粘土旧砂再生及再生砂铸造工艺性能的研究

摘要

我国的铸造技术已有6000年的历史，其中粘土砂铸造是最常用的铸造方法之一。因为粘土砂生产工艺具有无与伦比的优点，即使在各种化学粘结剂砂蓬勃发展的今天，粘土砂铸造工艺仍是最重要的铸造生产方法。我国是铸件生产大国，每年扔掉的铸造废砂量是十分可观的。这不仅是对自然资源的巨大浪费，而且对环境也造成了极大污染，为此开展粘土旧砂完全再生技术的研究，是降低铸件生产成本、提高铸件质量、减少环境污染和节约资源的一项重要措施，对铸造行业的可持续发展具有十分重要的意义。 我国传统的粘土旧砂再生仅是对旧砂进行磁选、破碎、筛分、冷却等处理后，经再生去除旧砂中的部分微粉，然后将再生后的旧砂用于粘土砂系统，以减少新砂的加入量，这只能满足芯子用量较少的铸造车间对旧砂再生的要求，而对于用芯量大的铸造车间，由于芯砂的大量混入，砂处理系统的砂子总量不断增加，在不补充造型用砂的情况下，也必须定期排除一定量的旧砂才能使砂处理系统达到平衡，这时必须将旧砂进行完全再生，将再生砂用于制芯，才能使再生砂返回到砂处理系统之中，因此需对旧砂进行完全再生，使再生砂能用于化学粘结剂制芯，完全代替新砂使用。 本课题采用理论分析和试验研究相结合的方法。在深入了解粘土旧砂再生技术国内外发展现状的基础上，对粘土旧砂的性质进行了详细分析，确定了粘土再生砂的质量评价体系及各项评价指标的测试方法，论证并确定了采用高温焙烧，去除粘土活性并使粘土膜脆化，然后再进行机械法再生并进行风选，最终获得再生砂的再生技术路线。 对含覆膜砂粘土砂体系和含自硬砂粘土砂体系进行了粘土旧砂完全再生的试验研究，通过高温脆化+机械再生+微粉分离的方法获得了粒度及粒度分布和新砂相比没发生明显变化，角形系数减少，粒形更趋圆整，含泥量低于同种新砂，但耗酸值明显高于同种新砂的粘土完全再生砂。通过SEM和EDS分析，找出了使粘土再生砂耗酸值高于同种新砂的影响因素。 对覆膜砂粘土砂体系粘土完全再生砂用于覆膜砂工艺和自硬砂粘土砂体系完全再生砂用于自硬砂工艺分别进行试验研究。研究发现由覆膜砂粘土砂体系粘土完全再生砂混制的覆膜砂的强度高于或接近由同种新砂混制的覆膜砂的强度，可满足铸造工艺的要求，同时发现，再生砂的泥分含量影响型砂的强度，含泥量高，型砂的强度低，当含泥量达到一定值后，再生砂将无法在铸造生产中应用。当采用自硬砂粘土砂体系完全再生混制自硬树脂砂时，固化剂的加入量明显高于新砂，且由围场砂的粘土再生砂混制的自硬树脂砂强度最高为0.65MPa，由大林砂的粘土再生砂混制的自硬树脂砂强度最高为0.45MPa，均远低于由其新砂混制的型砂强度。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1粘土砂工艺的应用

1.2粘土旧砂再生问题的提出

1.3国内外粘土旧砂再生的发展现状

1.4粘土旧砂再生的意义

1.5本课题研究的主要内容

第2章粘土旧砂的再生方法及再生砂的性能检测

2.1粘土旧砂的性质

2.2粘土完全再生砂的质量要求

2.3粘土再生砂的主要性能测试方法

2.4粘土旧砂完全再生技术路线的确定

第3章再生粘土砂用于覆膜砂工艺的试验研究

3.1试验用原材料

3.2试验仪器及设备

3.3试验方法及步骤

3.4试验结果分析

3.5结论

第4章再生粘土砂用于呋喃树脂自硬砂工艺的试验研究

4.1试验用原材料

4.2试验仪器及设备

4.3试验方法及步骤

4.4试验结果分析

4.5结论

第5章结论与展望

5.1结论

5.2粘土旧砂完全再生技术的展望

参考文献

后记

攻读硕士学位期间论文发表及科研情况