湿型砂铸铝:打开新的视角

许多汽车零部件已经用铸铝件替代以前的铸铁件。铸铝件在电动汽车的过渡中至关重要。随着汽车行业的成功转型,大批量的新型电动汽车传动系统铝部件应运而生,如电机壳和机盖。众所周知,湿型砂工艺能高效,可低成本生产出高质量的铸铁件。随着全球对铸铝件的需求不断上升,降低成本的压力不断加大,越来越多的铸造厂和制造商开始探索湿型砂生产铸铝件的运用。铸铁厂用湿型砂生产的优势成功转移到铸铝件,带来低成本、快速成形和灵活性等优点。

杯型砂轮平面磨削的磨削力模型研究

风电叶片的表面处理是其制造过程中的重要步骤。磨削力是影响表面质量、打磨效率和磨削温度的主要因素,目前普通砂轮磨削力在理论和实验上都得到很大的发展。针对基于风电叶片表面处理的杯型砂轮磨削理论模型研究,利用未变形临界磨削深度分析材料的去除方式,提出了一种杯型砂轮高速精磨的磨削机理。通过运动学分析提出了打磨的未变形接触长度,并根据实验测得有效磨粒数推导瞬时打磨深度,利用正态函数得到的活动磨粒数建立了揭示磨削力与输入变量之间关系的磨削力模型。实验结果有力地证明了磨削力模型的正确性。表明了理论力模型可以用于估计磨削力,提高表面质量和打磨效率,对工程实践选择合理的打磨参数具有指导意义。

金字塔型砂带磨粒排布对表面磨抛形貌的影响

为研究金字塔型砂带磨粒排布对磨抛加工工件表面形貌的影响,建立金字塔型砂带磨抛加工的数学模型及解析算法,采用Abaqus软件进行粗糙度值的模拟仿真预测,通过机器人磨抛系统平台进行金字塔型砂带磨抛实验并检测加工后工件的表面形貌,与仿真预测值进行对比。结果表明:粗糙度仿真预测值与实际测量值变化趋势相同,吻合度良好,误差在0.03μm以内,最大误差率为16.6%。仿真模型与实验过程保持一致,可以用于预测金字塔型砂带磨抛加工的表面粗糙度。

湿型砂铸造过程数据挖掘及其敏感性分析

湿型砂铸造工艺广泛应用于汽车零部件的制造,由于其生产工艺复杂、制造流程长、生产批次大,生产出的铸件存在质量波动较大的问题。以汽车零件铸造MES系统为核心进行讨论,通过对全生产过程的数据挖掘,及其对质量波动影响的敏感性分析,掌握影响铸件质量问题的相关因素,从而有针对性地采取控制措施,解决了铸件质量波动大的问题。

强化湿型砂性能

迄今为止,国内外铸造工厂大批量生产中、小铁铸件都采用湿粘土型砂造型,但湿型砂使用过程中,如果不严格控制性能,会引起许多铸件废品,例如常见的废品有:砂眼、气孔、夹砂、冲砂、粘砂等。因此,在生产上应用湿型砂时,研究强化湿型砂的性能是个极其重要的课题。湿型砂的最主要性能是强度和透气性。强化性能的途径除了选用优质粘土,控制型砂中的粉尘和死土含量。

混砂工艺和芯砂对粘土湿型砂性能的影响

通过采用不同的混砂工艺方案,随着混砂时间的改变,研究了混砂工艺对型砂性能的影响;同时,采用不同的芯砂加入方案,随着加入量的改变,研究了芯砂对型砂性能的影响。结果表明,型砂各种性能均随混砂工艺和混砂时间的不同而变化,也会随着芯砂加入工艺和加入量的不同而改变。为最终确定和选用混砂工艺和芯砂的加入量提供了指导依据。

磷酸盐粘结剂及其型砂配比优化研究

采用均匀设计试验方法,以试样存放120 h的抗拉强度加权平均值为指标,研究了磷酸盐粘结剂的中和度、合成时的加水量,以及型砂制备时粘结剂、KH-550、超细电熔镁砂粉、柠檬酸水溶液等的加入量对磷酸盐粘结剂砂试样抗拉强度的影响。结果表明:通过均匀试验及回归分析得到抗拉强度加权平均值与六个因素之间的回归方程。采用中和度为32%的粘结剂,合成时加水量为200 mL,混砂时粘结剂加入量为2.5%,KH-550加入量为7.1%,超细电熔镁砂粉加入量为5%,柠檬酸水溶液加入量为6.5%,所制备的型砂试样存放120 h的抗拉强度加权平均值为0.89 MPa。

促淤型砂肋软体排在海堤坡脚防护中的实践研究

海堤工程坡脚部分易被海水冲刷,危害堤防整体稳定,起步开发施工基地西北角由冲刷造成的深槽局部最深已达-8.00m,考虑设置措施性土质丁坝促淤及砂肋软体排护面,确保海堤外滩面安全。建成后通过测量不同位置水深变化,研究促淤型砂肋软体排对促淤保滩的效果,得出结论如下:1)砂肋软体排护面建设完成后,西北角附近淤积深度不断增加,促淤效果较好。2)在砂肋软体排削减能量冲击及反滤的共同作用下,流速进一步下降,促淤影响范围逐渐变大。3)近堤范围内水深随时间变化比远堤更大,促淤效果在堤身附近更明显,最大淤积深度可达2.0m以上。

影响流水线生产粘土型砂性能的因素

稳定地保证粘土型砂质量是大批量粘土砂铸造生产中的关键问题之一。本文从江铃铸造厂某造型生产线上现有的旧砂和型砂性能的测试入手,通过正交实验研究对比分析了型砂组分、残留芯砂含量等各因素对粘土型砂性能的影响,就目前该生产线上铸件的常见缺陷与旧砂和型砂的质量关系进行了讨论,提出了改进型砂质量和减少铸件缺陷的建议。

环境温度和旧砂温度对生产线用粘土型砂性能的影响

稳定地保证粘土型砂的性能和质量是生产线用粘土砂型铸造生产中的关键问题之一。影响型砂性能的因素很多,其中环境温度和旧砂温度对生产线用粘土型砂性能的影响较大。从江铃铸造厂某造型生产线上现场的环境温度和旧砂温度和型砂性能的检测数据入手,对比分析了生产线上环境温度和旧砂温度变化与型砂性能的关系,跟踪了环境温度和旧砂温度变化对铸件缺陷率的影响;根据该造型生产线目前存在的旧砂温度过高、铸件缺陷率较大现状,提出了改进型砂质量和减少铸件缺陷的建议。

电熔砖用型砂的回收利用及控制方法

电熔锆刚玉(AZS)制品的缺陷表现为热裂纹、粘砂、表面颜色不均、表层气孔、致密度低、脉纹、橘皮和尺差等,这些缺陷既与原料、熔化工艺相关,也与硅砂的固有性能有很大关联。研究表明,经过1810℃高温浇铸后的回收型砂,即旧砂生产的电熔砖与专业新砂生产的电熔砖性能相似甚至更优,如纯净度更高、耐火度更高、热膨胀系数更低,回收型砂改变了硅砂的固有性能。正确反复使用旧砂,可简化过程质量控制程序,提高电熔砖表面和内在品质,降低生产制造成本。

云溪环保型砂铸造性能的研究

云溪环保型砂用于砂型铸造,能有效减少铸件的粘砂、夹砂、砂眼、气孔等缺陷,提高铸件的内在和外表质量;同时具备绿色环保、循环应用、优质高效的综合优势。通过系统的测试研究云溪环保型砂的湿压强度、透气性、热湿拉强度、发气性、高温热膨胀性能、高温热压强度,以及高温形态和示差扫描量热-热重分析(Differential scanning calorimetryThermogravimetric analysis,DSC-TG)曲线,并和传统的煤粉湿型砂进行对比,进一步认识云溪环保型砂的特点,进一步认识型砂性能对铸件缺陷和铸件质量的影响。研究表明,云溪环保型砂与煤粉湿型砂的湿压强度、透气性、高温热膨胀性能基本相似,而云溪环保型砂的热湿拉强度、高温热压强度、发气性等性能远远优于煤粉湿型砂,这些性能优势能有效减少铸件缺陷,保证铸件质量。研究工作对进一步提高铸件的品质和推行云溪环保型砂这一绿色环保铸造生产工艺具有基础性的指导作用。

混砂工艺对粘土湿型砂性能的影响

通过采用 5种不同的加料顺序 ,并改变混砂时间 ,研究了混砂工艺对粘土湿型砂性能的影响。结果表明 ,型砂各性能均随加料顺序和混砂时间的不同而变化。当型砂中不含煤粉时 ,采用先干混后湿混的工艺 ,型砂性能较好 ;当型砂中含有煤粉时 ,采用原砂和水先湿混 ,然后再加膨润土、煤粉的混制工艺 ,型砂性能较好 ;煤粉的介入与未加煤粉时比 ,除透气性外 ,其他各性能均有提高 ;随混砂时间延长 ,各性能均呈上升趋势 ,当混砂时间为 8～ 16 min时 。

型砂性能智能化测控系统的研制

介绍了型砂性能智能测控系统的设计原理和工作原理，研制的测控系统是由ＰＣ工业控制计算机、ＰＬＣ可编程序控制器和取样、测试型砂性能机构及执行机构等组成，主要测定湿型砂紧实率和湿压强度及型砂温度、环境温度和湿度等参数，控制混砂加水量。生产应用表明，使用该系统可以将型砂的紧实率波动范围控制在±３％的范围以内，使型砂质量稳定。

水分对湿型砂性能影响的研究

目的为了改善铸造生产中汽车发动机缸体的质量而开展的水分对湿型砂性能影响的研究。方法对湿型砂烘干后重新加水混和观察水分对湿型砂性能的影响。结果从实验中,得到下面一些粗浅的认识:紧实率随着水分的增加而增加,根据实际生产,紧实率要求对应的水分为3.5%~4.0%;透气性先是随着水分的增加而增加,然后降低,形成一个峰值,其对应的水分为5%;抗压强度随着水分的添加先上升后下降,最大值对应的水分为4.5%;破碎指数随着水分的增加而增加,水分大于5%时,能够满足实际生产的要求。结论综合4种性能的要求,水分在4.5%时综合性能最好。

不同型砂配方对型砂性能影响的研究

针对某铸造厂在新的生产条件下型砂质量下降,铸件废品率明显增加的现象,有必要对型砂性能和质量实施有效检测及控制。通过试验测试了加入不同含量的膨润土、FS粉和水对型砂性能的影响,得到了型砂、膨润土、FS粉的较佳组合及性能较好的型砂配方及混制工艺,对提高型砂质量、降低由于型砂质量控制不稳而造成的铸件废品率有重要意义。

某桥壳浇注后型砂膨润土的复用性分析

研究了某桥壳铸件浇注后在距离铸件表面1mm~80mm处型砂中膨润土的复用性。结果表明:距离铸件表面越近,膨润土的复用性越低,其原因是距离铸件表面越近,型砂温度越高,膨润土在高温下容易失去活性。桥壳浇注后型砂膨润土复用性趋势为:桥壳铸件壁厚20mm处,在距离铸件表面小于20mm时,型砂中膨润土复用性小于34.13%,复用性较低;在距离铸件表面31mm~40mm时,型砂膨润土复用性已经高达88.13%,复用性良好。

湿型砂鲕化率检测方法的研究

采用磷酸法和盐酸—氢氧化钾法两种方法对湿型砂的鲕化率进行实验,实验结果分析认为湿型砂鲕化率的盐酸—多次氢氧化钾逼近法可以通过控制反应次数控制反应程度,确保反应充分,且不会过度腐蚀,其检测数据结果稳定精确。EDS与SEM结果表明,当反应完全时,砂粒表面Al含量下降,且形貌光滑,鲕化层被完全去除。

ISO－9000标准系列与型砂性能在线检测

分析了型砂性能在线检测技术与ＩＳＯ－９０００标准系列的关系，并分析了国外八家厂商所生产的湿型砂性能在线检测仪器的结构原理和主要功能。分析表明，在各种湿型砂性能在线检测仪器中，紧实率都是必测项目；在有关型砂强度的检测方面，目前趋向于测量砂样的剪切强度，并与变形量的测试相结合，更能反映高密度砂型对型砂性能的实际要求。预计在今后５～１０年内，型砂性能在线检测仪器将在我国和世界范围内得到广泛的应用。

界面换热系数和型砂热物性参数对凝固过程影响程度的比较

用反算得到的界面换热系数对砂型铸锭的温度场进行了模拟计算。结果表明,对砂型铸锭来说,界面换热系数对铸件温度场的影响很小。然后优化了型砂的热物性参数,用这些参数对砂型铸锭的温度场进行了计算,并与实测温度场进行了对比,发现优化后的型砂热物性参数显著提高了温度场的模拟精度。最后,通过对反算前后砂型铸锭界面换热系数,以及型砂热物性参数修正前后对砂型铸锭温度场模拟平均差的对比,说明同时采用反算后的界面换热系数和修正后的型砂热物性参数,可获得模拟精度最高的温度场,其中热物性参数的影响最为明显。