專(zhuān)利名稱(chēng)：測(cè)量模砂性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)量模砂性能的方法，特別是，此發(fā)明涉及測(cè)量例如強(qiáng)度、透氣度、和用于砂模的鑄造砂的畸變的方法。
濕砂是濕砂模使用的鑄造砂的主要類(lèi)型，濕砂是用碾磨機(jī)或類(lèi)似機(jī)械捏和一種混合物生產(chǎn)的，此混合物由耐熱的硅石砂、作為粘結(jié)劑的膨潤(rùn)土、和作為添加劑的水、煤粉、或淀粉組成。濕砂模曾使用過(guò)的濕砂，于收集和再生后再用于形成濕砂模。在向使用過(guò)的濕砂中再次加入粘結(jié)劑和添加劑并被捏和后，用過(guò)的濕砂再用于形成濕砂模。這是因?yàn)橛眠^(guò)的模砂原樣不動(dòng)時(shí)不能再使用，因?yàn)槟Ｉ耙驯蝗廴诘慕饘僮饔眠^(guò)，并且為改進(jìn)模制性能而加入的各種粘結(jié)劑在凝固時(shí)由于反應(yīng)已經(jīng)變化了。
模型的用途是通過(guò)使鑄造金屬以特定的形狀或尺寸凝固而生產(chǎn)一種特定的鑄件。這樣，砂模使用的鑄砂需要例如好的成型性、合適的強(qiáng)度、硬度，或透氣度等性能。然而由于被模制的鑄件的重量和形狀上述再生砂的性能已經(jīng)改變。這樣，再生砂需要制樣并需要測(cè)量再生砂的強(qiáng)度和透氣度，以便保證它的作為鑄造砂的性能是滿(mǎn)意的。
日本實(shí)用新型早期公開(kāi)No.6-61346揭示一種自動(dòng)測(cè)量鑄造砂的水分含量、透氣度、緊密度和強(qiáng)度的儀器。在此儀器中將鑄造砂注入一個(gè)用于模鑄一定體積試片的模鑄圓筒90內(nèi)(圖3)，然后密封此模鑄圓筒的上端同時(shí)突出于模鑄圓筒90上端的過(guò)量砂被刮板91刮掉。通過(guò)從模鑄圓筒90下升起一個(gè)一定壓力的氣壓圓筒92將模砂壓實(shí)以便生產(chǎn)一個(gè)試片93(圖4)。這時(shí)，通過(guò)用磁位移傳感器94探測(cè)出圓筒92的位移距離A計(jì)算出緊密度。然后測(cè)量所得試片93的水分含量、透氣度和壓縮強(qiáng)度。通過(guò)探測(cè)由水傳感器95的針透過(guò)試片93得到的電阻值變化計(jì)算水分含量。通過(guò)從氣壓圓筒92經(jīng)通氣孔96發(fā)送一定壓力的空氣透過(guò)試片93和通過(guò)用氣壓傳感器97探測(cè)降壓度計(jì)算透氣度。通過(guò)用氣壓圓筒92對(duì)著負(fù)載盒98壓迫試件93以便破壞它，和通過(guò)探測(cè)試片被負(fù)載盒98破裂時(shí)的負(fù)載計(jì)算壓縮強(qiáng)度。
然而，上述常規(guī)方法的缺點(diǎn)在于因?yàn)橥ㄟ^(guò)用一定壓力的氣壓圓筒92壓實(shí)充滿(mǎn)在一定體積的在試片模鑄圓筒90中的鑄造砂生產(chǎn)試片，因此每個(gè)試片93的高度依據(jù)模砂的種類(lèi)和狀況是不同的，所以壓縮強(qiáng)度或透氣度的測(cè)量也相應(yīng)地不同。
日本實(shí)用新型早期公開(kāi)No.6-40839揭示一種把試片切成一定高度的小片的方法。然而，因?yàn)榇朔椒ㄓ捎谇懈钤嚻瑫r(shí)損傷它引起試片狀況改變，所以難以得到準(zhǔn)確的測(cè)量。
本發(fā)明已經(jīng)考慮了這些情況。被本發(fā)明論述的技術(shù)主題是提供一個(gè)甚至在模砂的種類(lèi)和狀況不同時(shí)能容易和準(zhǔn)確測(cè)定模砂性能的方法。
論述上述主題的測(cè)量模砂性能的本發(fā)明的方法的特點(diǎn)是分步測(cè)量模砂的收縮性，在給定形狀的試片模壓之前在測(cè)量收縮性基礎(chǔ)上確定模砂的進(jìn)料量，通過(guò)壓實(shí)所供砂料模壓試片，和用試片測(cè)量模砂的性能。
雖然，可以用例如測(cè)量模砂的緊密度的辦法表示模砂的收縮性，但表示模砂性能的方法不限于此。緊密度的測(cè)量一般以百分?jǐn)?shù)表示，在那里鑄造砂自然落入并充滿(mǎn)給定的容器，然后在一定強(qiáng)制力負(fù)載加到模砂上時(shí)以百分比表示所制模砂樣的收縮率。緊密度的測(cè)量用作指明濕砂成型性的尺度。
在本發(fā)明的方法中，首先測(cè)量模砂的收縮性，然后在測(cè)量基礎(chǔ)上在模壓試片之前調(diào)整所供模砂料的高度，然后通過(guò)壓實(shí)所供入的模砂料模壓試片。這樣，甚至在砂的種類(lèi)或狀況不同時(shí)也能得到一定高度的試片，以便在不受試片不同高度的影響下測(cè)量模砂的性能。


圖1a-1g示出本發(fā)明實(shí)施例的模壓過(guò)程，其中圖1a示出已供入模砂料的狀態(tài)，圖1b示出已除去過(guò)量模砂的狀態(tài)，圖1c示出模砂已被壓縮求得CB值的狀態(tài)，圖1d示出所供入模砂料的高度在CB值的基礎(chǔ)上已被調(diào)整的狀態(tài)，圖1e示出已供入模砂料的狀態(tài)，圖1f示出已除去過(guò)量模砂的狀態(tài)，圖1g示出已模壓成具有H高度的試片的狀態(tài)。
圖2是說(shuō)明試片高度H與壓縮強(qiáng)度值之間關(guān)系的曲線(xiàn)圖。
圖3是一個(gè)截面圖示出依照常規(guī)方法將模砂已供入用于模壓試片的圓筒內(nèi)的情況。
圖4是一個(gè)截面圖示出依照常規(guī)方法試片已被模壓的情況。
下面介紹優(yōu)選實(shí)施例參看顯示模壓過(guò)程的圖1a-1g說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的概況。圖1a中測(cè)量模1有一個(gè)截面是圓形的孔1a，在孔1a內(nèi)可滑動(dòng)地安置一個(gè)下壓模2。下壓模2被驅(qū)動(dòng)裝置例如氣缸(未示出)驅(qū)動(dòng)上下運(yùn)動(dòng)。
將模砂供入孔1a中，同時(shí)調(diào)節(jié)下壓模2以便給在下壓模的上方形成的孔1a提供一個(gè)給定的深度，即在模砂壓縮前砂的高度h(圖1a)。
其次，在圖1b中，在孔1a上端的過(guò)量模砂已用規(guī)尺3移開(kāi)，在圖1c中，在孔1a的上端用上壓模4封閉后通過(guò)由空氣壓縮氣缸工作施加的恒定壓力P1向上移動(dòng)下壓模2使模砂壓縮。
然后求出模砂壓縮前高度h和壓縮后模砂的高度h’之間的差△h(△h＝h-h’)，進(jìn)而用下面公式計(jì)算出緊密度(CB)CB＝(△h/h)×100％(1)為得到預(yù)定高度H的試片而供入模砂的高度a由下面公式計(jì)算a＝H/{(100-CB)/100}(2)其次，在圖1d，下壓模2是這樣安排的，即使在模2上形成的孔1a的深度與計(jì)算高度a一致變成a，然后在圖1e中，將模砂供入孔1a內(nèi)。
其次，在圖1f，在孔1a上端的過(guò)量模砂用規(guī)尺3移開(kāi)，然后在圖1g中，在孔1a的上端用上壓模4蓋住以后，通過(guò)由空氣壓縮氣缸工作施加的恒定壓力P1向上移動(dòng)下壓模2使模砂壓縮。因此總是能得到一定高度H的試片5。
這樣得到的試片5然后被用于測(cè)量模砂的壓縮強(qiáng)度、透氣度、或水分含量。這樣，作為依照實(shí)施例得到的一定高度H的試片5，不管模砂的種類(lèi)或狀況，可以不受試片高度影響測(cè)定模砂的性能例如透氣度、壓縮強(qiáng)度或水分含量。
現(xiàn)將優(yōu)選實(shí)施例特別解釋如下模砂樣Nos.1-5通過(guò)混合作為主成分的硅石模砂與作為粘結(jié)劑的膨潤(rùn)土和作為添加劑的水及煤粉，和通過(guò)用碾磨機(jī)在給定時(shí)間內(nèi)捏合此混合物而制備的。煤粉和膨潤(rùn)土的分配比率按重量分別設(shè)定為4％和7％，硅石模砂和水的分配比率是變化的以便適合于樣品Nos.1-5。
依照上述方法對(duì)所有Nos 1-5樣品制做了有一定高度H的試片Nos 1-5。在這個(gè)實(shí)施例中測(cè)量模1的孔1a的直徑是50mm，壓縮前模砂的高度是100mm，在測(cè)量緊密度時(shí)和在擠壓成形試片時(shí)兩種情況下施加給下壓模2的壓力P1都是2MPa。
表1列出了對(duì)所有Nos.1-5樣品用上述公式(1)由模砂壓縮后的高度h’和差值△h(△h＝h-h’)，計(jì)算出的緊密度(CB)值，用上述公式(2)由CB值計(jì)算的供入模砂的高度a值，和試片模壓后的高度H值。
表1樣品Nos CB(％) a(mm) H(mm)1 22 64.149.992 26 67.650.053 37 79.450.004 48 96.249.985 52 104.2 50.01從表1很清楚知道，通過(guò)在CB值基礎(chǔ)上調(diào)整供入模砂的高度a，使試片的高度H達(dá)到50±1mm。
由于這些理由將試片的高度H設(shè)定為50mm如在圖2中，試片高度H與其壓縮強(qiáng)度間的關(guān)系顯示出試片的高度H越低壓縮強(qiáng)度值的變化越顯著，并且當(dāng)高度H超過(guò)50mm時(shí)壓縮強(qiáng)度值變得恒定。另外，一般熟知；當(dāng)試片高度H太高時(shí)，因?yàn)樵嚻拿慷耍丛谑┘訅毫Φ囊欢伺c不施加壓力的另一端之間的密度差變大，所以不能得到均勻的試片。這樣，由于選定高度50mm，得到了均勻的試片，在那個(gè)高度試片的壓縮強(qiáng)度變成基本上恒定。
在圖2由“6-12-12”指示的線(xiàn)表示No.6硅石模砂，12％(重量)膨潤(rùn)土，和12％(重量)水的混合物。由“7-8-8”指示的線(xiàn)表示No.7硅石模砂，8％(重量)膨潤(rùn)土和8％(重量)水的混合物。由“6-8-8”指示的線(xiàn)表示No.6硅石模砂8％(重量)膨潤(rùn)土和8％(重量)水的混合物。由“6-4-4”指示的線(xiàn)表示No.6硅石模砂，4％(重量)膨潤(rùn)土和4％(重量)水的混合物。
如上詳敘，由于使用本發(fā)明的方法用于測(cè)量模砂的性質(zhì)，甚至在砂的種類(lèi)或狀況不同時(shí)也能得到具有預(yù)定高度的試片，以便不受試片高度影響準(zhǔn)確和容易地測(cè)定模砂的性能。這樣，由于使用本發(fā)明的方法，例如，當(dāng)測(cè)量鑄造模砂或從中再生的模砂的性能時(shí)，人們能提供性能是穩(wěn)定的鑄造模砂或從中再生模砂。
權(quán)利要求
1.測(cè)量模砂性能的方法包括測(cè)量模砂的收縮性；在給定形狀的試片模壓前，在測(cè)量收縮性能的基礎(chǔ)上確定模砂的供入量；通過(guò)壓實(shí)模砂的供入料模壓試片以便得到預(yù)定高度的試片；和用試片則量模砂的性能。
全文摘要
提供一種方法用于準(zhǔn)確地和容易地測(cè)量模砂的性能。該方法包括以下步驟測(cè)量模砂的收縮性，在試片模壓前在測(cè)量收縮性的基礎(chǔ)上確定模砂的供入量，通過(guò)壓實(shí)供入的模砂模壓試片，和用試片測(cè)量模砂的性能。
文檔編號(hào)G01N33/24GK1155661SQ96112828
公開(kāi)日1997年7月30日 申請(qǐng)日期1996年9月20日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月20日
發(fā)明者千田善純, 西田理 申請(qǐng)人:新東工業(yè)株式會(huì)社