材料準(zhǔn)備設(shè)備
材料準(zhǔn)備設(shè)備：包括C246及C246A球磨機(jī)、碾砂機(jī)、蠟?zāi)３尚蜋C(jī)械、生鐵裂斷機(jī)、涂料攪拌機(jī)等。
[應(yīng)用釋義]材料：這里的材料指的是用來(lái)鑄造加工必須的各種原料。包括金屬型材料和非金屬型材料兩大類(lèi)，其中的金屬型材料又包括鑄鐵、鑄鋼或鍛鋼、銅合金、鋁合金等。鑄鐵：目前，制造金屬型的型體、底板和大的型芯等零件時(shí)，廣泛采用灰口鑄鐵，無(wú)論是鑄造黑色金屬還是有色金屬都是如此，主要原因是灰口鑄鐵是一種很普通的材料，而且能滿足對(duì)金屬型材料提出的大部分要求。由于灰口鑄鐵在高溫下(425℃以上，特別是在500～600℃時(shí))反復(fù)加熱和冷卻時(shí)，會(huì)產(chǎn)生生長(zhǎng)現(xiàn)象，使體積長(zhǎng)大，與此同時(shí)密度減小，強(qiáng)度下降，鑄鐵性能變壞，容易產(chǎn)生裂紋和燒傷。含碳硅量少、石墨片細(xì)小的鑄鐵，它以珠光體為基體或以珠光體加少量鐵素體為基體時(shí)，能很好地克服上述缺點(diǎn)，是很好的金屬型材料。含碳硅量多、石墨片較大而且數(shù)量多的以鐵素體為基體的鑄鐵，能抵抗外裂紋的生成。所以，應(yīng)根據(jù)不同的情況來(lái)選用這兩類(lèi)鑄鐵。澆注有色合金及形狀簡(jiǎn)單的小型黑色合金鑄件的金屬型，產(chǎn)生外裂的傾向小，而型腔表面龜裂是主要危害，故一般多用低碳硅量的珠光體鑄鐵來(lái)制造。澆注厚大黑色合金鑄件的金屬型，因?yàn)槿菀桩a(chǎn)生外裂，故宜采用碳硅含量較高的鐵素體鑄鐵來(lái)制造。孕育鑄鐵具有較高的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性，對(duì)鑄件壁厚變化不太敏感，組織均一性高;球墨鑄鐵有更高的力學(xué)性能，良好的耐熱和耐蝕性能，生長(zhǎng)傾向小，它們都是較好的金屬型材料，特別適用于制造大型的金屬型。在鑄鐵中加入少量的Cr、Ni、Mo、Al、Ce等合金元素，能顯著地提高其力學(xué)性能和耐熱性能，因而能提高金屬型的壽命。例如，下列成分的鑄鐵：29%～34%C、24%～29%Si、04%～08%Mn、32%～39%Al、10%～16%Cr、002%～006%Ce、008%～014%Mg，其拉伸強(qiáng)度達(dá)340MPa。用這種材料制成的金屬型，其壽命比普通鑄鐵金屬型提高1～15倍。鑄鋼或鍛鋼：與鑄鐵相比，由于其力學(xué)性能好，抵抗內(nèi)表面龜裂及外裂的能力高，抵抗翹曲變形的能力也較高，并可焊補(bǔ)缺陷或損傷是其優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是機(jī)械加工費(fèi)用較大，成本較高。因此，鑄鋼主要用于制造形狀簡(jiǎn)單、尺寸較大的黑色合金鑄件的金屬型，鍛鋼主要用于制造形狀復(fù)雜的鋁、鎂合金小型鑄件的金屬型。合金鋼的拉伸強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度比普通鋼要高得多，而彈性模量則相同。因而可顯著地提高金屬型的壽命。但生產(chǎn)中并不用合金來(lái)制造金屬型的型體和底板，僅用于制造復(fù)雜的金屬型芯和活塊等。主要是因?yàn)楹辖痄摮杀咎�，且不易獲得。對(duì)于金屬型芯和活塊，澆注時(shí)受液體金屬包圍，劇烈受熱，抽出后又受急冷，工作條件很壞，所以要用鋼料制成。對(duì)拆卸式和形狀復(fù)雜的型芯、活塊以及受力大而形狀復(fù)雜的頂桿多用合金結(jié)構(gòu)鋼制造，如用30CrMnSiA、40Cr、35CrMnSi、5CrNiMo等牌號(hào)。形狀簡(jiǎn)單的型芯、活塊則用中碳鋼制造。型芯還要經(jīng)過(guò)淬火、回火等熱處理。一般頂桿采用碳素工具鋼制造，如T7A、T8A、T10A等牌號(hào)。銅合金：金屬型上需要局部快冷時(shí)，采用激冷快，要求其導(dǎo)熱率和蓄熱系數(shù)比型體高，可用紫銅。也可用黃銅，但熱導(dǎo)率低70%。鋁合金：由于鋁合金具有良好的鑄造性能和切削加工性能，制造方便，成本較低，熱導(dǎo)率比鑄鋼和鑄鐵要高3～5倍，因此，在鋁質(zhì)金屬型中澆注ZL101和ZL105合金的鑄態(tài)拉伸強(qiáng)度，與在鑄鐵金屬型中注的同樣合金要高25～50%，延伸率提高2～4倍。一般采用ZL101、ZL102、ZL105等牌號(hào)的合金來(lái)制造金屬型，并進(jìn)行陽(yáng)極化處理，使鑄型表面形成一層致密的Al2O3氧化膜(厚度可達(dá)03mm)，其熔點(diǎn)為2050℃，硬度高，與基體結(jié)合牢固，耐磨性能好，并且隔熱性能優(yōu)良，還可防止金屬型與澆注的合金熔焊在一起。由于鋁合金的力學(xué)性能較低，耐磨性較差，因此，常在摩擦表面鑲上鋼片，以減輕磨損。對(duì)于受力部分如手把、凸耳等常采用鋼材制成，以提高金屬型的強(qiáng)度和耐磨性。鋁質(zhì)金屬型一般采用在澆注批量不大的小型輕合金鑄件，在采用水冷的情況下也可鑄造出壁厚達(dá)40mm、重達(dá)6～7kg的鐵鑄件。壽命可達(dá)3000～5000次。非金屬型材料除鑄造用砂外，還有粘結(jié)劑，其中粘結(jié)劑又分無(wú)機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)粘結(jié)劑。無(wú)機(jī)粘結(jié)劑中的主要產(chǎn)物為粘土。粘土：粘土是含水鋁硅酸鹽的混合體，主要化學(xué)組成為SiO2、Al2O3和結(jié)晶水。隨著地質(zhì)生成條件的不同，同時(shí)會(huì)含少量的堿金屬與堿土金屬氧化物以及著色氧化物(Fe2O3、TiO2)等。
在自然界中粘土很少以單礦物出現(xiàn)，經(jīng)常是數(shù)種粘土礦物共同形成的多礦物組合。根據(jù)結(jié)構(gòu)與組成不同，造型材料所用粘土中的主要礦物可分為高嶺石類(lèi)、蒙脫石類(lèi)及伊利石類(lèi)三種。高嶺石類(lèi)：高嶺石結(jié)構(gòu)是由一層〔SiO4〕四面體層和一層〔AlO2(OH)4〕八面體組成，硅氧四面體的頂端均指向〔AlO2(OH)4〕八面體，并和八面體共同占有O原子，構(gòu)成結(jié)構(gòu)單位層。這種結(jié)構(gòu)單位層沿C軸方向互相重疊時(shí)，總是〔SiO4〕四面體與〔AlO2(OH)4〕八面體層相結(jié)合。在高嶺石類(lèi)粘土礦物的晶格中，只有很小一部分離子可能被替代，并且基本限于八面體中的Al3+被mg2+、Fe2+和其他離子所替代。當(dāng)為層間的陽(yáng)離子除了K+以外，還可以有Na+、Ca2+、Mg2+等。至于四面體中的Si4+則很少被Al3+或P5+替代，這是高嶺土不同于蒙脫石類(lèi)粘土礦物之處。粘土礦物晶格中的離子替代將直接影響粘土的離子交換能力。由于高嶺石粘土礦物具有較小的膨脹、收縮性能和較高的耐火度，用于干型、澆注大件的砂型鑄造用粘土和熔模精鑄用耐火粘土的主要礦物組成都是高嶺石。蒙脫石類(lèi)：蒙脫石有時(shí)稱(chēng)微晶高嶺石，它的結(jié)構(gòu)類(lèi)似高嶺石，但它為三層型結(jié)構(gòu)。蒙脫石是由兩層〔SiO4〕四面體(即〔Si4O10〕4)和在它們中間的一層〔AlO2(OH)4〕八面體組成。每一個(gè)四面體的頂端的氧都指向結(jié)構(gòu)層的中央并與八面體共有。由于晶層之間氧層與氧層的聯(lián)系力很小，水或其他極性分子容易進(jìn)入晶層中間，因而C軸方向上結(jié)構(gòu)層之間的距離具有可變性，即單位晶胞C軸長(zhǎng)度取決于層間含水量，能在一定范圍內(nèi)波動(dòng)。所以蒙脫石易于膨潤(rùn)與壓縮。如果蒙脫石晶格中不存在替代(置換)離子，則理論上電荷分配以上正負(fù)電荷各44達(dá)到平衡。理論化學(xué)式為：(OH)4Si8Al4O20·nH2O理論組成為：SiO2667%;Al2O3283%;H2O5%。實(shí)際上蒙脫石晶體結(jié)構(gòu)中四面體層中的Si4+小部分被Al3+、P5+置換，八面體中的Al3+常被Mg2+、Fe3+、2n2+、Li+等置換。這種結(jié)構(gòu)內(nèi)的類(lèi)質(zhì)同晶替代引起單位晶胞中的剩余的負(fù)電荷，成為結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)層間水的根本原因，即超電荷使用各層互相排斥而讓水分子滲入。這些負(fù)電荷依靠吸附陽(yáng)離子而使電介達(dá)到平衡。這些陽(yáng)離子又可以被其他陽(yáng)離子所交換。同時(shí)陽(yáng)離子都會(huì)水化，蒙脫石單位層間就吸附了水化陽(yáng)離子，因?yàn)镃軸也隨含水量增加膨脹，例如無(wú)水時(shí)蒙脫石(dool)為96×1010m，隨著水分增加可達(dá)214×1010m。吸附鈉離子的蒙脫石稱(chēng)為鈉蒙脫石，吸附鈣離子的蒙脫石稱(chēng)為鈣蒙脫石。我國(guó)出產(chǎn)的膨潤(rùn)土多以鈣蒙脫石為主要礦物。蒙脫石由于層間吸附了許多水化了的陽(yáng)離子團(tuán)，所以層間結(jié)合力極弱，易解理，分散度高，相應(yīng)地粘結(jié)力強(qiáng)。鈉蒙脫石分散性較鈣蒙脫石更強(qiáng)，在水中能形成穩(wěn)定的懸浮液。后者在水中不易形成穩(wěn)定的懸浮液，礦物顆粒多凝聚成集合體。蒙脫石加熱至100～200℃即失去晶層間吸附的水分;500～700℃失去結(jié)構(gòu)水，基本結(jié)束脫水作用;加熱到800℃以上晶格破壞，礦物轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)定形物質(zhì);再加熱到1100～1200℃即開(kāi)始出現(xiàn)高溫新相。伊利石類(lèi)：伊利石是常見(jiàn)的一種水云母類(lèi)礦物，通常具有較細(xì)的顆粒。伊利石結(jié)構(gòu)與蒙脫石相似，也是由兩層〔SiO4〕四面體，中間夾一層〔AlO2(OH)4〕八面體所組成。所不同的是硅氧四面體內(nèi)有14Si常被Al替代。為了保持電荷平衡，鉀離子進(jìn)入晶層中間恰巧填充到O層表面的六角形網(wǎng)眼中，與12個(gè)氧相隔同樣的距離。像這樣處于束縛狀態(tài)的鉀離子是不易發(fā)生置換作用的。由于鉀離子進(jìn)入伊利石結(jié)構(gòu)，層間結(jié)合力較強(qiáng)，所以伊利石不易解理。C246球磨機(jī)：C246球磨機(jī)是一種材料加工的裝置，其功能實(shí)質(zhì)是一種磨光機(jī)械。包括水磨石機(jī)。水磨石機(jī)：把水磨石混凝土在飾面攤勻并壓實(shí)，待其凝固并具有一定強(qiáng)度之后，對(duì)其磨平磨光的機(jī)械稱(chēng)之為磨光機(jī)械。在磨光的過(guò)程中，為了防止磨石溫度的升高和灰塵飛揚(yáng)，同時(shí)用水冷卻而形成"水磨"石。因此亦稱(chēng)水磨石機(jī)。磨石機(jī)有單、雙盤(pán)水磨石機(jī)，側(cè)向和角向水磨石機(jī)，以及新型的金剛石水磨石機(jī)。單盤(pán)水磨石機(jī)只有一個(gè)磨盤(pán)的磨石，它主要用于磨削地坪。使用時(shí)，啟動(dòng)電機(jī)，經(jīng)齒輪減速后，帶動(dòng)磨石機(jī)磨盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)。磨盤(pán)底部有三個(gè)磨石夾具，每個(gè)夾具能夾住一塊三角形的金剛砂的磨面。磨盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，三塊磨面則沿著磨盤(pán)圓周轉(zhuǎn)動(dòng)并磨削地坪。磨盤(pán)轉(zhuǎn)速稱(chēng)為300rpm/min，每小時(shí)可磨35～45m2。使用時(shí)要注意零件的緊固，特別要把磨面夾緊，以免磨面飛出傷人。此外還要注意電機(jī)溫度及漏電等問(wèn)題。所以使用單盤(pán)水磨面機(jī)要特別注意安全，非專(zhuān)業(yè)人員不得隨意操作。雙盤(pán)水磨石機(jī)雙盤(pán)水磨面機(jī)是有兩個(gè)轉(zhuǎn)向相反的磨盤(pán)而得名。兩個(gè)磨盤(pán)由一個(gè)電動(dòng)機(jī)經(jīng)小齒輪帶動(dòng)，其他與單盤(pán)式相似。使用時(shí)，啟動(dòng)電機(jī)，經(jīng)齒輪減速后，帶動(dòng)兩個(gè)磨石機(jī)磨盤(pán)相向轉(zhuǎn)動(dòng)。磨盤(pán)底部有磨面夾具，每個(gè)夾具能夾住一塊三角形的金剛砂的磨面，磨面旋轉(zhuǎn)時(shí)，磨石則沿著磨盤(pán)圓周轉(zhuǎn)動(dòng)并削磨地坪。磨盤(pán)轉(zhuǎn)速約為300rpm/min。同樣，使用時(shí)要特別注意安全，非專(zhuān)業(yè)人員不得隨意操作。雙盤(pán)水磨石機(jī)用于大面積的磨光，與單盤(pán)式相比，耗電量增加不到40%，而工效則可提高80%，工作時(shí)能自行前進(jìn)。側(cè)向磨石機(jī)：把磨石機(jī)側(cè)立起來(lái)，裝在一個(gè)能使其上下左右移動(dòng)的機(jī)架上，則構(gòu)成側(cè)向磨石機(jī)。它能對(duì)墻裙，特別是衛(wèi)生間和廚房等處比較高的水磨面墻裙進(jìn)行水磨。電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速箱不但要帶動(dòng)磨石機(jī)的磨盤(pán)旋轉(zhuǎn)，而且還要帶動(dòng)小卷筒，利用鋼絲繩磨石機(jī)沿導(dǎo)桿上下運(yùn)動(dòng)，以便對(duì)裙墻進(jìn)行上下磨削。機(jī)架底部裝有行走輪，靠人力推動(dòng)整機(jī)沿墻面進(jìn)退左右以磨光整個(gè)墻面。電動(dòng)機(jī)功率06w，帶動(dòng)4100m的磨盤(pán)，以每分鐘90轉(zhuǎn)的速度回轉(zhuǎn)。磨盤(pán)上下移動(dòng)的速度約為每秒鐘70到80mm，行走速度由操作者適當(dāng)掌握。
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