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河南全自动水平无箱造型机

时间 2021-04-12 01:02

  据统计,我国或是上,在全部铸件产量中,60~70%的铸件是用砂型生产的,而且其中70%左右是用粘土砂型生产的。主要原因是砂型铸造较之其它铸造方法成本低、生产工艺简单、生产周期短。所以象汽车的发动机气缸体、气缸盖、曲轴等铸件都是用粘土湿型砂工艺生产的。当湿型不能满足要求时再考虑使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。粘土湿型砂铸造的铸件重量可从几公斤直到几十公斤,而粘土干型生产的铸件可重达几十吨。

  一般来讲,对于中、大型铸件采用铸造造型机,铸铁件可以用树脂自硬砂型、铸钢件可以用水玻璃砂型来生产,可以获得尺寸精确、表面光洁的铸件,但成本较高。 当然,砂型铸造生产的铸件精度、表面光洁度、材质的密度和金相组织、机械性能等方面往往较差,所以当铸件的这些性能要求更高时,应该采用其它铸造方法,例如熔模(失腊)铸造、压铸、低压铸造等等。

  例如砂型铸造,大量生产的工厂应创造条件采用技术先进的造型、造芯方法。老式的震击式或震压式造型机生产线生产率不够高,工人劳动强度大,噪声大,不适应大量生产的要求,应逐步加以改造。对于小型铸件,可以采用水平分型或垂直分型的无箱高压造型机生产线、实型造型生产效率又高,占地面积也少;对于中件可选用各种有箱高压造型机生产线、气冲造型线,以适应快速、高精度造型生产线的要求,造芯方法可选用:冷芯盒、热芯盒、壳芯等高效制芯方法。 中等批量的大型铸件可以考虑应用树脂自硬砂造型和造芯。

  单件小批生产的重型铸件,手工造型仍是重要的方法,手工造型能适应各种复杂的要求比较灵活,不要求很多工艺装备。可以应用水玻璃砂型、VRH法水玻璃砂型、有机酯水玻璃自硬砂型、粘土干型、树脂自硬砂型及水泥砂型等;对于单件生产的重型铸件,采用地坑造型法成本低,投产快。批量生产或长期生产的定型产品采用多箱造型、劈箱造型法比较适宜,虽然模具、砂箱等开始投资高,但可从节约造型工时、提高产品质量方面得到补偿。

  低压铸造、压铸、离心铸造等铸造方法,因设备和模具的价格昂贵,所以只适合批量生产。

  例如同样是生产大型机床床身等铸件,一般采用组芯造型法,不制作模样和砂箱,在地坑中组芯;而另外的工厂则采用砂箱造型法,制作模样。不同的企业生产条件(包括设备、场地、员工素质等)、生产习惯、所积累的经验各不一样,应该根据这些条件考虑适合做什么产品和不适合(或不能)做什么产品。

  各种铸造方法所获得的铸件精度不同,初投资和生产率也不*,终的经济效益也有差异。因此,要做到多、快、好、省,就应当兼顾到各个方面。应对所选用的铸造方法进行初步的成本估算,以确定经济效益高又能保证铸件要求的铸造方法。

  随着我国资源与环境压力的日益增大,政fu部门提出了“实现可持续发展、建设资源节约型、环境友好型社会”与“要确保实现十一五规划中确定的能耗降低20%、主要污染物排放总量减少10%”的目标。在我国,铸造在机械制造业中占有十分重要的地位,铸件产量已连续6年位居世界首位,铸造企业已超过27000多家,其中除少数大型企业铸造技术先进、生产设备精良、环保措施基本到位外,大多铸造企业依旧制造技术落后、生产设备陈旧、环保问题未提到工作日程上来。

  我国铸造行业面临环境保护的严重困扰。据报道,我国采用手工造型为主的铸造厂占80%~95%,冲天炉配备有效环保设施的不到总数的5%,工厂现场环境恶劣、劳动作业条件差、制造技术落后、粗放式生产铸造企业占80%以上。从铸造产业结构来看,企业既有从属于主机生产厂的铸造分场或车间,也有专业铸造厂,还有大量的乡镇铸造厂。就生产水平和规模来看,既有机械化程度高、工艺先进、年产数万吨铸件的大型铸造厂,也有设备简陋、手工操作、工艺落后、年产百余吨铸件的小型铸造厂。近几年,由于受能源、环境因素和劳动力价格的影响,西方发达工业国家的铸件产量减少,逐渐转向发展中国家采购一般铸件,但同时又向发展中国家出口技术含量高、高附加值的优质铸件。当前,世界经济化进程的加速为我国铸造业的发展提供了机遇,又提供了挑战。和国内市场对我国铸件的需求呈持续增长的发展态势。

  结合我国现有铸造技术水平与存在的主要问题,从以下几个方面初步探讨实现“绿色环保铸造”的有效途径:

  1) 编制铸造行业的绿色制造标准铸造行业产品设计理论和方法、材料应用技术、制造工艺与装备技术、测试技术、自动化技术等基础技术,是铸造行业赖以生存和发展的相互关联、相互影响、不可或缺的基础技术组成部分。:①进行绿色铸件及铸造工艺设计,保证铸件产品及铸造生产过程的“先天绿色质量”,在源头确保铸件全寿命周期环境属性的优化;②考虑直接消耗能源、资源并排放污染物、废弃物的重要影响因素,采用绿色铸件工艺及工艺装备技术,将原辅材料(输入)转化为铸件(有用输出),从而实现真正意义上的“绿色环保铸造”生产;③以清洁、环保型原辅料及其应用技术替代传统原辅料及其应用技术;④采用先进快速准确的检测及控制技术,优化铸造生产过程,消除或减少铸件废品,提高铸件成品率,减轻由于检测不及时或失准而造成的能耗及污染,实现“绿色环保铸造”;⑤采用适用有效的末端治理技术,减少已产生污染物向环境排放。除了对上述几个方面提出技术要求外,还应结合我国铸造国情,使企业能够采用的治理方案(低成本、高效率地)实现终排污能达到国家环保标准的要求。

  我国铸造行业环保现状令人担忧,可从铸造工艺、造型材料和铸造装备等多方面入手促进铸造行业环保:①铸造工艺和造型材料:砂型铸造是铸造工艺的主要方法,占整个铸件生产的80%~90%。在铸造生产中,由砂型铸造的造型材料带来的粉尘污染、空气污染及固体污染较为严重。所以要实现砂型铸造的绿色清洁生产,应尽量采用绿色的无机黏结剂,并尽量降低黏结剂的加入量(尽量不加黏结剂),这样对解决旧砂的再生回用问题大有益处,对环境的压力也将大大减小。在目前涉及的砂型铸造的各种方法中,采用无黏结剂干砂造型的消失模铸造和V法铸造、采用有黏结剂的水玻璃砂型铸造是可能实现“绿色环保铸造”生产的工艺方法。无黏结剂的消失模铸造被誉为“21世纪的铸造新技术”、“铸造中的绿色工程”等;②铸造装备:目前我国铸铁件大多采用冲天炉进行熔炼生产,采用清洁高寿命耐火材料,高效热风连续冲天炉,铁液封闭运输处理、浇注和型上处理技术,可减少金属氧化和渣的生成量;采用铸造环境控制委员会推荐措施炉料的预净化处理技术,可减少熔炼过程中粉尘的散发量;采用水冷粒化炉渣技术,可使炉渣成为效率高的建筑材料;综合利用冲天炉的废气。此外铸造生产中,产生粉尘、噪声等工艺设备,如运输、筛分、清理、落砂等设备,可从产品结构上进行改进,使其不扬尘或少扬尘。

  4) 开发废气物的资源化处理新技术如何保护生态环境和大限度地节约资源,目前已成为各国铸造工作者迫切追求的目标,为此我国的铸造企业在新建或进行技术改造时,应该同时统筹废弃物的综合再利用工作,可从以下几个方面着手:①在设计改造方案时,首先考虑增加对于环境保护的投入,建议环保投入应占总投资额的15%以上;②采用机械化、自动化、封闭化的先进铸造设备来实现环境保护的目标;③采用清洁的生产工艺改善作业环境;④参照国外铸造企业废弃物的处理方法,开发铸造废弃物的资源化处理新技术;⑤坚持循环经济的减量化原则、再利用原则、再循环原则。

  “绿色环保铸造”是社会可持续发展战略在制造业中的一个体现,应对我国铸造业的生产能力、技术水平、产品质量等级、能耗和原材料、铸造技术人才、质量管理水平和排放废砂、废气、粉尘、废渣、噪声等情况入手,借鉴国外理论研究与实践的成果,根据我国铸造行业环保现状、铸造技术水平的基本特征、存在问题和环保设计的基本要求,建立铸造生产过程中不同的生产环节环保设计的基本标准,作为我国铸造企业的新建、改建、扩建和技术改造项目的目标,规范铸件生产的企业行为,大力抓好环境保护与实现“绿色环保铸造”,提升我国铸造行业的技术水平,满足国民经济快速发展的需要。

  用粘土砂作为铸造造型材料生产铸件,是较为传统的工艺且应用较为广泛的。例如现在铸造工艺上的射压造型、半自动造型、震压式造型、气冲造型及全自动造型机等,也都是以使用粘土湿型砂为前提的。各种新工艺的实施,使粘土湿型砂在铸造生产中的地位更加重要,也使粘土湿型砂面临许多新的问题,促使我们对粘土湿型砂的研究不断加强、认识不断深化。

  在各种砂铸造造型工艺蓬勃发展的今天,粘土砂造型适应铸造造型条件的能力极强,这也是粘土砂造型的一大优点,据信息报道,在日本铸造业中,以粘土湿型砂制造的占73%以上;美国铸造业中,以粘土湿型砂制造的占80%以上。现如今,随着科学技术水平的快速发展,各个生产产业对铸件的需求越来越大,对产品铸件的质量要求也越来越高,对企业的生产率也带来了巨大的挑战。如果砂处理造型的性不能充分适应具体生产条件要求,或者不能有效的控制其稳定、*,则对于铸造企业一个长期发展是非常不利的。

  在粘土湿砂造型环境中,有许多不断改变的因素。如果有一种或多种关键性的条件不能保持在控制范围之内,那么铸件生产中是很容易出现问题的。一个完整性的砂处理造型系统,应该监控型砂的性能,如有问题,应能及时对行为发出警告。由于各铸造厂砂处理的系统设置不同,选用的造型设备也打不相同,所以想拟定一套通用的粘土砂造型控制方案是做不到的。在这里本人提出一些目前已被广泛认同的控制要点。

  用粘土湿型砂造型,浇注以后,除贴近铸件的部分型砂中活性膨润土受热失效成为死粘土外,大部分型砂可以回收使用。这是粘土湿型砂的主要优点之一。

  配制粘土湿型砂时,旧砂用量一般都在90%以上,如果对旧砂的处理不当,无论怎样加强混砂,无论添加什麽辅助材料,都不可得到好的型砂。所以,对旧砂进行有效的处理,是保证型砂质量的前提。

  热砂问题,已被公认为粘土湿型砂铸造必须面对的大问题。型砂温度太高,铸件容易产生夹砂、表面粗糙、冲砂、气孔等缺陷。热砂对铸件质量的负面影响,主要由于以下几个方面:

  由于热砂使水分蒸发,混砂时无论怎样注意,也难以控制型砂的性能;

  将热型砂送往造型机的过程中,由于水份损失,型砂性能改变,造型时实际上用的型砂,其性能与混砂时控制的性能差别很大;

  合型后,热砂的水分蒸发,凝结在冷的芯子上,会使芯子的强度降低,铸件也易于产生气孔; 如果旧砂要贮存在砂斗中备用,则热砂容易粘附在 砂斗壁上。严重时,砂斗四周堵满了型砂,只剩中间一个孔洞,使系统中的型砂只有一部分周期使用,这部分型砂周转快、温度又会进一步提高,使热砂问题更加严重。

  那么多高温度的砂算是热砂?判断热砂的温度界限,是看其是否使混砂、造型及铸件质量方面出现问题。对此,许多研究者从个方面进行了研究;有人研究了型砂温度对其性能稳定性的影响;有人研究了温度对膨润土-水系统流变性的影响;有人研究了型砂温度与铸件质量的关系。各方面的研究,得到了*的结论,即:为保证型砂的性能稳定,温度应保持在50℃以下。而冷却型砂较有效的办法是加水,但是,简单的加水,效果是很差的。一定要吹入大量空气使水分蒸发,才能有效地冷却。即使加水后向砂表面吹风,也不能有多大的改善。加水后,要使水在型砂中分散均匀,然后向松散的砂吹风,使水分迅速蒸发,nba直播,同时将蒸汽排除。

  几乎所有的铸造厂都检查和控制混成砂的水分,但是,对于严格控制旧砂水分的重要性,很多铸造厂的和技术人员还缺乏足够的认识。

  进入混砂的旧砂水分太低,对混砂质量的影响可能并不亚于砂温过高。特别是铸型浇注以后,由于热金属的影响,很多砂粒表面上的土-水粘结膜都脱水干燥了,加水使其吸水恢复塑性是很不容易的。旧砂的水分较低,在混砂机中加水混碾使之达到要求性能所需要的时间就越长。由于生产中混砂的时间是有限的,旧砂的水分越低,混成砂的综合质量就越差。目前,各国铸造工作者已有了这样一种共识:进入混砂机的旧砂,水分只能比混成砂略低一点。较好的做法是:在旧砂冷却过程中充分加水冷却后所含的水分略低于混成砂。这样,从砂冷却到进入混砂机还有一段相当长的时间,水可以充分润湿旧砂砂粒表面上的膨润土。更好的做法是:在系统中设混砂机对旧砂进行预混,冷却后的旧砂在预混混砂机中加水进行预混,以改善旧砂中膨润土和水的混合状态。国外,有的铸造厂预混时,将需补加的新砂、膨润土、煤粉等附加料全部加入。型砂中的膨润土和水在混砂机进一步得到调制,型砂的性能就更为稳定*。

  对于用粘土湿型砂制造的铸铁件,型砂的粒度以细一些为好。由于混砂时旧砂用量一般都在90%以上,决定型砂粒度的因素主要是旧砂。新砂加入量很少,不可能靠加入新砂来改变型砂的粒度。所以,应该经常检测旧砂的粒度。

  吸水细粉中主要是死粘土,还包括焦化的煤粉细粒和其他细粉。吸水细粉在混砂时会和膨润土争夺水分,使混成砂达到可紧实性目标值所需的水分增高。但是,据目前大家的认识,吸水细粉的吸水能力比膨润土强,而保持水分的能力却低于膨润土。因此,在型砂中加水量略有不当时,吸水细粉对型砂性能有一定的微调和稳定作用。水分高时,细粉首先吸水,膨润土所吸收水可较稳定*;混成砂在输送过程中水分蒸发时,吸水细粉所吸的水先蒸发,粘结砂粒的粘土膏中的水分较为稳定,型砂的性能也就较小波动。因此,吸水细粉含量比例不能太高,否则易于导致铸件上产生针孔、表面粗糙和砂孔的缺陷。吸水细粉的含量并非越低越好,将其控制在2-5%之间,含量太低,则型砂的性能不易于砂型的稳定和紧实性。

  粘土湿型砂在系统中反复使用,由于铸件粘附的砂粒被带走,部分膨润土受热成为死粘土,煤粉受热失效以及抽尘系统吸走粉状材料等因素,补加新材料以保持系统砂的总量稳定、性能*是必要的。这里,只简单谈谈各种材料补加量的确定,不想罗列各种材料的规格。

  用新砂配成的型砂,是简单的混合物。混砂时补加的新砂不宜太多,以保持系统砂总量稳定为原则。新砂加入量太多,会对型砂质量有负面的影响。我国铸造厂一般散落砂都较多,很多厂新砂补加量为5-8%,这也是合适的。

  膨润土有一个重要的特点,就是它具有一定的耐热能力。只要加热温度不太高,脱除了自由水的膨润土只要加水,仍能恢复粘能力。而活性膨润土的粘结能力,只有在加水以后才能表现出来。不同的膨润土,丧失粘结能力的温度不同。

  铸铁用粘土湿型砂中的煤粉含量,要根据铸件的特点,煤粉的质量具体确定。煤粉含量大致上宜控制在3.54-5.54%之间。

  混砂时补加的数量,须根据旧砂中有效煤粉的测定值来确定。旧砂中有效煤粉量的测定方法,这里就不说了。

  1. 混砂的主要作用是:将型砂中各组分混合均匀,使水分充分润湿粘土,并使粘土膏涂布在砂粒表面上。目标是使型砂具有适应造型设备的性能,由于粘土膏是半固态粘性物料,达到上述目标所需的能量很大。 如果混砂设备的功率不高,或混砂时间不够,粘土就不能充分发挥其粘结作用,型砂的强度不高,其它性能也不好。

  2. 如果增加型砂中的水分,使粘土膏的水分增高、粘度下降,就可以减少涂布粘土膏所需的能量,即混砂时间可以缩短。但是,由于粘土膏的粘度下降,型砂的湿强度也急剧下降,这种办法实际上是不可取的。

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