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      ?寶珠砂優異性能之大限度發揮粘結劑的效用——寶珠砂與燒結陶粒砂強度性能對比

      更新時間:2021-07-28 14:18:50點擊次數:346次
      在相同體積比例的樹脂加入量下(重量百分數,寶珠砂比陶粒砂少22%),寶珠砂試樣的1小時抗壓強度、2小時抗壓強度、24小時的抗壓強度分別是陶粒砂試樣的2.55倍、2.89倍和2.15倍。造成以上強度數據顯著差異的原因,一是砂粒圓整度的不同,二是砂粒表面形貌的差異。這兩個方面,顯然寶珠砂更有優勢。

      對于砂型鑄造來說,型芯砂的強度是最重要的控制指標之一。如何經濟高效地獲得工藝需要的型芯砂強度,在粘結劑確定以后,原砂的種類、粒度分布最為關鍵。原砂的選用合理與否,還關系到能否最大限度地發揮粘結劑的粘結效用,從而達到減少粘結劑用量,提高鑄件質量,減少清理工作量,減少廢棄物排放等。

      理論上來講,當粒度分布相近時,原砂的粒形越圓,單位體積的原砂的總表面積就越小,需要的粘結劑量會減少。同時,混合料的流動性和緊實密度相對較高,砂粒間的接觸點和粘結劑的“連接橋”截面積增大,對提高型芯砂的強度有利。

      原砂的粒形圓整度,可以用“角形因數”來表征。角形因數越小,越接近1,表示原砂的粒形越圓,越接近于圓。以目前最為常見的人造球型砂——寶珠砂為例,其角形因數為≤1.06,是粒形近圓的新型鑄造原砂,表面形貌見圖1(左1)。


      寶珠砂                                燒結陶粒砂

      圖1 寶珠砂與燒結陶粒砂的顆粒形貌
      為進一步認識寶珠砂和其他人造球型砂的強度特性,有鑄造科技工作者進行了實驗室試驗,檢測了兩種原砂樹脂砂試樣抗壓強度。
      試驗采用呋喃樹脂,因為兩種原砂堆積密度有一定的差異,加入相同的體積比例的樹脂,固化劑加入量為樹脂的20%,臺式混砂機混砂,制成¢50x50圓柱形抗壓強度試樣,測試結果如下:

      表1 寶珠砂與燒結陶粒砂自硬砂試樣強度試驗數據


      可以看出,在相同體積比例的樹脂加入量下(重量百分數,寶珠砂比陶粒砂少22%),寶珠砂試樣的1小時抗壓強度、2小時抗壓強度、24小時的抗壓強度分別是陶粒砂試樣的2.55倍、2.89倍和2.15倍。造成以上強度數據顯著差異的原因,一是砂粒圓整度的不同,二是砂粒表面形貌的差異。這兩個方面,顯然寶珠砂更有優勢。

      圖2為寶珠砂與燒結陶粒砂另一組實驗數據的直方圖(樹脂加入量:體積百分比29.9g/L,折合質量百分數:寶珠砂:1.5%;燒結陶粒砂:1.86%)

      圖2 自硬砂試樣抗壓強度數據直方圖(樹脂加入量:體積百分比29.9g/L)

      文章作者:李忠澤

      微信編輯:劉朝華

      (編輯:李忠澤)
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