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船用柴油机铸钢件使用宝珠砂造型的可行性分析

发布时间： 2021-10-29 15:06:50.000

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采用碱酚醛树脂自硬砂工艺以来出现以下问题：
1、铸件表面粘砂严重，清理困难。铸钢件浇注温度高达1600℃，而硅砂的耐火度大约1400-100℃左右，极易造成型砂烧结，形成热粘砂或机械化学粘砂。为此,每年需花费数百万元聘请外协工进行铸件表面打磨清理。
2、铸件尺寸精度低，尺寸稳定性差。由于硅砂膨胀系数大，高温条件下铸型开裂导致件表面形成脉纹，铸型变形导致铸件扭曲变形，尺寸精度降低。
3、砂再生效果差，脱膜率低。日前采用离心再生为主辅助中温焙烧，但再生效果不是很好，加上硅砂棱角多，硬度低，易破碎，再生及发送过程中产生大量灰尘，导致树脂加入量高达1.9%~20%，砂型高温发气量大，铸件皮下气孔缺陷增多，同时也造生产成本上升，生产环境恶劣，环保压力大。
4、铬矿砂分离效果差，回收比例低,加上回收设备为进口设备，备品备件贵，维修成本高，周期长。为提高铸件质量，节约成本，改善环境。
宝珠砂具有以下特点
(1)宝珠砂热膨胀系数小，砂型稳定性好，不龟裂，减少产生砂子膨胀造成的脉纹等铸造缺陷。
(2)宝珠砂粒度接近球形，表面光滑，结构致密，使得粘结剂能均匀覆盖，流动性好，易舂实。
(3)宝珠砂硬度高，不易破碎，几乎不产生灰分，树脂加入量可以降低30%以上，可以减少型芯砂发气量,降低形成气孔的风险。
(4)宝珠砂的莫来石相远高于烧结产品，耐火度高，超过钢水浇注温度，适用于大型铸钢件、合金钢造型，可完全替代铬矿砂，造型方使不粘砂。
(5)回用再生性能好，耐用性和再生回收率高，再生率高达98%。与铬铁矿砂、锆英砂相比，其价格只有锆英砂25~50%。同时，因砂粒为球形，共表面积小，故树脂的加入量可减少30%-50%，水取璃的加入量≤4%；并减少了粘结剂所产生的铸造缺陷，提高了铸件的成品率。
结语：
(1)宝珠砂由于其生产工艺决定了其具有强度高、耐火度高、透气性好等优于普通硅砂的基本性能，同时我们通过实验室对比试验也进一步验证了其在树脂加入量下降50%的情况下仍然可以获得高于普通硅砂的抗压强度，并且其抗磨损性优于普通硅砂，因此我们认为宝珠砂在技术条件上能够普代硅砂。
(2)宝珠砂替代硅砂虽然一次性投入较大，但预计4~5年回收投资成本。
(3)随着环保压力日盗增大，船用柴油机铸钢件质量标准不断提高，人工成本日益增长的环境下，宝珠砂的优势将更加明显，宝珠砂替代硅砂是实现铸造可持续发展的大势所趋。