潮模砂制备工艺及在线控制研究

摘要

用粘土作为粘结剂造型生产铸件，是历史悠久的工艺方法，也是应用范围最广的铸造工艺方法。在各种化学粘结剂蓬勃发展的今天，粘土湿型砂的地位仍是其他造型材料无法比拟的。近年来我国砂处理设备的研制、开发及实际应用等方面有了长足的进步，特别是大量国外先进设备的引进，使砂处理工部产生了革命性的变化。
　　 潍柴是具有60年悠久历史的大型柴油机生产企业，各种先进设备的发展在潍柴得到了很好的见证，潍柴新建铸造工业园采用了世界较为先进的设备，其中砂处理系统中引进了高效双转子混砂机、机电一体化自动测温比例增湿双盘冷却器等先进设备。随着装备水平的不断提高，在改善了工作环境及工作效率的同时，也使粘土湿型砂面临许多新的问题，这也促使我们还需对粘土湿型砂的研究不断加强，认识不断深化。据此，本课题选择为粘土湿型砂制备工艺及在线控制研究。本课题基于潍柴先进砂处理系统，从生产实际出发在保证型砂性能的同时兼顾成本，通过试验新工艺及控制要点，降低铸件因型砂造成的废品率，提高铸件产品品质，响应企业号召，树立良好的品牌形象。
　　 本课题研究了：
　　 1、在比较先进的砂处理系统下，实现流水线高效生产
　　 砂处理在我厂一直以来是制约造型线生产效率的主要原因，如何使用先进设备混制出高性能型砂是目前面对的主要问题，本课题从回砂和混砂两大环节入手，对比试验控制方法及工艺参数，制定合理、稳定的混砂工艺，保证造型线高效运行。
　　 2、探讨冷芯盒芯砂掺入型砂对其性能的影响
　　 随着冷芯盒树脂砂制芯工艺的大力推广，越来越多的冷芯盒树脂砂芯取代了原先的热芯盒及覆膜砂砂芯，冷芯盒树脂砂砂芯的溃散性要明显好于热芯盒及覆膜砂砂芯，但越来越多的冷芯盒树脂砂进入到湿型砂系统中，对湿型砂系统以及铸件质量产生了很大的影响。本课题将从两个方面探讨其影响：一是浇注后烧损的树脂膜进入旧砂系统的影响；二是浇注后残存的树脂砂进入旧砂系统的影响。
　　 3、在线检测系统的应用及分析软件的二次开发
　　 在线检测及分析软件具有在线检测及分析功能，软件二次开发主要基于其数据收集及概率分析的功能，利用型砂性能参数对铸件缺陷进行线性回归分析，其原理是基于最小二乘法产生古典统计假设下的最优线性无偏估计，型砂性能与铸件缺陷对应中多为两个以上，故属于多元线性回归分析。
　　 4、膨润土的改性及其对型砂性能的影响：
　　 我厂生产的缸体类铸件均为粘土湿型砂造型生产，采用卧式浇注工艺，粘砂一直是困扰生产的主要问题之一，本课题从人工活化钠基膨润土的活化率入手，针对在型砂使用中的特性、加入比例及复用性等方面进行对比试验，解决大型缸体类铸件粘土湿型砂工艺生产粘砂缺陷。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1概述

1.2湿型铸造工艺

1.2.1湿型铸造特点

1.2.2湿型砂用原材料

1.3湿型砂性能

1.3.1水分

1.3.2透气性

1.3.3湿态强度

1.3.4流动性

1.3.5.发气量和有效煤粉含量

1.4现代砂处理系统塔式布局及设备参数

1.4.1典型三段塔式水平串联直线布置

1.4.2现代混砂设备原理、参数、性能

1.5砂处理控制要点

1.5.1旧砂的控制

1.5.2补加膨润土的量

1.5.3新砂补加量

1.5.4煤粉补加量

1.5.5混砂

第二章实验方法

2.1水分、最适宜湿度和紧实率

2.2透气性

2.3湿态强度

2.4流动性

2.5起模性、变形量、韧性和破碎指数

2.6发气量和有效煤粉含量

第三章湿型砂主要参数的实验

3.1前言

3.2砂处理系统设备状况

3.3型砂控制参数的调整、优化

3.3.1粘砂问题

3.3.2砂型成型率低、脱箱及冲砂缺陷原因分析

3.4设备生产参数的优化

3.4.1双盘冷却器生产参数的优化

3.4.2混砂机及在线型砂性能检测控制仪生产参数的优化

3.5型砂性能的控制

3.5.1型砂实验室检测项目及频率

3.5.2辅料补加量的控制

3.6小结

第四章探讨冷芯盒芯砂掺入型砂对其性能的影响

4.1引言

4.2冷芯盒树脂砂的影响

4.3实践中的问题及对策

4.3.1遇到的问题

4.3.2分析研究

4.3.3试验及调整

4.3.4调整结果

4.4小结

第五章在线检测系统的应用及分析软件的二次开发

5.1概述

5.2工作原理

5.3仪器结构

5.4检测机构

5.5紧实率的检测

5.6温度的检测

5.7加水系统

5.8电控系统

5.9智能化控制软件

5.10型砂性能在线检测仪测控系统软件功能

第六章膨润土的改性及其对型砂性能的影响

6.1概述

6.2提纯膨润土

6.3钠基膨润土

6.4活性白土

6.5锂基膨润土

6.6有机膨润土

6.7交联膨润土

6.8膨润土白炭黑

6.9 4A沸石和分子筛

6.10用膨润土制备纳米蒙脱石或聚合物/蒙脱石纳米复合材料

第七章结论

参考文献

致谢

附录 攻读硕士期间发表的论文