Komposisi kimia pasir seramik terutamanya Al2O3 dan SiO2, dan fasa mineral pasir seramik terutamanya fasa korundum dan fasa mullite, serta sejumlah kecil fasa amorf. Refraktori pasir seramik biasanya lebih besar daripada 1800°C, dan ia adalah bahan tahan api aluminium-silikon berkekerasan tinggi.
Ciri-ciri pasir seramik
● Refraktori yang tinggi;
● Pekali kecil pengembangan haba;
● Kekonduksian haba yang tinggi;
● Anggaran bentuk sfera, faktor sudut kecil, kecairan yang baik dan keupayaan padat;
● Permukaan licin, tiada retak, tiada benjolan;
● Bahan neutral, sesuai untuk pelbagai bahan logam tuangan;
● Zarah mempunyai kekuatan tinggi dan tidak mudah pecah;
● Julat saiz zarah adalah luas, dan pencampuran boleh disesuaikan mengikut keperluan proses.
Penggunaan Pasir Seramik dalam Tuangan Enjin
1. Gunakan pasir seramik untuk menyelesaikan urat, pasir melekat, teras pecah dan ubah bentuk teras pasir kepala silinder besi tuang
● Blok silinder dan kepala silinder ialah tuangan terpenting enjin
● Bentuk rongga dalam adalah kompleks, dan keperluan untuk ketepatan dimensi dan kebersihan rongga dalam adalah tinggi
● Kumpulan besar
Bagi memastikan kecekapan pengeluaran dan kualiti produk,
● Pasir hijau (terutamanya garis penggayaan Hidrostatik) pengeluaran barisan pemasangan biasanya digunakan.
● Teras pasir biasanya menggunakan proses kotak sejuk dan pasir bersalut resin (teras cangkang), dan beberapa teras pasir menggunakan proses kotak panas.
● Oleh kerana bentuk kompleks teras pasir blok silinder dan tuangan kepala, beberapa teras pasir mempunyai luas keratan rentas yang kecil, bahagian paling nipis bagi beberapa blok silinder dan teras jaket air kepala silinder hanya 3-3.5mm, dan salur keluar pasir adalah sempit, teras pasir selepas tuangan dikelilingi oleh besi cair suhu tinggi untuk masa yang lama, sukar untuk membersihkan pasir, dan peralatan pembersihan khas diperlukan, dan lain-lain. Pada masa lalu, semua pasir silika digunakan dalam tuangan pengeluaran, yang menyebabkan urat dan masalah melekat pasir dalam tuangan jaket air blok silinder dan kepala silinder. Ubah bentuk teras dan masalah teras pecah adalah sangat biasa dan sukar untuk diselesaikan.
Untuk menyelesaikan masalah sedemikian, bermula dari sekitar tahun 2010, beberapa syarikat pemutus enjin domestik yang terkenal, seperti FAW, Weichai, Shangchai, Shanxi Xinke, dll., mula menyelidik dan menguji aplikasi pasir seramik untuk menghasilkan blok silinder, jaket air kepala silinder, dan saluran minyak. Teras pasir yang sama berkesan menghapuskan atau mengurangkan kecacatan seperti pensinteran rongga dalam, lekatan pasir, ubah bentuk teras pasir dan teras pecah.
Ikuti gambar yang dibuat oleh pasir seramik dengan proses kotak sejuk.
Sejak itu, pasir seramik campuran pasir gosok telah dipromosikan secara beransur-ansur dalam kotak sejuk dan proses kotak panas, dan digunakan pada teras jaket air kepala silinder. Ia telah berada dalam pengeluaran yang stabil selama lebih daripada 6 tahun. Penggunaan semasa teras pasir kotak sejuk ialah: mengikut bentuk dan saiz teras pasir, jumlah pasir seramik yang ditambah ialah 30% -50%, jumlah resin yang ditambah ialah 1.2% -1.8%, dan kekuatan tegangan ialah 2.2-2.7 MPa. (Data ujian sampel makmal)
Ringkasan
Blok silinder dan bahagian besi tuang kepala mengandungi banyak struktur rongga dalam yang sempit, dan suhu penuangan biasanya antara 1440-1500°C. Bahagian teras pasir berdinding nipis mudah disinter di bawah tindakan besi cair suhu tinggi, seperti besi cair menyusup ke dalam teras pasir, atau menghasilkan tindak balas antara muka untuk membentuk pasir melekit. Refractoriness pasir seramik adalah lebih besar daripada 1800°C, sementara itu, ketumpatan sebenar pasir seramik adalah agak tinggi, tenaga kinetik zarah pasir dengan diameter dan kelajuan yang sama adalah 1.28 kali ganda daripada zarah pasir silika apabila menembak pasir, yang boleh meningkatkan ketumpatan teras pasir.
Kelebihan ini adalah sebab mengapa penggunaan pasir seramik dapat menyelesaikan masalah pasir melekat di rongga dalaman tuangan kepala silinder.
Jaket air, bahagian pengambilan dan ekzos blok silinder dan kepala silinder sering mengalami kecacatan urat. Sebilangan besar penyelidikan dan amalan tuangan telah menunjukkan bahawa punca kecacatan urat pada permukaan tuangan ialah pengembangan perubahan fasa pasir silika, yang menyebabkan tegasan haba membawa kepada keretakan pada permukaan teras pasir, yang menyebabkan besi cair. untuk menembusi ke dalam rekahan, kecenderungan urat lebih besar terutamanya dalam proses kotak sejuk. Malah, kadar pengembangan haba pasir silika adalah setinggi 1.5%, manakala kadar pengembangan haba pasir seramik hanya 0.13% (dipanaskan pada 1000°C selama 10 minit). Kemungkinan keretakan adalah sangat kecil di mana pada permukaan teras pasir disebabkan oleh tegasan pengembangan haba. Penggunaan pasir seramik dalam teras pasir blok silinder dan kepala silinder kini merupakan penyelesaian yang mudah dan berkesan untuk masalah urat.
Teras pasir yang rumit, berdinding nipis, panjang dan sempit kepala silinder air jaket dan teras pasir saluran minyak silinder memerlukan kekuatan tinggi (termasuk kekuatan suhu tinggi) dan keliatan, dan pada masa yang sama perlu mengawal penjanaan gas pasir teras. Secara tradisinya, proses pasir bersalut kebanyakannya digunakan. Penggunaan pasir seramik mengurangkan jumlah resin dan mencapai kesan kekuatan tinggi dan penjanaan gas yang rendah. Disebabkan oleh peningkatan berterusan prestasi resin dan pasir mentah, proses kotak sejuk telah semakin menggantikan sebahagian daripada proses pasir bersalut dalam beberapa tahun kebelakangan ini, meningkatkan kecekapan pengeluaran dan meningkatkan persekitaran pengeluaran.
2. Penggunaan pasir seramik untuk menyelesaikan masalah ubah bentuk teras pasir paip ekzos
Manifold ekzos berfungsi dalam keadaan bergantian suhu tinggi untuk masa yang lama, dan rintangan pengoksidaan bahan pada suhu tinggi secara langsung menjejaskan hayat perkhidmatan manifold ekzos. Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, negara telah terus menambah baik piawaian pelepasan ekzos kereta, dan penerapan teknologi pemangkin dan teknologi pengecasan turbo telah meningkatkan suhu kerja manifold ekzos dengan ketara, mencapai melebihi 750 °C. Dengan peningkatan lagi prestasi enjin, suhu kerja manifold ekzos juga akan meningkat. Pada masa ini, keluli tuang tahan haba biasanya digunakan, seperti ZG 40Cr22Ni10Si2 (JB/T 13044), dsb., dengan suhu tahan haba 950°C-1100°C.
Rongga dalam manifold ekzos secara amnya dikehendaki bebas daripada retak, penutup sejuk, rongga pengecutan, kemasukan sanga, dll. yang menjejaskan prestasi, dan kekasaran rongga dalam dikehendaki tidak lebih daripada Ra25. Pada masa yang sama, terdapat peraturan yang ketat dan jelas mengenai sisihan ketebalan dinding paip. Untuk masa yang lama, masalah ketebalan dinding tidak sekata dan sisihan berlebihan dinding paip manifold ekzos telah melanda banyak faundri manifold ekzos.
Faundri pertama kali menggunakan teras pasir bersalut pasir silika untuk menghasilkan manifold ekzos keluli tahan haba. Disebabkan oleh suhu penuangan yang tinggi (1470-1550°C), teras pasir mudah berubah bentuk, mengakibatkan fenomena di luar toleransi dalam ketebalan dinding paip. Walaupun pasir silika telah dirawat dengan perubahan fasa suhu tinggi, disebabkan oleh pengaruh pelbagai faktor, ia masih tidak dapat mengatasi ubah bentuk teras pasir pada suhu tinggi, mengakibatkan pelbagai turun naik dalam ketebalan dinding paip. , dan dalam kes yang teruk, ia akan dibatalkan. Untuk meningkatkan kekuatan teras pasir dan mengawal penjanaan gas teras pasir, ia telah memutuskan untuk menggunakan pasir bersalut pasir seramik. Apabila jumlah resin yang ditambah adalah 36% lebih rendah daripada pasir bersalut pasir silika, kekuatan lenturan suhu bilik dan kekuatan lenturan haba meningkat sebanyak 51%, 67%, dan jumlah penjanaan gas dikurangkan sebanyak 20%, yang memenuhi keperluan proses kekuatan tinggi dan penjanaan gas rendah.
Kilang menggunakan teras pasir bersalut pasir silika dan teras pasir bersalut pasir seramik untuk tuangan serentak, selepas membersihkan tuangan, mereka menjalankan pemeriksaan anatomi.
Jika teras diperbuat daripada pasir bersalut pasir silika, tuangan mempunyai ketebalan dinding yang tidak rata dan dinding nipis, dan ketebalan dinding ialah 3.0-6.2 mm; apabila teras diperbuat daripada pasir bersalut pasir seramik, ketebalan dinding tuangan adalah seragam, dan ketebalan dinding ialah 4.4-4.6 mm. seperti gambar berikut
Pasir silika bersalut pasir
Pasir bersalut pasir seramik
Pasir bersalut pasir seramik digunakan untuk membuat teras, yang menghilangkan pecahan teras pasir, mengurangkan ubah bentuk teras pasir, meningkatkan ketepatan dimensi saluran aliran rongga dalam manifold ekzos, dan mengurangkan pasir melekat di rongga dalam, meningkatkan kualiti kadar tuangan dan produk siap dan mencapai faedah ekonomi yang ketara.
3. Penggunaan pasir seramik dalam perumah pengecas turbo
Suhu kerja pada hujung turbin cangkang pengecas turbo secara amnya melebihi 600°C, malah ada yang mencecah setinggi 950-1050°C. Bahan cangkerang perlu tahan terhadap suhu tinggi dan mempunyai prestasi tuangan yang baik. Struktur cangkerang lebih padat, ketebalan dindingnya nipis dan seragam, dan rongga dalamnya bersih, dsb., sangat menuntut. Pada masa ini, perumah pengecas turbo biasanya diperbuat daripada tuangan keluli tahan haba (seperti 1.4837 dan 1.4849 standard Jerman DIN EN 10295), dan besi mulur tahan haba juga digunakan (seperti GGG SiMo standard Jerman, Amerika Syarikat. besi nodular austenit nikel tinggi standard D5S, dsb.).
Perumah pengecas turbo enjin 1.8 T, bahan: 1.4837, iaitu GX40CrNiSi 25-12, komposisi kimia utama (%): C: 0.3-0.5, Si: 1-2.5, Cr: 24-27, Mo: Max 0.5, Ni: 11 -14, suhu menuang 1560 ℃. Aloi mempunyai takat lebur yang tinggi, kadar pengecutan yang besar, kecenderungan retak panas yang kuat, dan kesukaran tuangan yang tinggi. Struktur metalografi tuangan mempunyai keperluan ketat pada sisa karbida dan kemasukan bukan logam, dan terdapat juga peraturan khusus mengenai kecacatan tuangan. Untuk memastikan kualiti dan kecekapan pengeluaran tuangan, proses pengacuan menggunakan tuangan teras dengan teras cangkerang pasir bersalut filem (dan beberapa teras kotak sejuk dan kotak panas). Pada mulanya, pasir penyental AFS50 digunakan, dan kemudian pasir silika panggang digunakan, tetapi masalah seperti pasir melekat, burr, rekahan haba dan liang dalam rongga dalam kelihatan pada tahap yang berbeza-beza.
Atas dasar penyelidikan dan ujian, kilang memutuskan untuk menggunakan pasir seramik. Pada mulanya membeli pasir bersalut siap (100% pasir seramik), dan kemudian membeli peralatan penjanaan semula dan salutan, dan terus mengoptimumkan proses semasa proses pengeluaran, gunakan pasir seramik dan pasir gosok untuk mencampur pasir mentah. Pada masa ini, pasir bersalut secara kasar dilaksanakan mengikut jadual berikut:
| Proses pasir bersalut pasir seramik untuk perumahan pengecas turbo | ||||
| Saiz Pasir | Kadar pasir seramik % | Penambahan resin % | Kekuatan lenturan MPa | Keluaran gas ml/g |
| AFS50 | 30-50 | 1.6-1.9 | 6.5-8 | ≤12 |
Sejak beberapa tahun kebelakangan ini, proses pengeluaran kilang ini telah berjalan dengan stabil, kualiti tuangan adalah baik, dan faedah ekonomi dan alam sekitar adalah luar biasa. Ringkasannya adalah seperti berikut:
a. Menggunakan pasir seramik, atau menggunakan campuran pasir seramik dan pasir silika untuk membuat teras, menghapuskan kecacatan seperti pasir melekat, pensinteran, urat, dan keretakan haba tuangan, dan merealisasikan pengeluaran yang stabil dan cekap;
b. Tuangan teras, kecekapan pengeluaran yang tinggi, nisbah pasir-besi yang rendah (biasanya tidak lebih daripada 2:1), kurang penggunaan pasir mentah, dan kos yang lebih rendah;
c. Penuangan teras adalah kondusif untuk kitar semula keseluruhan dan penjanaan semula pasir sisa, dan penambakan haba diterima pakai secara seragam untuk penjanaan semula. Prestasi pasir yang dijana semula telah mencapai tahap pasir baru untuk menyental pasir, yang telah mencapai kesan mengurangkan kos pembelian pasir mentah dan mengurangkan pelepasan sisa pepejal;
d. Adalah perlu untuk kerap memeriksa kandungan pasir seramik dalam pasir yang dijana semula untuk menentukan jumlah pasir seramik baru yang ditambah;
e. Pasir seramik mempunyai bentuk bulat, kecairan yang baik, dan kekhususan yang besar. Apabila dicampur dengan pasir silika, ia mudah menyebabkan pengasingan. Jika perlu, proses penangkapan pasir perlu diselaraskan;
f. Apabila menutup filem, cuba gunakan resin fenolik berkualiti tinggi, dan gunakan pelbagai bahan tambahan dengan berhati-hati.
4. Penggunaan pasir seramik dalam kepala silinder aloi aluminium enjin
Untuk meningkatkan kuasa kereta, mengurangkan penggunaan bahan api, mengurangkan pencemaran ekzos, dan melindungi alam sekitar, kereta ringan adalah trend pembangunan industri automobil. Pada masa ini, tuangan enjin automotif (termasuk enjin diesel), seperti blok silinder dan kepala silinder, biasanya dituang dengan aloi aluminium, dan proses tuangan blok silinder dan kepala silinder, apabila menggunakan teras pasir, tuangan graviti acuan logam dan tekanan rendah pemutus (LPDC) adalah yang paling mewakili.
Teras pasir, pasir bersalut dan proses kotak sejuk blok silinder aloi aluminium dan tuangan kepala adalah lebih biasa, sesuai untuk ciri pengeluaran berketepatan tinggi dan berskala besar. Kaedah menggunakan pasir seramik adalah sama dengan penghasilan kepala silinder besi tuang. Oleh kerana suhu penuangan yang rendah dan graviti tentu kecil aloi aluminium, secara amnya pasir teras berkekuatan rendah digunakan, seperti teras pasir kotak sejuk di kilang, jumlah resin yang ditambah ialah 0.5-0.6%, dan kekuatan tegangan adalah 0.8-1.2 MPa. Pasir teras diperlukan Mempunyai kebolehlipatan yang baik. Penggunaan pasir seramik mengurangkan jumlah resin yang ditambah dan sangat meningkatkan keruntuhan teras pasir.
Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, untuk meningkatkan persekitaran pengeluaran dan meningkatkan kualiti tuangan, semakin banyak penyelidikan dan aplikasi pengikat bukan organik (termasuk kaca air yang diubah suai, pengikat fosfat, dll.). Gambar di bawah adalah tapak tuangan sebuah kilang menggunakan pasir seramik pengikat bukan organik kepala silinder aloi aluminium pasir.
Kilang menggunakan pengikat bukan organik pasir seramik untuk membuat teras, dan jumlah pengikat yang ditambah ialah 1.8 ~ 2.2%. Oleh kerana kecairan pasir seramik yang baik, teras pasir adalah padat, permukaannya lengkap dan licin, dan pada masa yang sama, jumlah penjanaan gas adalah kecil, ia sangat meningkatkan hasil tuangan, meningkatkan kebolehruntuhan pasir teras. , menambah baik persekitaran pengeluaran, dan menjadi model pengeluaran hijau.
Penggunaan pasir seramik dalam industri tuangan enjin telah meningkatkan kecekapan pengeluaran, menambah baik persekitaran kerja, menyelesaikan kecacatan tuangan, dan mencapai faedah ekonomi yang ketara dan faedah alam sekitar yang baik.
Industri faundri enjin harus terus meningkatkan penjanaan semula pasir teras, meningkatkan lagi kecekapan penggunaan pasir seramik, dan mengurangkan pelepasan sisa pepejal.
Dari perspektif kesan penggunaan dan skop penggunaan, pasir seramik kini merupakan pasir khas tuangan dengan prestasi komprehensif terbaik dan penggunaan terbesar dalam industri tuangan enjin.
Masa siaran: Mac-27-2023
