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文章作者:鑫业压瓦机   发布时间:2015-12-02

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    意大利IMF无箱树脂砂自硬生产线的工用

      发布时间:2018-03-24 16:47

      程利军:意大利IMF无箱树脂砂白硬生产线的工艺和使用意大利IMF无箱树脂砂自硬生产线的工艺和使用 (广西柳工机械股份有限公司铸造中心.广西柳州545007’)摘要:介绍了无箱树脂砂自硬生产线的设备特点和生产工艺,总结了我厂在大规模应用树脂砂生产中的一些经 验,同时也给国内同行提出了一些建议. 关键词:无箱树脂砂;生产线;使用 Appropriation andSummarizationofItalianlMFNo Sand——boxResin Moulding Line CHENGLi—J“n (1JugongMachineryCo.Ltd.Foundry踟口。Liouzlxm545607,China) Abstract=Theartideintroducesthedevicepeculiarityandproductivetechnicsofnosand—boxresinmoulding line,andit condudcsthegainandlossduringtheinnovationofapplicationresinproduction largescale.There&realsosome opiniongiving domesticcrdtbrothersimultaneously. Key words:nosand—box resin;mouldingline;appropriation 广西柳工机械股份有限公司铸造中心1995年技术改造项目采用了三条意大利IMF无箱树脂砂自硬 生产线.作者参与了生产线的安装、使用、维修及铸造工艺演变的整个过程,几年的工作颇有心得.现将主 要情况作一介绍,以供同行参考. 1树脂自硬砂工艺 1.1原材料 呋喃树脂自硬砂工艺的好坏与原材料有极大的关系,原砂、树脂、固化剂的各项性能以及在实际生产中 三者之间的最佳配比决定了树脂砂工艺的铸件质量和工艺成本.原砂及呋喃树脂的性能指标见表1和表2. 表1原砂的性能指标 Tab.1 PropertiesofFatWsand 1.2型砂工艺参数的控制 1.2.1终强度和退让性 为确保铸件尺寸精度和表面质量,必须要使树脂砂有较高的终强度.但终强度不是越高越好,_方面会 作者筒舟:程利军(19'73一).男。山西大同人,工程师 中国工程机械学台2002年年会论文集 增加生产成本.另一方面会增加铸件产生气孔、表面皱皮的倾向,更为严重的是铸件易产生裂纹缺陷故在实 际生产中终强度和退让性这两个指标要综合考虑.我厂在生产线可用期 一般认为砂型终强度降到刚出砂时终强度的20%的这段时间.可用期太短会给操作者带来困难,可 用期太长又会延长脱模时间,影响生产.我公司根据铸件特点,可用期一般控制为5~7rain. 1.2.3起模时间 起模时间理论上可认为是砂型抗拉强度达到01MWa所经历的时间.从实际中来看,以不损坏砂型 且砂型不变形为原则.确定起模时间还要考虑砂型的复杂程度、砂型的硬透性和当地的气候条件等.在我 公司,有经验的工人采用针刺砂型的方法,根据阻力的大小,判断是否到达脱模强度.根据IMF生产线的 生产节拍,我公司控制起模时同为20~23rain. 1.2.4再生砂的质量要求 旧砂再生是指除去砂粒表面失效的树脂膜和粉尘,旧砂的再生使用,可以节约原砂和树脂的加入量, 降低生产成本.根据工艺要求,我公司要求再生砂 表3再生砂的质量要求 需达到表3所列要求:Tab QualityrequimMbofRpM蝴sand1.3树脂砂自硬生产铸造工艺特点 (1)由于采用树脂砂造型,发气量大,铸件易_宣塑—』亚卫——羔业—二亚上————生业—一产生气孔甚至浇不足现象,故加强排气相当重要,排气位置可设置在铸件、砂芯以及砂型无铸件处,有些铸 件甚至在浇注时还要迅速采取引燃措施,以加强排气. (2)树脂砂在浇注后金属液的作用下始终表现为胀砂,故非常易产生粘砂现象和浇注时跑火.要消除 粘砂缺陷,可采用涂刷涂料和提高砂型紧实度等方法互相补充来解决;对于跑火现象,在台箱时放置自配 的封箱胶(材料1与材料2按体积比1:1,15配制,即配即用),实践证明,用此封箱胶可最大防止3~5mm 1.3.2‘工艺参数(1)收缩率:对于树脂砂造型来说,铸钢件采用2%,铸铁件可采用1%. (2)加工余量:铸钢件4--5mm,铸铁件3~4rnnl,小件取下限,大件取上限. (3)吃砂量:箱壁为30--501IIl,上下面为50--80mm,型芯间隙为0.5--1.0 mm. (4)箱壁起模斜度:3。--4。. 1.3.3模具 木模保温性能好,易于树脂砂造型,但模具易损坏,铸件精度不高;铝模尺寸精度高,但外界气温较低 时,取模时间延长,并且在模具表面温度较低时砂型表面质量较差,故需要设置模具加温装置.塑料模兼有 木模和铝模的优点,一定程度上又避免二者的缺点,故树脂砂造型优先选择塑料模具. IMF公司无箱树脂砂自硬生产线生产线的主要技术参数 Tab.4 Mainehmc怔rIstI嚣oftheim[1tOBldingline 型号 混砂机能力“t-h叫)—1日可盂j五二i忑嚣型坠圣不刁二i瓦二ii五一 产量 砂处理能力“t.h-I) 大线 2.2生产线工艺流程 生产线] 程利军:意大利nVIF无箱树脂砂自硬生产线生产线 Technological flow—chart0fthemouldingline 2.3.1混砂机 T36型混砂机是m皿公司主要的也是最基本的产品.主要工作过程是:混砂机打开型砂控制开关,随后 加入定量的树脂与固化剂,通过混砂刀片(带有一定的角度)的高速旋转,将型砂混制均匀.IMF公司通过在 树脂和固化剂的出料口设置过滤网,大大提高了混砂系统的可维护性和保证了原材料定量的准确.在混砂筒 的树脂和固化剂的加料口,设置了两个自动雾化的气动喷嘴,实践证明,这两个气动喷嘴对型砂搅拌充分均 匀起了非常大的作用.对于头尾砂的问题,1MF公司采用PLC(可编程序)来调整,其原理是通过调节 树脂阍、固化剂阀和出砂门的开启关闭时间(相对于进砂口的开启关闭时间)来解决头尾砂的问题. 2.3.2涂料淋涂机与烘干窑 经过实测,对于一个年产3000t铸件的车间,每年要涂刷6--10万fn2砂型面积,工作量相当大.而且 手工涂刷涂料产生的刷痕也在一定程度上降低了铸件的表面质量.IMF公司采用淋涂机的涂料,槽中的 涂料可循环使用,保证了涂料的悬浮性良好.该淋涂机的喷管出口压力和砂型翻转角度可调,可随操作者 的需要调节.我厂的涂层厚度一般为0.3~O.5na2n.采用这种方法淋涂,生产效率高,涂层均匀且几乎没 有刷痕.其缺点是靠近操作者的一侧由于形成死角,故涂料淋涂不上,且在砂型很深的情况下,容易产生涂 料堆积导致涂料烘不干而使铸件产生气孔缺陷,故在淋涂后要有专人补涂和修整. IMF涂料烘干采用隧道式烘干窑.其工作原理是采用热风循环方式,鼓风机鼓风并通过烘干窑上方红热 的电阻丝加热后向砂型表面吹热风,然后将带有水蒸气的冷风从烘干窑的两端排出.采用热风循环烘干,可 使烘干窑内部温度均一,且电阻丝在冷风的吹拂下不易过热熔断,大大降低了电阻丝的故障率,这一设计思 想值得国内厂家借鉴.在国内,很多厂家采用的也是电加热的方法,但由于没有热风循环,其缺点相当明显: 一是电阻丝极易熔断,二是烘干窑的温度不一,靠近电阻丝处砂型都快烤焦,但远离电阻丝处的砂型仍没有 被烘干.IMF公司认为烘干温度为180~200,烘干时间为6—10rain就可达到理想的工艺效果.但从我厂 的使用情况来看,使用表5所列烘干规范更适合我厂的实际情况. 使用上面的烘干工艺,大线的烘干效果相当好,而小线和中线由于烘干窑的长度较短,虽然烘干温度 较高,但在砂型出窑后有些部位必须要用酒精喷灯补 烘才能完全干透.由此可见,要使涂料全部干透,烘干 温度和烘干时间必须综合考虑才可. 2.3.3自动合箱机 表5烘干规范 Tab.5 Normofbal【iIlg 大线 墼王堕回生2 自动合箱机是悬挂在梁式吊车下的机械手.IMF公司认为自动合箱机的精度可达2m,而2mm的误差由定位销来校正.但在我厂使用的中线,在开始生产时使用定位销的砂型上下型合好后误差较大, 而且错箱的方向是随机的.它对铸件的产品质量造成了很大的影响,例如砂眼、错箱等.台箱机的问题在 IMF公司和我公司的共同努力下,经多次调整有了一定的好转,现在已基本恢复正常. 2.3.4砂再生 IMF再生工部采用的是软再生,再生原理主要是震动摩擦再生和气流再生.其再生的过程是:在落 砂机里破碎的型砂进入安装在落砂机栅格之下和落砂机连成一体的预再生机,中间有一块6nm的钢筛. 型砂经钢筛破碎后进入压送罐.破碎不了的如废铁、浇口砖等通过侧门排出.型砂达N--次再生塔顶部 后进入灰尘收集,上面装有1.5~20Hlnl的震动筛再一次过滤型砂.二次再生塔装满了分极板同时风机 抽风带走粉尘和细微颗粒,其中主要是细砂以及气流运送摩擦下来的树脂膜.经除尘后型砂进人冷却 器,当型砂冷却到预定的温度时,可通过温控闸进入储存斗使用. 中国工程机械学会2002年年会论文集 我厂对再生后的型砂每周检测1~2次,2000年1~6月数据平均如表6所示+ 检测结果表明,IMF公司再生系统采用软再 表6型砂的性能指标 生去除粉尘和细微颗粒还是相当有效的,但对于Tab Propertiesofmoldingsand树脂膜的去除,显得力度不够,造成了残留含氮质 量分数和灼减质量分数的超标,增加了铸件产生 气孔的倾向性.看来,要想使再生砂完全达到工艺 要求,只靠摩擦再生和气流再生是不够的,还必须增加热法再生才可.IMF公司砂再生的能力设计是20t h~,但实际上,由于柳州地处祖国南方,气温较高(在6-9月同,水温高达27),导致了每年5~10月闻 实际砂处理能力不足。后来我厂根据此种情况购买了冷冻机,一定程度上解决了砂温的影响. 3体会和看法 3.1 IMF树脂砂无箱生产线的生产能力、适用性和上线)生产能力:习惯上,人们通常以混砂机的能力来判断生产线的生产能力.但从IMF树脂砂生产线 的实际情况来看,由于砂处理(主要是砂温)、合箱机等设备的影响,实际生产能力比最初的设计能力有所 下降.一条好的生产线要想最大限度地发挥其能力,必须大力注重系统性、配套性,必须要求各个关键工序 没有明显的瓶颈,在这一点,尚有待于完善与改进. (2)适用性:IMF无箱树脂砂生产线是一条柔性线,与气冲线相比,主要适用于小批量、多品种的铸造 生产.使用树脂砂生产的铸件尺寸精度高,表面粗糙度可比砂铸方法提高1~2个等级,达到CT8~ 10;同样,铸件质量公差也比砂铸方法提高1-2级;在无箱线上生产,如果铸件尺寸较小,将会造成砂 铁比加大,成本增加,故树脂砂适用于有一定批量的一定质量(20-300k)的高档次铸件的生产但使用 树脂砂生产,其缺点也相当明显,即制造成本要比造型方法提高10%--40%(主要时是由于原材料价 格昂贵,造成工艺成本上升).故在选用树脂砂生产线时,一定要作好详细的可行性分析和经济预算,最大 程度地避免盲目上线)上线的最低产量:购买一条铸造生产线,对于一个企业来说是一笔不小的投资.如何尽快地收回投资成本,是每一个经营者需要重点考虑的事情,切忌盲目上线.在许多考虑因素中,上线的最低年产量是 一个非常关键的因素,它直接关系到投资的成功与否.综合国内外和我公司的实际经验,总结出了表7所 列数据,供同行们参考(与气冲线 IMF树脂砂无箱生产线铸件质量公差等级的提高 以大线为例.大线在改造后铸件的质量公差等级比改造前提高了至少两个等级. 3.2.2铸件的表面质量 由于再生处理后的型砂残留含氮质量分数超标,造成了砂型发气质量分数增大,对于铸钢件经常会由 此产生皱纹等表面缺陷,但对于铸铁件的影响不是很明显. 3.2.3铸件的废品 铸件缺陷如砂眼、错箱等和合箱机的准确性是分不开的;再生砂的残留含氮质量分数超标增加了铸件 产生气孔的倾向性.可以说。IMF公司若在以后能更好地改进合箱机的精度问题和再生砂的质量问题,这 条线的整体质量必定会上一个新的台阶. 3.3 IIvlF:造型线的开工率 目核一条造型线最主要的指标就是开工率.开工率既能在一定程度上反映出造型线本身及其技 术装备工作的可靠性和匹配程度,又能全面反映使用者的技术水平和管理水平.计算开工率的一般公式为 线实际工作时间~+一线实际工作时间+各种原因造成的停机时间 在国外很多铸造企业相当重视造型线的开工率这一指标.据有关资料记载,英国早在15年前就提出 “造型线元人民币)”的El号.但在我国,铸造企业没有几 程利军:意大利IMF无箱树脂秒自碰生产线的工艺和使用 家能够从开工率这一实实在在的数据分析企业内部存在的问题,更别提造型线停工造成的经济损失费用 了.在我厂,以前对开工率这一指标也不重视,直到1999年才有管理者提出了这一指标,并设专人对三条 线的开工率进行了统计.表8列出了我公司1999年度三条线的实际开工率. 经统计计算,开工率每减少1%,则每 表7气冲线和榭脂砂线的产量情况 年约损失铸件50t.开工率与生产产量、管Tab Outputquantities0ftlleairpm哳tandre血一帕line理水平和设备维修水平很有关系,这也是 造成我国铸造生产线开工率普遍偏低的重 要原因.努力提高生产线的开工率是每个 铸造企业应该花大力气解决的问题. 3.4加强管理水平 在我国,铸造厂长期依附于总厂而存 在,铸件没有形成商品,也没有形成自己的 产品开发能力和市场适应能力,造成了管理水平的低下.在IS09000质量管理体系中,认为铸造是一个特 殊过程,可见其工作的难度.铸造生产线的整个生产过程是连续进行的,铸造厂的机械化程度越高,就对管 理的科学性、高效性要求越高.只有大力加强管理,才能提高铸造厂的综合盈利能力.表9列出了我公司在 加强管理后各项指标的变化(以中线为例),由此可见其重要性. 表8三条线的实际开工辜 Actualop口蚰rates0f thethreemouldinglines 指标 德国 大线加强管理后,各项指标的变化 Tab.9 Variationofs啪tidexesafter slre%thenedmana90ement 年份 平均日产“箱td-1) 意大利树脂砂生产线在我公司的应用基本上是成功的,但由于产量不足或设备某些固有的缺陷,一定程度上影响了生产线的能力发挥.我公司在大量应用树脂砂生产的过程中取得的一些经验,值得国内同行 借鉴. 参考文献: [1】李民贤国外自硬树脂砂设备及国内树脂砂应用中的一些问题. [21郭敖如.国内引进意大利IMF公司树脂砂设备和脱箱生产线]曹立人全国造型线现状调查差距分析及对策研究.