Chemické zloženie keramického piesku je hlavne Al2O3 a SiO2 a minerálna fáza keramického piesku je hlavne korundová fáza a mullitová fáza, ako aj malé množstvo amorfnej fázy. Žiaruvzdornosť keramického piesku je vo všeobecnosti vyššia ako 1800 °C a je to vysokotvrdý hliníkovo-kremíkový žiaruvzdorný materiál.
Charakteristika keramického piesku
● Vysoká žiaruvzdornosť;
● Malý koeficient tepelnej rozťažnosti;
● Vysoká tepelná vodivosť;
● Približný sférický tvar, malý uhlový faktor, dobrá tekutosť a kompaktná schopnosť;
● Hladký povrch, žiadne praskliny, žiadne hrbole;
● Neutrálny materiál, vhodný na rôzne odlievacie kovové materiály;
● Častice majú vysokú pevnosť a nedajú sa ľahko rozbiť;
● Rozsah veľkosti častíc je široký a miešanie je možné prispôsobiť podľa požiadaviek procesu.
Aplikácia keramického piesku v odliatkoch motorov
1. Použite keramický piesok na vyriešenie žilkovania, lepenia piesku, zlomeného jadra a deformácie pieskového jadra liatinovej hlavy valca
● Blok valcov a hlava valcov sú najdôležitejšie odliatky motora
● Tvar vnútornej dutiny je zložitý a požiadavky na rozmerovú presnosť a čistotu vnútornej dutiny sú vysoké
● Veľká dávka
Aby sa zabezpečila efektívnosť výroby a kvalita výrobkov,
● Vo všeobecnosti sa používa montážna linka na výrobu zeleného piesku (hlavne hydrostatická stylingová linka).
● Pieskové jadrá vo všeobecnosti používajú proces chladiacej komory a piesku (jadro plášťa) potiahnutého živicou a niektoré pieskové jadrá využívajú proces horúcej komory.
● Kvôli zložitému tvaru pieskového jadra bloku valcov a odliatku hlavy majú niektoré pieskové jadrá malú plochu prierezu, najtenšia časť niektorých blokov valcov a jadier vodného plášťa hlavy valcov má iba 3 – 3,5 mm a výstup piesku je úzky, pieskové jadro po odliatí je dlhodobo obklopené vysokoteplotným roztaveným železom, ťažko sa čistí piesok, je potrebné špeciálne čistiace zariadenie atď. V minulosti sa pri odlievaní používal všetok kremičitý piesok čo spôsobilo problémy so žilami a lepením piesku v odliatkoch vodného plášťa bloku valcov a hlavy valcov. Problémy s deformáciou jadra a zlomeným jadrom sú veľmi bežné a ťažko riešiteľné.
Aby sa tieto problémy vyriešili, približne od roku 2010 začali niektoré známe domáce spoločnosti na odlievanie motorov, ako napríklad FAW, Weichai, Shangchai, Shanxi Xinke atď., skúmať a testovať aplikáciu keramického piesku na výrobu blokov valcov, vodné plášte hlavy valcov a olejové kanály. Rovnaké pieskové jadrá účinne odstraňujú alebo redukujú defekty, ako je spekanie vnútornej dutiny, lepenie piesku, deformácia pieskového jadra a zlomené jadrá.
Nasledujúce obrázky sú vyrobené keramickým pieskom procesom cold box.
Odvtedy sa keramický pieskový zmiešaný čistiaci piesok postupne presadzoval v procesoch chladiaceho boxu a horúceho boxu a aplikoval sa na jadrá vodného plášťa hlavy valcov. Stabilne vyrába už viac ako 6 rokov. Súčasné využitie pieskového jadra chladiaceho boxu je: podľa tvaru a veľkosti pieskového jadra je množstvo pridaného keramického piesku 30 % – 50 %, celkové množstvo pridanej živice je 1,2 % – 1,8 % a pevnosť v ťahu je 2,2-2,7 MPa. (Laboratórne vzorky testovania údajov)
Zhrnutie
Liatinové diely bloku valcov a hlavy obsahujú veľa úzkych štruktúr vnútornej dutiny a teplota liatia je všeobecne medzi 1440-1500 °C. Tenkostenná časť pieskového jadra sa ľahko speká pôsobením vysokoteplotného roztaveného železa, ako je roztavené železo infiltrujúce do pieskového jadra, alebo vytvára medzivrstvovú reakciu za vzniku lepkavého piesku. Žiaruvzdornosť keramického piesku je väčšia ako 1800 °C, pričom skutočná hustota keramického piesku je relatívne vysoká, kinetická energia častíc piesku s rovnakým priemerom a rýchlosťou je 1,28-násobkom energie častíc kremičitého piesku pri streľbe piesku, ktorý môže zvýšiť hustotu pieskových jadier.
Tieto výhody sú dôvodom, prečo použitie keramického piesku môže vyriešiť problém lepenia piesku vo vnútornej dutine odliatkov hlavy valcov.
Vodný plášť, sacie a výfukové časti bloku valcov a hlavy valcov majú často chyby žilkovania. Veľký počet výskumov a odlievacích postupov ukázal, že hlavnou príčinou žilkovania na povrchu odliatku je fázová zmena expanzie kremičitého piesku, ktorá spôsobuje tepelné namáhanie, vedie k prasklinám na povrchu pieskového jadra, čo spôsobuje roztavenie železa. prenikať do trhlín, tendencia žiliek je väčšia najmä v procese chladiaceho boxu. V skutočnosti je miera tepelnej rozťažnosti kremičitého piesku až 1,5 %, zatiaľ čo miera tepelnej rozťažnosti keramického piesku je len 0,13 % (zahriaty na 1000 °C počas 10 minút). Možnosť prasknutia je veľmi malá tam, kde na povrchu pieskového jadra v dôsledku namáhania tepelnou rozťažnosťou. Použitie keramického piesku v pieskovom jadre bloku valcov a hlavy valcov je v súčasnosti jednoduchým a efektívnym riešením problému žilkovania.
Komplikované, tenkostenné, dlhé a úzke jadrá vodného plášťa hlavy valcov a pieskové jadrá z olejových kanálov valcov vyžadujú vysokú pevnosť (vrátane pevnosti pri vysokej teplote) a húževnatosť a zároveň je potrebné kontrolovať tvorbu plynu v jadre piesku. Tradične sa väčšinou používa proces poťahovaného piesku. Použitie keramického piesku znižuje množstvo živice a dosahuje efekt vysokej pevnosti a nízkej tvorby plynu. V dôsledku neustáleho zlepšovania výkonu živice a surového piesku proces chladiaceho boxu v posledných rokoch čoraz viac nahrádza časť procesu poťahovaného piesku, čím sa výrazne zlepšuje efektívnosť výroby a zlepšuje sa výrobné prostredie.
2. Aplikácia keramického piesku na vyriešenie problému deformácie pieskového jadra výfukového potrubia
Výfukové potrubia pracujú pri vysokoteplotných striedavých podmienkach dlhú dobu a odolnosť materiálov voči oxidácii pri vysokých teplotách priamo ovplyvňuje životnosť výfukových potrubí. V posledných rokoch krajina neustále zlepšovala emisné normy automobilových výfukových plynov a aplikácia katalytickej technológie a technológie preplňovania turbodúchadlom výrazne zvýšila pracovnú teplotu výfukového potrubia až nad 750 °C. S ďalším zlepšovaním výkonu motora sa zvýši aj pracovná teplota výfukového potrubia. V súčasnosti sa vo všeobecnosti používa žiaruvzdorná oceľ na odliatok, ako je ZG 40Cr22Ni10Si2 (JB/T 13044) atď., so žiaruvzdornou teplotou 950°C-1100°C.
Vo všeobecnosti sa vyžaduje, aby vnútorná dutina výfukového potrubia bola bez trhlín, studených uzáverov, zmršťovacích dutín, troskových inklúzií atď., ktoré ovplyvňujú výkon, a požaduje sa, aby drsnosť vnútornej dutiny nebola väčšia ako Ra25. Zároveň existujú prísne a jasné predpisy o odchýlke hrúbky steny potrubia. Problém s nerovnomernou hrúbkou steny a nadmernou odchýlkou steny potrubia výfukového potrubia dlhodobo trápi mnohé zlievarne výfukových potrubí.
Zlieváreň prvýkrát použila pieskové jadrá potiahnuté kremičitým pieskom na výrobu žiaruvzdorných oceľových výfukových potrubí. V dôsledku vysokej teploty liatia (1470-1550 °C) sa pieskové jadrá ľahko deformovali, čo viedlo k javu mimo tolerancie v hrúbke steny potrubia. Hoci kremičitý piesok bol spracovaný vysokoteplotnou fázovou zmenou, vplyvom rôznych faktorov stále nedokáže prekonať deformáciu pieskového jadra pri vysokej teplote, čo vedie k širokému rozsahu kolísania hrúbky steny potrubia. a v závažných prípadoch bude zošrotovaný. Aby sa zlepšila pevnosť pieskového jadra a regulovalo sa vytváranie plynu v pieskovom jadre, bolo rozhodnuté použiť piesok pokrytý keramickým pieskom. Keď bolo množstvo pridanej živice o 36 % nižšie ako množstvo piesku potiahnutého kremičitým pieskom, jeho pevnosť v ohybe pri izbovej teplote a pevnosť v ohybe za tepla sa zvýšili o 51 %, 67 % a množstvo vytváraného plynu sa znížilo o 20 %, čo spĺňa požiadavky procesné požiadavky na vysokú pevnosť a nízku tvorbu plynu.
Továreň používa pieskové jadrá obalené kremičitým pieskom a pieskové jadrá s keramickým pieskom na simultánne odlievanie, po vyčistení odliatkov vykonávajú anatomické kontroly.
Ak je jadro vyrobené z piesku potiahnutého kremičitým pieskom, odliatky majú nerovnomernú hrúbku steny a tenkú stenu a hrúbka steny je 3,0-6,2 mm; keď je jadro vyrobené z piesku potiahnutého keramickým pieskom, hrúbka steny odliatku je rovnomerná a hrúbka steny je 4,4-4,6 mm. ako nasledujúci obrázok
Piesok potiahnutý kremičitým pieskom
Piesok pokrytý keramickým pieskom
Piesok potiahnutý keramickým pieskom sa používa na výrobu jadier, čo eliminuje rozbitie pieskového jadra, znižuje deformáciu pieskového jadra, výrazne zlepšuje rozmerovú presnosť prietokového kanála vnútornej dutiny výfukového potrubia a znižuje lepenie piesku vo vnútornej dutine, čím zlepšuje kvalitu odliatkov a hotových výrobkov a dosiahli významné ekonomické prínosy.
3. Aplikácia keramického piesku v skrini turbodúchadla
Pracovná teplota na konci turbíny v plášti turbodúchadla vo všeobecnosti presahuje 600 °C a niektoré dokonca dosahujú až 950-1050 °C. Materiál plášťa musí byť odolný voči vysokým teplotám a musí mať dobrý odlievací výkon. Štruktúra plášťa je kompaktnejšia, hrúbka steny je tenká a rovnomerná a vnútorná dutina je čistá atď. , Je mimoriadne náročná. V súčasnosti sa teleso turbodúchadla vo všeobecnosti vyrába zo žiaruvzdorného oceľového odliatku (ako 1.4837 a 1.4849 nemeckej normy DIN EN 10295) a používa sa aj žiaruvzdorná tvárna liatina (ako je nemecká norma GGG SiMo, americká štandardné vysokoniklové austenitické tvárne železo D5S atď.).
Skriňa turbodúchadla motora 1,8 T, materiál: 1,4837, konkrétne GX40CrNiSi 25-12, hlavné chemické zloženie (%): C: 0,3-0,5, Si: 1-2,5, Cr: 24-27, Mo: Max 0,5, Ni: 11 -14, teplota nalievania 1560 ℃. Zliatina má vysoký bod topenia, veľkú rýchlosť zmrštenia, silnú tendenciu k praskaniu za tepla a veľké ťažkosti pri odlievaní. Metalografická štruktúra odliatku má prísne požiadavky na zvyškové karbidy a nekovové inklúzie a existujú aj špecifické predpisy o chybách odliatku. Aby sa zabezpečila kvalita a efektívnosť výroby odliatkov, proces formovania využíva odlievanie jadra s filmom potiahnutými jadrami z pieskovej škrupiny (a niektorými jadrami chladiaceho boxu a horúceho boxu). Spočiatku sa používal čistiaci piesok AFS50 a potom pražený kremičitý piesok, ale problémy ako lepenie piesku, otrepy, tepelné trhliny a póry vo vnútornej dutine sa objavovali v rôznej miere.
Na základe výskumu a testovania sa továreň rozhodla použiť keramický piesok. Pôvodne zakúpený hotový potiahnutý piesok (100% keramický piesok) a potom zakúpené zariadenie na regeneráciu a povrchovú úpravu a priebežná optimalizácia procesu počas výrobného procesu, použitie keramického piesku a pracieho piesku na miešanie surového piesku. V súčasnosti sa obaľovaný piesok realizuje zhruba podľa nasledujúcej tabuľky:
| Proces piesku potiahnutý keramickým pieskom pre kryt turbodúchadla | ||||
| Veľkosť piesku | Miera keramického piesku % | % prídavku živice | Pevnosť v ohybe MPa | Výdaj plynu ml/g |
| AFS50 | 30-50 | 1,6-1,9 | 6,5-8 | ≤12 |
Za posledných niekoľko rokov výrobný proces tohto závodu beží stabilne, kvalita odliatkov je dobrá a ekonomické a environmentálne prínosy sú pozoruhodné. Zhrnutie je nasledovné:
a. Použitím keramického piesku alebo použitím zmesi keramického piesku a kremičitého piesku na výrobu jadier sa odstránia chyby, ako je lepenie piesku, spekanie, žilkovanie a tepelné praskanie odliatkov, a realizuje sa stabilná a efektívna výroba;
b. Odlievanie jadra, vysoká efektívnosť výroby, nízky pomer piesku a železa (vo všeobecnosti nie viac ako 2:1), menšia spotreba surového piesku a nižšie náklady;
c. Nalievanie jadra prispieva k celkovej recyklácii a regenerácii odpadového piesku a tepelná rekultivácia sa používa jednotne na regeneráciu. Výkon regenerovaného piesku dosiahol úroveň nového piesku na drhnutie piesku, čím sa dosiahol efekt zníženia obstarávacej ceny surového piesku a zníženia vypúšťania tuhého odpadu;
d. Obsah keramického piesku v regenerovanom piesku je potrebné často kontrolovať, aby sa určilo množstvo pridaného nového keramického piesku;
e. Keramický piesok má okrúhly tvar, dobrú tekutosť a veľkú špecifickosť. Pri zmiešaní s kremičitým pieskom je ľahké spôsobiť segregáciu. V prípade potreby je potrebné upraviť proces pieskovania;
f. Pri pokrývaní fólie sa snažte použiť kvalitnú fenolovú živicu a opatrne používajte rôzne prísady.
4. Aplikácia keramického piesku v hlave valcov z hliníkovej zliatiny motora
S cieľom zlepšiť výkon automobilov, znížiť spotrebu paliva, znížiť znečistenie výfukovými plynmi a chrániť životné prostredie sú ľahké automobily vývojovým trendom automobilového priemyslu. V súčasnosti sa odliatky automobilových motorov (vrátane dieselových motorov), ako sú bloky valcov a hlavy valcov, vo všeobecnosti odlievajú z hliníkových zliatin a proces odlievania blokov valcov a hláv valcov pri použití pieskových jadier, gravitačného odlievania kovovej formy a nízkotlakového odlievania. casting (LPDC) sú najreprezentatívnejšie.
Pieskové jadro, potiahnutý piesok a proces chladenia odliatkov bloku valcov a hláv z hliníkovej zliatiny sú bežnejšie, vhodné pre vysoko presné a veľkoobjemové výrobné charakteristiky. Spôsob použitia keramického piesku je podobný ako pri výrobe liatinovej hlavy valcov. Vzhľadom na nízku teplotu liatia a malú špecifickú hmotnosť hliníkovej zliatiny sa vo všeobecnosti používa jadrový piesok s nízkou pevnosťou, ako napríklad pieskové jadro chladiaceho boxu v továrni, množstvo pridanej živice je 0,5 až 0,6 % a pevnosť v ťahu je 0,8-1,2 MPa. Vyžaduje sa jadrový piesok Má dobrú skladateľnosť. Použitie keramického piesku znižuje množstvo pridanej živice a výrazne zlepšuje kolaps pieskového jadra.
V posledných rokoch sa v záujme zlepšenia výrobného prostredia a zlepšenia kvality odliatkov stále viac a viac skúmajú a používajú anorganické spojivá (vrátane modifikovaného vodného skla, fosfátových spojív atď.). Na obrázku nižšie je miesto odlievania továrne, ktorá používa hlavu valcov z keramického piesku a anorganického spojiva z piesku z hliníkovej zliatiny.
Továreň používa na výrobu jadra keramické pieskové anorganické spojivo a množstvo pridaného spojiva je 1,8 ~ 2,2%. Vďaka dobrej tekutosti keramického piesku je pieskové jadro husté, povrch je úplný a hladký a zároveň je množstvo plynu malé, výrazne zlepšuje výťažnosť odliatkov, zlepšuje skladateľnosť jadrového piesku. , zlepšuje výrobné prostredie a stáva sa modelom ekologickej výroby.
Aplikácia keramického piesku v priemysle odlievania motorov zlepšila efektivitu výroby, zlepšila pracovné prostredie, vyriešila chyby odliatku a dosiahlo významné ekonomické výhody a dobré environmentálne výhody.
Odvetvie zlievarne motorov by malo pokračovať vo zvyšovaní regenerácie jadrového piesku, ďalej zlepšovať efektivitu využitia keramického piesku a znižovať emisie tuhého odpadu.
Keramický piesok je v súčasnosti z hľadiska efektu využitia a rozsahu použitia lejacím špeciálnym pieskom s najlepším komplexným výkonom a najväčšou spotrebou v priemysle odlievania motorov.
Čas odoslania: 27. marca 2023
