Хемијски састав керамичког песка је углавном Ал2О3 и СиО2, а минерална фаза керамичког песка је углавном фаза корунда и фаза мулита, као и мала количина аморфне фазе. Ватросталност керамичког песка је генерално већа од 1800°Ц, и то је алуминијум-силицијум ватростални материјал високе тврдоће.
Карактеристике керамичког песка
● Висока ватросталност;
● Мали коефицијент топлотног ширења;
● Висока топлотна проводљивост;
● Приближан сферни облик, мали фактор угла, добра флуидност и компактност;
● Глатка површина, без пукотина, без избочина;
● Неутралан материјал, погодан за различите ливене металне материјале;
● Честице имају велику чврстоћу и нису лако ломљене;
● Опсег величине честица је широк, а мешање се може прилагодити према захтевима процеса.
Примена керамичког песка у одливцима мотора
1. Користите керамички песак да решите жилице, лепљење песка, сломљено језгро и деформацију пешчаног језгра на глави цилиндра од ливеног гвожђа
● Блок цилиндра и глава цилиндра су најважнији одливци мотора
● Облик унутрашње шупљине је сложен, а захтеви за тачност димензија и чистоћу унутрашње шупљине су високи
● Велика серија
Да би се обезбедила ефикасност производње и квалитет производа,
● Углавном се користи монтажна линија за производњу зеленог песка (углавном хидростатичка линија за обликовање).
● Пешчана језгра углавном користе процес хладне кутије и песка обложеног смолом (језгра љуске), а нека језгра песка користе процес вруће кутије.
● Због сложеног облика пешчаног језгра блока цилиндра и ливења главе, нека пешчана језгра имају малу површину попречног пресека, најтањи део неких блокова цилиндра и језгра водене кошуљице главе цилиндра је само 3-3,5 мм, а излаз песка је узак, језгро песка након ливења дуго је окружено растопљеним гвожђем на високим температурама, тешко је очистити песак, потребна је посебна опрема за чишћење итд. У прошлости се сав кремени песак користио за ливење производње, што је изазвало проблеме са лепљењем жила и песка у одливцима воденог омотача блока цилиндра и главе цилиндра. Проблеми са деформацијом језгра и сломљеним језгром су веома чести и тешко их је решити.
У циљу решавања оваквих проблема, почев од 2010. године, неке познате домаће компаније за ливење мотора, као што су ФАВ, Веицхаи, Схангцхаи, Сханки Ксинке, итд., почеле су да истражују и тестирају примену керамичког песка за производњу блокова цилиндара, водене кошуље главе цилиндра и пролазе за уље. Једнака језгра песка ефикасно елиминишу или смањују дефекте као што су синтеровање унутрашње шупљине, лепљење песка, деформација пешчаног језгра и сломљена језгра.
Следеће слике су направљене керамичким песком поступком хладне кутије.
Од тада, мешани керамички песак за рибање се постепено промовише у процесима хладних и врућих кутија и примењује се на језгра водене кошуље главе цилиндра. У стабилној је производњи више од 6 година. Тренутна употреба језгра песка за хладну кутију је: према облику и величини језгра песка, количина додатог керамичког песка је 30%-50%, укупна количина додане смоле је 1,2%-1,8%, а затезна чврстоћа је 2,2-2,7 МПа. (подаци испитивања лабораторијских узорака)
Резиме
Делови од ливеног гвожђа блока цилиндра и главе садрже многе уске унутрашње шупљине, а температура изливања је углавном између 1440-1500°Ц. Танкозидни део пешчаног језгра се лако синтерује под дејством растопљеног гвожђа на високој температури, као што је растопљено гвожђе које се инфилтрира у језгро песка, или производи реакцију интерфејса за формирање лепљивог песка. Ватросталност керамичког песка је већа од 1800°Ц, док је права густина керамичког песка релативно висока, кинетичка енергија честица песка истог пречника и брзине је 1,28 пута већа од честица силицијумског песка при пуцању песка, што може повећати густину пешчаних језгара.
Ове предности су разлози због којих се употребом керамичког песка може решити проблем лепљења песка у унутрашњој шупљини одливака главе цилиндра.
Водени омотач, усисни и издувни делови блока цилиндра и главе цилиндра често имају дефекте са жилама. Велики број истраживања и пракси ливења је показао да је основни узрок дефекта жилица на површини ливења промена фаза експанзије силицијум песка, што изазива термички стрес доводи до пукотина на површини пешчаног језгра, што узрокује растопљено гвожђе. да продре у пукотине, тенденција вена је већа, посебно у процесу хладног сандука. У ствари, степен термичке експанзије силицијум песка је чак 1,5%, док је стопа термичког ширења керамичког песка само 0,13% (загреван на 1000°Ц 10 минута). Могућност пуцања је веома мала тамо где на површини пешчаног језгра услед напона топлотног ширења. Употреба керамичког песка у пешчаном језгру блока цилиндра и главе цилиндра је тренутно једноставно и ефикасно решење за проблем настајања вена.
Компликована, танких зидова, дугачка и уска језгра водене кошуљице главе цилиндра и пешчана језгра цилиндарских уљних канала захтевају високу чврстоћу (укључујући чврстоћу на високим температурама) и жилавост, а истовремено треба да контролишу стварање гаса у језгру песка. Традиционално, најчешће се користи процес премазаног песка. Употреба керамичког песка смањује количину смоле и постиже ефекат високе чврстоће и ниске производње гаса. Због сталног побољшања перформанси смоле и сировог песка, процес хладне кутије све више замењује део процеса обложеног песка последњих година, значајно побољшавајући ефикасност производње и побољшавајући производно окружење.
2. Примена керамичког песка за решавање проблема деформације пешчаног језгра издувне цеви
Издувни колектори раде под високим температурама наизменичним условима дуго времена, а отпорност материјала на оксидацију на високим температурама директно утиче на век трајања издувних колектора. Последњих година, земља је континуирано унапређивала стандарде емисије издувних гасова аутомобила, а примена каталитичке технологије и технологије турбо пуњења значајно је повећала радну температуру издувног колектора, достижући изнад 750 °Ц. Са даљим побољшањем перформанси мотора, радна температура издувног колектора ће се такође повећати. Тренутно се генерално користи ливени челик отпоран на топлоту, као што је ЗГ 40Цр22Ни10Си2 (ЈБ/Т 13044), итд., са температуром отпорном на топлоту од 950°Ц-1100°Ц.
Унутрашња шупљина издувног колектора генерално се захтева да нема пукотина, хладних затварача, шупљина скупљања, инклузија шљаке, итд. који утичу на перформансе, а храпавост унутрашње шупљине не треба да буде већа од Ра25. Истовремено, постоје строги и јасни прописи о одступању дебљине зида цеви. Већ дуже време, проблем неуједначене дебљине зида и прекомерног одступања зида цеви издувног колектора мучи многе ливнице издувних колектора.
Ливница је прво користила језгра песка обложена силицијум-диоксидом за производњу челичних издувних колектора отпорних на топлоту. Због високе температуре изливања (1470-1550°Ц), језгра песка су се лако деформисала, што је резултирало појавом ван толеранције у дебљини зида цеви. Иако је силицијумски песак третиран високотемпературном фазном променом, услед утицаја различитих фактора, он и даље не може да превазиђе деформацију пешчаног језгра на високој температури, што доводи до широког спектра флуктуација у дебљини зида цеви. , ау тешким случајевима биће уклоњен. Да би се побољшала чврстоћа пешчаног језгра и контролисало стварање гаса у језгру песка, одлучено је да се користи песак обложен керамичким песком. Када је количина додане смоле била 36% мања од количине песка обложеног силицијум-диоксидом, његова чврстоћа на савијање на собној температури и топлотна чврстоћа на савијање су се повећале за 51%, 67%, а количина стварања гаса је смањена за 20%, што задовољава захтеви процеса високе чврстоће и ниске производње гаса.
У фабрици се за истовремено ливење користе језгра песка обложена силикатним песком и керамичка песка обложена језгра, након чишћења одливака врше се анатомски прегледи.
Ако је језгро од песка обложеног силицијум песком, одливци имају неуједначену дебљину зида и танак зид, а дебљина зида је 3,0-6,2 мм; када је језгро израђено од песка обложеног керамичким песком, дебљина зида ливења је уједначена, а дебљина зида је 4,4-4,6 мм. као на следећој слици
Песак обложен силицијум песком
Песак обложен керамичким песком
Песак обложен керамичким песком се користи за прављење језгара, што елиминише ломљење језгра песка, смањује деформацију пешчаног језгра, значајно побољшава тачност димензија унутрашњег канала протока шупљине издувног колектора и смањује лепљење песка у унутрашњој шупљини, побољшавајући квалитет одливци и готови производи стопе и остварили значајне економске користи.
3. Примена керамичког песка у кућишту турбопуњача
Радна температура на крају турбине кућишта турбопуњача генерално прелази 600°Ц, а неке чак достижу и 950-1050°Ц. Материјал шкољке треба да буде отпоран на високе температуре и да има добре перформансе ливења. Структура шкољке је компактнија, дебљина зида је танка и уједначена, а унутрашња шупљина је чиста итд., изузетно је захтевна. Тренутно је кућиште турбопуњача углавном направљено од челичног лива отпорног на топлоту (као што су 1.4837 и 1.4849 немачког стандарда ДИН ЕН 10295), а такође се користи дуктилно гвожђе отпорно на топлоту (као што је немачки стандард ГГГ СиМо, амерички стандардно високо-никл аустенитно нодуларно гвожђе Д5С итд.).
Кућиште турбо пуњача мотора 1,8 Т, материјал: 1,4837, односно ГКС40ЦрНиСи 25-12, главни хемијски састав (%): Ц: 0,3-0,5, Си: 1-2,5, Цр: 24-27, Мо: Макс 0,5, Ни: 11 -14, температура изливања 1560 ℃. Легура има високу тачку топљења, велику стопу скупљања, јаку склоност пуцању на вруће и велику потешкоћу ливења. Металографска структура одливака има строге захтеве за заостале карбиде и неметалне инклузије, а постоје и посебни прописи о дефектима ливења. Да би се обезбедио квалитет и ефикасност производње одливака, процес обликовања усваја ливење језгра са језгром од пешчане шкољке обложене филмом (и неким језграма хладне кутије и вруће кутије). Првобитно је коришћен АФС50 песак за рибање, а затим је коришћен печени песак од силицијум диоксида, али су се проблеми као што су лепљење песка, неравнине, термалне пукотине и поре у унутрашњој шупљини јављали у различитом степену.
На основу истраживања и испитивања, фабрика је одлучила да користи керамички песак. Првобитно купљен готов премазани песак (100% керамички песак), а затим купљена опрема за регенерацију и премазивање, и континуирано оптимизован процес током процеса производње, користите керамички песак и песак за рибање за мешање сировог песка. Тренутно се обложени песак грубо имплементира према следећој табели:
| Процес песка премазаног керамичким песком за кућиште турбопуњача | ||||
| Санд Сизе | Стопа керамичког песка % | % додатка смоле | Чврстоћа на савијање МПа | Излаз гаса мл/г |
| АФС50 | 30-50 | 1.6-1.9 | 6.5-8 | ≤12 |
Последњих неколико година производни процес ове фабрике тече стабилно, квалитет одливака је добар, а економска и еколошка корист су изузетна. Резиме је следећи:
а. Коришћење керамичког песка, или коришћење мешавине керамичког песка и силицијум песка за прављење језгара, елиминише недостатке као што су лепљење песка, синтеровање, стварање вена и термичко пуцање одливака и остварује стабилну и ефикасну производњу;
б. Ливење језгра, висока ефикасност производње, низак однос песка и гвожђа (углавном не више од 2:1), мања потрошња сировог песка и нижи трошкови;
ц. Изливање језгра је погодно за целокупну рециклажу и регенерацију отпадног песка, а термичка рекултивација је једнообразно усвојена за регенерацију. Перформансе регенерисаног песка достигле су ниво новог песка за рибање, чиме је постигнут ефекат смањења трошкова набавке сировог песка и смањења испуштања чврстог отпада;
д. Неопходно је често проверавати садржај керамичког песка у регенерисаном песку како би се утврдила количина додатог новог керамичког песка;
е. Керамички песак је округлог облика, добре течности и велике специфичности. Када се помеша са силицијум песком, лако је изазвати сегрегацију. Ако је потребно, потребно је прилагодити процес снимања песка;
ф. Када прекривате филм, покушајте да користите висококвалитетну фенолну смолу и опрезно користите разне адитиве.
4. Примена керамичког песка у глави мотора од алуминијумске легуре
У циљу побољшања снаге аутомобила, смањења потрошње горива, смањења загађења издувним гасовима и заштите животне средине, лаки аутомобили су тренд развоја аутомобилске индустрије. Тренутно, одливци за аутомобилске моторе (укључујући дизел моторе), као што су блокови цилиндара и главе цилиндра, углавном се ливеју од легура алуминијума, а процес ливења блокова цилиндара и глава цилиндра, када се користе језгра од песка, ливење металних калупа гравитацијом и ниски притисак ливење (ЛПДЦ) су најрепрезентативнији.
Пешчано језгро, обложени песак и процес хладне кутије од алуминијумских легура блокова цилиндра и одливака главе су чешћи, погодни за карактеристике високе прецизности и производње великих размера. Начин употребе керамичког песка сличан је производњи главе цилиндра од ливеног гвожђа. Због ниске температуре изливања и мале специфичне тежине легуре алуминијума, углавном се користи песак за језгро мале чврстоће, као што је хладно језгро песка у фабрици, количина додане смоле је 0,5-0,6%, а затезна чврстоћа је 0,8-1,2 МПа. Потребан је песак за језгро. Има добру склопивост. Употреба керамичког песка смањује количину додане смоле и значајно побољшава колапс језгра песка.
Последњих година, у циљу побољшања производног окружења и побољшања квалитета одливака, све је више истраживања и примена неорганских везива (укључујући модификовано водено стакло, фосфатна везива итд.). Слика испод је место ливења у фабрици која користи керамички песак, неорганско везиво, језгро главе цилиндра од алуминијумске легуре.
Фабрика користи керамички песак неорганско везиво за израду језгра, а количина додатог везива је 1,8~2,2%. Због добре флуидности керамичког песка, језгро песка је густо, површина је потпуна и глатка, а у исто време, количина стварања гаса је мала, у великој мери побољшава принос одливака, побољшава слагање песка језгра , побољшава производно окружење, и постаје модел зелене производње.
Примена керамичког песка у индустрији ливења мотора побољшала је ефикасност производње, побољшала радно окружење, решила недостатке ливења и постигла значајне економске користи и добре еколошке користи.
Индустрија ливнице мотора треба да настави да повећава регенерацију песка у језгру, даље побољшава ефикасност употребе керамичког песка и смањује емисије чврстог отпада.
Из перспективе употребног ефекта и обима употребе, керамички песак је тренутно специјални песак за ливење са најбољим свеобухватним перформансама и највећом потрошњом у индустрији ливења мотора.
Време поста: 27.03.2023
