萬(wàn)修根，陳 凱，付佳斌，馬 雨

(江鈴汽車(chē)股份有限公司鑄造廠(chǎng)，江西 南昌 330001)

我廠(chǎng)主要生產(chǎn)薄壁高強(qiáng)度發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋類(lèi)鑄件，其中制芯主體部分采用三乙胺冷芯工藝，水套和油道等一些小芯采用覆膜砂工藝。前期靜壓造型線(xiàn)一直使用煤粉作為防黏砂材料，隨著新增冷芯線(xiàn)的投產(chǎn)，型砂中混入的冷芯砂量越來(lái)越多，導(dǎo)致型砂性能出現(xiàn)波動(dòng)，鑄件一些深凹部位出現(xiàn)沖砂、黏砂等現(xiàn)象，砂型的成型率也不斷下降（砂型的成型率由原來(lái)的98%左右下降到97%）.有資料介紹，采用FS 粉取代煤粉后，型砂的流動(dòng)性、韌性和起模性可得到改善，為了提高砂型的成型率及改善型砂性能，避免大量冷芯砂的混入對(duì)型砂性能的不良影響[1]，我廠(chǎng)進(jìn)行了FS 粉的試用。

1 FS 粉的性能特征

FS 粉由多種礦物及細(xì)小有機(jī)纖維質(zhì)組成,經(jīng)高溫、高壓等特殊處理后成為組元之間高度分散的固溶系，呈白灰色粉末狀，無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)腐蝕性、無(wú)粉塵、無(wú)污染。

表1 FS 粉和普通煤粉的主要參數(shù)

鑄件黏砂是由于鐵液鉆入砂型表面孔隙中，凝固后將砂粒機(jī)械地鉤連在鑄件表面而形成或由于鐵液表面被氧化生成的氧化鐵等金屬氧化物與型砂中的二氧化硅反應(yīng)，生成低熔點(diǎn)的鐵硅酸鹽渣液，凝固后與砂粒一起牢固地粘附在鑄件表面上而形成。FS 粉相對(duì)煤粉有更高的揮發(fā)分（見(jiàn)表1），同時(shí)FS 粉里含有一定比例的淀粉，遇水后形成富有粘性的膠狀體，有較好的韌性、塑性，對(duì)砂粒表面有較好的潤(rùn)濕性，可較均勻地包覆于砂粒表面，可以有效的改善型砂的強(qiáng)度和韌性，從而達(dá)到改善鑄件黏砂的效果[2]。

2 FS 粉在靜壓造型線(xiàn)上的試用

2.1 試用過(guò)程中的工藝要求

我廠(chǎng)缸體、缸蓋類(lèi)鑄件經(jīng)過(guò)落砂床落砂后的舊砂通過(guò)皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)至舊砂庫(kù)循環(huán)利用，而在落砂床上未震落的舊砂塊和鑄件所帶走的后期經(jīng)震擊擊芯下來(lái)的砂子，都直接淘汰，不進(jìn)入舊砂系統(tǒng)中回用。由于我廠(chǎng)靜壓線(xiàn)的舊砂中有較多的冷芯砂混入，導(dǎo)致型砂含泥量偏低，為了保證一定的型砂含泥量，我們?cè)诨焐皶r(shí)不加新砂反而加入一定量的粉塵。

試用初期，其他工藝不變，第一周FS 粉加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%，后因落砂床落砂問(wèn)題，減少了FS 粉加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)，約0.3～0.4%，粉塵加入量根據(jù)含泥量進(jìn)行調(diào)整，膨潤(rùn)土加入量視落砂床落砂情況變化進(jìn)行調(diào)整，確保落砂正常且舊砂量維持不變。

2.2 FS 粉試用過(guò)程情況

2.2.1 試用過(guò)程中的問(wèn)題

由于FS 粉由多種礦物及細(xì)小有機(jī)纖維質(zhì)組成,并經(jīng)過(guò)高溫、高壓等特殊處理，同時(shí)FS 粉里含有一定比例的淀粉，澆注后經(jīng)過(guò)高溫鐵水的烘烤，導(dǎo)致型砂的表干強(qiáng)度較高。試用一周后，型砂中的FS 粉含量越來(lái)越多，型砂的潰散性變差，導(dǎo)致鑄件存在落砂困難的問(wèn)題，特別是一些凸凹比較大的缸體類(lèi)鑄件。因此，試用一段時(shí)期后，舊砂總量下降，舊砂溫度上升，舊砂中的灰分水分大量損失，型砂含泥量降低，同時(shí)型砂水分也隨之下降，型砂性能波動(dòng)增大，鑄件砂眼、黏砂缺陷增多。

2.2.2 改善措施

為了改善鑄件的落砂難問(wèn)題，適當(dāng)減少膨潤(rùn)土及FS 粉的加入量，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)均下降15%～20%），使型砂濕壓強(qiáng)度控制在125 kPa～155 kPa 之間，既保證了型砂的綜合性能又解決了鑄件的落砂難題，同時(shí)為了保證型砂中的含泥量，將粉塵加入量從0.5%提高至0.8%，避免含泥量下降帶來(lái)的不良影響。

2.3 型砂性能對(duì)比

試用前期遇到鑄件落砂困難的情況，在保證產(chǎn)品質(zhì)量不受影響的前提下，適當(dāng)減少膨潤(rùn)土及FS粉的加入量，隨著時(shí)間的推移，試用后期型砂的濕壓強(qiáng)度、含泥量和水分均有下降的趨勢(shì)，為了保持適當(dāng)?shù)暮嗔?，提高了粉塵的加入量，通過(guò)幾個(gè)月的試用摸索，最終找到了合理的型砂混制配比，也穩(wěn)定了型砂的性能，試用FS 粉后型砂性能見(jiàn)表2.

表2 試用FS 粉前后型砂性能

2.4 FS 粉試用過(guò)程中的質(zhì)量情況

以生產(chǎn)的某柴油機(jī)缸體為例，使用煤粉生產(chǎn)時(shí)內(nèi)廢率在3.5%左右波動(dòng)，之后由于大量冷芯砂的應(yīng)用，導(dǎo)致型砂性能變差，內(nèi)廢率有所升高（圖1 中1～3 月份）；4 月份起開(kāi)始試用FS 粉，試用過(guò)程中因?yàn)殍T件帶砂及落砂問(wèn)題，灰份流失，含泥量降低，導(dǎo)致型砂性能波動(dòng)加大，所以鑄件砂孔、黏砂等類(lèi)型廢品有上升趨勢(shì)（圖1 中5 月份）；通過(guò)摸索調(diào)整膨潤(rùn)土、FS 粉、灰份的加入比例，型砂性能才趨于穩(wěn)定，后續(xù)使用FS 粉過(guò)程中，與型砂相關(guān)的砂孔廢品下降了近一半，黏砂廢品幾乎沒(méi)有再產(chǎn)生，缸體整體廢品率也有明顯下降（平均內(nèi)廢率降為2.63%，圖1 中7～12 月份）。同時(shí)由于FS 粉取代煤粉后，型砂的流動(dòng)性、韌性和起模性得到改善，砂型的成型率由原來(lái)使用煤粉時(shí)的98%左右上升到98.5%.

圖1 某柴油機(jī)缸體廢品率走勢(shì)

3 結(jié)論

1）FS 粉在靜壓線(xiàn)上應(yīng)用后可以改善型砂的韌性和起模性，從而可以提高砂型的成型率；

2）使用FS 粉有必要降低膨潤(rùn)土的加入量，同時(shí)增加灰分的加入量；

3）在大量采用冷芯工藝時(shí)，使用FS 粉可以減少冷芯砂混入型砂帶來(lái)的不良影響，從而減少鑄件黏砂和砂眼等缺陷。