粘土湿型砂及其质量控制作者介绍

黄天佑，1946年10月21日生，籍贯福建省莆田县。1970年毕业于清华大学“热加工工艺与设备”专业，1982年获清华大学铸造专业工学硕士学位。现任清华大学机械工程系教授、博士生导师。国家级精品课程《材料加工》负责人；研究方向为铸造工艺与造型材料、铸造设备及自动化。发表学术论文140多篇，出版著作有《铸造手册》（第4卷）造型材料、《消失模铸造技术》、《中国材料工程大典一（第18、19卷）材料铸造工程》、《造型材料》、《材料加工工艺》等6册。1986年4月～1987年7月由国家公派作为访问学者赴德国Aacthen工业大学铸造研究所进修。1989～1999年曾任清华大学机械工程系铸造教研室主任，1999～2003年曾任清华大学材料加工技术研究所副所长。社会学术兼职有：全国铸造学会理事，中国铸造协会常务理事、副秘书长，中国机械工程学会铸造学会铸造工艺及造型材料委员会副主任、消失模委员会副主任、出版与编译委员会委员等。 2100433B

序

前言

第1章绪论

1.1湿型铸造的重要性

1.2粘土湿型砂的特点

第2章湿型砂用原材料

2.1硅砂(原砂)

2.1.1硅砂的种类及其SiO2含量

2.1.2石英的结构转变特性

2.1.3矿物组成和杂质成分的影响

2.1.4硅砂的含泥量

2.1.5硅砂的粒度和表示方法

2.1.6硅砂的表面状态和颗粒形状

2.1.7硅砂的加工

2.1.8标准砂

2.2膨润土

2.2.1概述

2.2.2铸造用膨润土的开采加工与钠化处理

2.2.3铸造用膨润土品质的评定

2.2.4膨润土的选用

2.3煤粉

2.3.1概述

2.3.2湿型用煤粉的品质评定

2.3.3煤粉的代用品

2.3.4复合添加剂

2.3.5煤粉及复合添加剂的选购

2.4淀粉

2.4.1预糊化淀粉(a-淀粉)

2.4.2糊精

第3章湿型砂性能及其检测

3.1湿型砂性能对造型及铸件品质的影响

3.1.1紧实率

3.1.2含水量

3.1.3透气性

3.1.4型砂的湿态强度

3.1.5型砂含泥量

3.1.6型砂粒度

3.1.7活性膨润土量

3.1.8型砂的有效煤粉含量

3.1.9热湿拉强度

3.1.10热压应力

3.1.11韧性、破碎指数和起模性

3.1.12型砂流动性

3.1.13砂型硬度及强度

3.2型砂性能检测频率和检测结果整理分析

3.2.1型砂性能检测频率

3.2.2检测结果的整理

3.3各种湿型砂对性能的基本要求

第4章粘土湿型砂的制备

4.1混砂设备

4.1.1碾轮式混砂机

4.1.2摆轮式混砂机

4.1.3转子式混砂机

4.1.4混砂效率

4.1.5混砂机的保养和维修

4.2湿型砂的配比

4.3回用旧砂的准备

4.4混砂工艺

4.4.1定量加料

4.4.2新砂的加入

4.4.3芯砂的混入问题

4.4.4水分的加入

4.4.5加料顺序

4.4.6混碾时间

4.5松砂

4.6型砂性能的在线检测与控制

第5章砂处理系统与粘土砂再生

5.1湿型砂循环使用中的问题

5.1.1热砂问题

5.1.2粉尘的积累问题

……

第6章铸件常见缺陷及其防止

附录

附录A铸铁件、铸钢件和非铁合金铸件湿型砂的配比及性能

附录B济南圣泉集团股份有限公司及相关产品简介

参考文献

《粘土湿型砂及其质量控制》一书主要包括：湿型砂用原材料；湿型砂性能及其检测；粘土湿型砂的制备；砂处理系统与粘土砂再生；铸件常见缺陷及其防止。本书是作者深入了解国内外粘土砂造型技术发展和现状，以及多年从事粘土砂技术研究成果、生产经验的总结，内容深入浅出，有很强的实用性。

本书全面系统地介绍了铸造用黏土湿型砂及其质量控制技术。主要内容包括：湿型砂用原材料、湿型砂性能及其检测、黏土湿型砂的制备、砂处理系统与黏土砂再生、铸件常见缺陷及其防止。本书是作者在深入了解国内外黏土砂造型技术发展和现状的基础上，结合自己多年黏土砂造型的研究成果与生产经验编著而成的。本书内容深入浅出，有很强的实用性。

第2版前言

第1版前言

第1章绪论1

1.1砂型铸造与面临的课题1

1.2黏土湿型砂的特点2

第2章湿型砂用原材料4

2.1硅砂(原砂)4

2.1.1硅砂的种类及其SiO2含量4

2.1.2石英的结构转变特性6

2.1.3矿物组成和杂质成分的影响7

2.1.4硅砂的含泥量9

2.1.5硅砂的粒度和表示方法10

2.1.6硅砂的表面状态和颗粒形状11

2.1.7硅砂的加工14

2.1.8标准砂15

2.2膨润土16

2.2.1概述16

2.2.2铸造用膨润土的开采加工与钠化处理19

2.2.3铸造用膨润土品质的评定24

2.2.4膨润土的选用27

2.3煤粉29

2.3.1概述29

2.3.2湿型用煤粉的品质评定31

2.3.3煤粉的代用品35

2.3.4复合添加剂40

2.3.5煤粉及复合添加剂的选购42

2.3.6混配土42

2.4淀粉43

2.4.1预糊化淀粉(α淀粉)44

2.4.2糊精46

第3章湿型砂性能及其检测48

3.1湿型砂性能对造型及铸件品质的影响48

3.1.1紧实率(可紧实性)49

3.1.2含水量50

3.1.3透气性51

3.1.4型砂的湿态强度52

3.1.5型砂含泥量58

3.1.6型砂粒度59

3.1.7活性膨润土量60

3.1.8型砂的有效煤粉含量61

3.1.9热湿拉强度62

3.1.10热压应力63

3.1.11韧性、破碎指数和起模性64

3.1.12型砂流动性67

3.1.13砂型硬度及强度69

3.2型砂性能检测频率和检测结果整理分析70

3.2.1型砂性能检测频率71

3.2.2检测结果的整理71

3.3对各种湿型砂性能的基本要求72

第4章黏土湿型砂的制备75

4.1混砂设备75

4.1.1碾轮式混砂机75

4.1.2摆轮式混砂机76

4.1.3转子式混砂机77

4.1.4混砂效率81

4.1.5混砂机的保养和维修83

4.2湿型砂的配比84

4.3回用旧砂的准备85

4.4混砂工艺85

4.4.1定量加料86

4.4.2新砂的加入87

4.4.3芯砂的混入问题88

4.4.4水分的加入90

4.4.5加料顺序93

4.4.6混碾时间95

4.5松砂95

4.6型砂性能的在线检测与控制98

第5章砂处理系统与黏土砂再生102

5.1湿型砂循环使用中的问题102

5.1.1热砂问题102

5.1.2型砂的鲕化和粉尘的积累106

5.1.3废砂的排放问题109

5.2砂处理系统的任务与组成111

5.3黏土旧砂的再生114

5.3.1旧砂再生后用于湿型砂114

5.3.2旧砂再生后用于混制砂芯116

5.3.3再生砂的质量标准124

5.4废砂和粉尘的其他再利用124

第6章铸件常见缺陷及其防止127

6.1粘砂128

6.1.1机械粘砂和化学粘砂128

6.1.2各种因素对机械粘砂的影响130

6.1.3爆炸粘砂133

6.1.4热粘砂133

6.2砂眼、渣孔缺陷134

6.2.1砂眼135

6.2.2渣孔137

6.3夹砂缺陷139

6.3.1夹砂缺陷的形成原因139

6.3.2湿型夹砂缺陷防止措施141

6.3.3涂层开裂结疤缺陷142

6.4砂型胀砂与金属液收缩缺陷143

6.4.1湿砂型的胀砂143

6.4.2金属液的收缩缺陷145

6.5铸件气孔缺陷148

6.5.1裹入气孔148

6.5.2侵入气孔149

6.5.3反应气孔153

6.5.4氨氮气孔(析出气孔)161

附录164

附录A铸铁件湿型砂的配比及性能164

附录B铸钢件湿型砂的配比及性能167

附录C非铁合金铸件湿型砂的配比及性能168

参考文献1692100433B

粘土湿砂型以粘土和适量的水为型砂的主要粘结剂，制成砂型后直接在湿态下合型和浇注。湿型铸造历史悠久，应用较广。湿型砂的强度取决于粘土和水按一定比例混合而成的粘土浆。型砂一经混好即具有一定的强度，经舂实制成砂型后，即可满足合型和浇注的要求。因此型砂中的粘土量和水分是十分重要的工艺因素。

粘土湿砂型铸造的优点是：①粘土的资源丰富、价格便宜。②使用过的粘土湿砂经适当的砂处理后，绝大部分均可回收再用。③制造铸型的周期短、工效高。④混好的型砂可使用的时间长。⑤砂型舂实以后仍可容受少量变形而不致破坏，对拔模和下芯都非常有利。缺点是：①混砂时要将粘稠的粘土浆涂布在砂粒表面上，需要使用有搓揉作用的高功率混砂设备，否则不可能得到质量良好的型砂。②由于型砂混好后即具有相当高的强度,造型时型砂不易流动，难以舂实,手工造型时既费力又需一定的技巧，用机器造型时则设备复杂而庞大。③铸型的刚度不高，铸件的尺寸精度较差。④铸件易于产生冲砂、夹砂、气孔等缺陷。

20世纪初铸造业开始采用辗轮式混砂机混砂，使粘土湿型砂的质量大为改善。新型大功率混砂机可使混砂工作达到高效率、高质量。以震实为主的震击压实式造型机的出现，又显著提高了铸型的紧实度和均匀性。随着对铸件尺寸精度和表面质量要求的提高，又出现了以压实为主的高压造型机。用高压造型机制造粘土湿砂型，不但可使铸件尺寸精度提高，表面质量改善，而且使紧实铸型的动作简化、周期缩短，使造型、合型全工序实现高速化和自动化。气体冲击加压的新型造型机，利用粘土浆的触变性,可由瞬时施以0.5兆帕的压力而得到非常紧密的铸型。这些进展是粘土湿砂型铸造能适应现代工业要求的重要条件。因而这种传统的工艺方法一直被用来生产大量优质铸件。