水溶性氯化钙砂芯研究.pdf

Aug.2016
造
Vol. 65 No8
FOUNDRY
729
水溶性氯化钙砂芯硏究
张龙,盛子琦,张丽娜,万鹏2,李远才2
(1.安徽工业大学冶金工程学院,安徴马按山2430002.华中科技大学材料科学与工程学院,湖北武汉430074)
摘要:无机盐粘结剂水溶性型芯以其优异的水溶溃散性能及环境友好特性在生产复杂铝合金铸件中有很好的应用
前景。在制备此类型芯时,无机盐以溶液形式加入的热捣固成形工艺因其回收工艺简单、成本低廉而具有显著优
勢。本研究旨在以热搗固法成形一种以高溶解度的水溶性无机盐为粘结剂的水溶性氯化钙砂芯,研究成形工艺参
数、氯化钙溶液及膨润土加入量对型芯抗拉强度及发气量的影响。实验结果表明,在加热时河为3min、溶液加人量
为120mLkg、膨润士加入量为1w%、加热温度为200℃时所制得的型芯以内聚断裂为主,表现出较高的抗拉强度
(L.6MPa),且该型芯发气量较低(1.2mLg),水溶溃散性能好。因此,适用于低熔点金属铸件的生产。
关键词:水溶性型芯;氯化钙;抗拉强度;粘结机理;正交实验
中图分类号:TG221文献标识码:A文章编号:1001-4977(2016)08-0729-05
Study on Water Soluble Calcium Chloride Sand Core
ZHANG Long, SHENG Zi-qi', ZHANG Ii-na WAN Peng, LI Yuan-cai?
Schoo of Metallurgical Engineeing, Anhui University of Technology, Maanshan 243000, Anhui, China: 2. School
of Material Science and Engineering, Huazhong Univcrsity of Science and Technology, Wuhan 430074, Hubei, China)
Abstract: Water soluble cores(WSCS)prepared with inorganic salt as binder have promising application to
manufactuning complex aluminum alloy castings becausc of its cxccllent collapsibility and environment
friendly. During these cores preparing, the hot pressing technology adding inorganic salt in the form of solution
has significant advantages on account of easy reclamation and low cost. The purpose of this study is to prepare a
water-soluble core with a kind of high solubility inorganic salt calcium chloride by the hot tamping method. The
eftects of technological parameters, addition of solution and bentonite on tensile strength and gas evolution were
investigated. Results show that the tensile strength of calcium chloride sand core reaches 1.5 Mpa featuring
cohesive fracture and the gas evolution is 11.2 mg under the condition of heating time 3 min, addition of
solution 120 m kg, addition of bentonite wand heatin tempera ure 200 C, which makes it suitable for
casting low melting metal with complex construction.
Key words water-soluble core calcium chloride; tensile strength; bonding mechanism orthogonal experiment
自1943年L. Margot釆用熔融浇注法制备KCO水溶液分离即可实现废料回收。囚此,其回收艺简单、
性型芯以来,水溶性型芯因其具有高效水溶溃散性能成本低廉。且此法成形温度低、能耗小。所以,以无
和优异环境友好特性在带有复杂内腔及弯曲孔道的铝机盐溶液为粘结剂制备水溶型芯具有更大优势。理论
合金铸件生产中有着广泛的应用啊。早期常用的水溶上,具有较高熔点的可溶盘均可用此法制备水溶性型
性型芯的成形方法为熔融浇注法和压制烧结法。然而,芯。然而,要获得合适的强度,低溶解度的可溶盐溶
这两类方法的成形温度较高,能耗大,且水溶溃散后液加人量必须增大。但溶液加入量越大,芯砂中水分
的废料需要进行回收处理,否则会污染环境叫。然而要越多,这使得型芯成形困难。因此,在相同溶液加入
实现无机盐的回收,必须将无机盐溶液通过蒸发结晶量条件下,氯化钙用作粘结剂制备的型芯强度远高于
等方式制成无机盐晶体,并重新熔融或磨成纠粉之后氯化钠、氯化钾粘结剂型芯的强度四。然而,有关氯化
才能继续使用。可见上述两种成形方法存在回收工序钙用作水溶性型芯粘结剂的研究鲜有系统报道。为此
繁杂、周期较长等问题。许云祥的、孟爽芬回、何顺本研究采用热捣固法制备氯化钙粘结剂水溶性型芯,
荣η等人采用无机盐溶液制备水溶型芯,其方法是将无考察成形工艺参数对型芯性能的影响,探索氯化钙粘
机盐配置成溶液或用水润湿,在常温下于模具中成形结剂水溶性型芯的强度建立机制,为氯化钙粘结剂水
后经低温烘烤制成型芯并应用。这类型芯水溶溃散后溶性型芯的开发应用提供理论指导
只需要将含有砂粒的无机盐溶液进行简单赴滤,使砂
基金项目:国家自然科学基金资助项目(51405002)。收稿日期:201602-28收到初稿,2016-06-30收到修订稿
作者简介:张龙(1983-)、場,讲师,研究方向为绿色环保造型材料的増材制造。E-mail:lax@foxmail.com
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