(shè)計52-56
• 4.1.1 結(jié)構(gòu)及外觀設(shè)計52-54
• 4.1.2 密封容器有效容積設(shè)計54-56
• 4.2 壓力檢測系統(tǒng)設(shè)計56-63
• 4.2.1 壓力法檢測型砂發(fā)氣量的理論依據(jù)56
• 4.2.2 壓力檢測系統(tǒng)要求56
• 4.2.3 壓力檢測系統(tǒng)總體設(shè)計56-57
• 4.2.4 硬件電路設(shè)計57-63
• 第5章 結(jié)論63-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 附錄A 型砂發(fā)氣性檢測儀設(shè)計圖67-68
• 附錄B 壓力檢測電路原理圖68-69
• 在學(xué)研究成果69-70
• 致謝70

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：923529