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铸造工业覆膜砂强度测试

因您的需求、实验方案、检测样品、测试过程不同,相应的参考标准请咨询在线工程师!

文章概述:铸造工业覆膜砂强度测试聚焦于评估覆膜砂在模具制造中的力学性能,核心检测对象为各类覆膜砂的抗压强度、抗弯强度及热稳定性等关键参数。测试覆盖常温至高温环境下的强度保留率、粘结剂固化效率及粒度分布分析,确保砂型在铸造过程中的结构完整性和尺寸精度。关键项目包括抗压强度(≥5MPa)、抗弯强度保留率(1000℃下≥85%)及循环热冲击后的强度损失率,参照标准如GB/T 2684和ASTM C109,以优化生产工艺和提高铸件质量。

检测项目

基础强度性能检测:

  • 抗压强度测试:常温抗压强度(≥5MPa)、高温抗压强度(1000℃下≥4MPa,参照GB/T2684)
  • 抗弯强度测试:常温抗弯强度(≥3.5MPa)、高温抗弯强度保留率(≥85%)
  • 拉伸强度测试:粘结拉伸强度(≥1.5MPa)
热性能检测:
  • 热稳定性分析:热膨胀系数(≤8×10⁻⁶/℃)、高温强度损失率(≤10%)
  • 热循环耐久性:循环热冲击后强度保留(≥80%)
  • 固化温度影响:最佳固化温度范围(180-220℃)、固化时间(≤120s)
粘结性能检测:
  • 粘结剂含量测量:树脂含量(3-5wt%)、固化剂比例偏差(±0.5%)
  • 粘结强度评估:砂-树脂界面强度(≥2MPa)、脱模粘结残留率(≤15%)
  • 固化效率测试:初始固化时间(≤60s)、完全固化时间(≤300s)
粒度与分布检测:
  • 粒度分析:平均粒径(70-140目)、均匀系数(≤1.8)
  • 孔隙率测量:开孔率(15-25%)、闭孔率(≤10%)
  • 表面形貌评估:砂粒圆度(≥0.7)、表面粗糙度(Ra≤5μm)
化学组成检测:
  • 成分分析:SiO₂含量(≥90%)、灼烧减量(≤1.5%,参照ISO11785)
  • 杂质检测:金属氧化物总量(≤0.3%)、残留碳含量(≤0.2%)
  • 酸碱度测试:pH值范围(6.5-8.5)、可溶性盐含量(≤0.1%)
环境适应性检测:
  • 湿度影响强度:相对湿度90%下强度损失(≤15%)
  • 温度循环稳定性:-20至150℃循环后强度变化率(≤10%)
  • 腐蚀抗性:酸/碱暴露后强度保留(≥85%)
耐久性能检测:
  • 疲劳强度测试:循环加载后强度衰减(≤20%)
  • 磨损抗性:砂粒磨损率(≤5%/100次)
  • 老化性能:长期存储后强度保留(≥90%)
微观结构检测:
  • 金相组织分析:晶粒边界强度(参照ASTME112)、孔隙分布均匀性
  • 界面结合检测:砂-树脂结合层厚度(10-30μm)、缺陷密度(≤5个/mm²)
  • 三维结构扫描:体积密度(1.5-1.8g/cm³)、连通孔隙率(≤8%)
复合性能检测:
  • 多组分强度:混合砂抗压强度(≥4.5MPa)、粘结兼容性偏差(±0.3MPa)
  • 综合热机械性能:热导率(0.5-1.0W/m·K)、热应力抗性(≤50MPa)
  • 功能性评估:透气率(≥70cm³/min)、脱模特性(残留强度≤1MPa)
残留与再生性能检测:
  • 残留强度测试:脱模后抗弯强度(≥0.8MPa)
  • 再生砂性能:回收率(≥85%)、再生后强度恢复率(≥80%)
  • 杂质影响评估:金属渗透残留(≤0.1%)、粉尘含量(≤2%)

检测范围

1.硅基覆膜砂:主要成分为硅砂,检测重点为高温强度保留率和热膨胀系数,确保在铸铁铸造中的尺寸稳定性。

2.锆砂覆膜砂:高密度锆砂材质,检测重点为抗金属渗透性和高温抗压强度,适用于精密铸钢件。

3.铬铁矿砂覆膜砂:耐磨铬铁矿砂,检测重点为循环热冲击后的强度损失率和耐磨性,用于高磨损工况。

4.橄榄石砂覆膜砂:环保橄榄石砂,检测重点为酸碱腐蚀抗性和粘结剂兼容性,侧重绿色铸造应用。

5.混合砂覆膜砂:多砂种复合,检测重点为粒度分布均匀性和复合抗弯强度,优化多材质兼容性。

6.再生覆膜砂:回收再利用砂,检测重点为杂质含量和再生后强度恢复率,评估经济性和性能一致性。

7.特种树脂覆膜砂:酚醛或呋喃树脂涂层,检测重点为固化速度及粘结强度,确保快速脱模和高精度。

8.低膨胀覆膜砂:特殊配方砂,检测重点为热膨胀系数及尺寸稳定性,用于薄壁铸件防变形。

9.高透气性覆膜砂:多孔结构砂,检测重点为透气率和气体渗透抗性,防止铸件气孔缺陷。

10.耐高温覆膜砂:极限温度应用砂,检测重点为高温强度保留率及热循环耐久性,适用于超高温铸造。

检测方法

国际标准:

  • ASTMC109-22水硬性水泥抗压强度试验(用于覆膜砂抗压测试)
  • ISO679:2020水泥强度测定方法(覆盖抗弯和抗压强度)
  • ISO11785:1996矿物灼烧减量测试(评估化学成分稳定性)
  • ASTMD638-22塑料拉伸性能测试(应用于粘结强度评估)
  • ISO13320:2022粒度分析激光衍射法(测定砂粒分布)
国家标准:
  • GB/T2684-2021铸造用砂试验方法(核心标准,覆盖强度、粒度等)
  • GB/T24191-2022砂型铸造用覆膜砂(规范热性能和粘结测试)
  • GB/T17671-2021水泥胶砂强度检验方法(用于复合强度评估)
  • GB/T14684-2022建筑用砂(适配粒度及杂质检测)
  • GB/T9966-2020天然石材试验方法(应用于热膨胀系数测试)
方法差异说明:GB标准如GB/T2684采用静态加载测试抗压强度,而ASTMC109使用动态加载模型;ISO679高温测试温度梯度设定与GB/T24191存在5℃偏差;粒度分析中ISO13320要求激光衍射精度±0.1μm,而GB/T14684以筛分法为主,精度差异约±5μm。

检测设备

1.电子万能试验机:INSTRON5967型(载荷范围0.5-300kN,精度±0.5%)

2.高温抗压试验系统:ZWICKZ100型(温度范围RT-1500℃,载荷精度±1%)

3.热分析仪:NetzschSTA449F3型(DSC/TG同步分析,温度精度±0.1℃)

4.粒度分析仪:MalvernMastersizer3000型(测量范围0.01-3500μm,分辨率0.01μm)

5.金相显微镜:OlympusBX53M型(放大倍数50-1000×,图像分辨率5μm)

6.循环热冲击测试箱:MemmertUF260型(温度范围-40-300℃,循环次数可设)

7.粘结强度测试仪:SHIMADZUAGS-X型(牵引力范围10-500N,速度控制0.1-500mm/min)

8.环境模拟箱:BinderKBF115型(湿度范围10-98%RH,温度范围-10-100℃)

9.光谱分析仪:ThermoScientificARL4460型(元素检测限0.001%,波长范围190-800nm)

10.固化时间测定器:BrookfieldDV2T型(粘度测量范围1-107cP,温度控制±0.5℃)

11.透气性测试仪:FOUNDTESTFTC-300型(流量范围0-1000cm³/min,压力精度±0.1kPa)

12.三维表面粗糙度仪:MitutoyoSurftestSJ-410型(测量精度0.01μm,扫描范围50mm)

13.耐磨试验机:Taber5135型(载荷0-10N,磨损循环可设)

14.酸碱腐蚀测试槽:LabCompanionLCB-12型(溶液浓度控制±0.01mol/L,温度范围RT-100℃)

15.再生砂处理系统:QingdaoFoundryQF-200型(处理能力200kg/h,杂质分离效率≥95%)

北京中科光析科学技术研究所【简称:中析研究所】

报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期:7~15工作日,可加急。

资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试:支持定制化试验方案。

售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

铸造工业覆膜砂强度测试
中析研究所

北京中科光析科学技术研究所(简称中析研究所),隶属于北京前沿科学技术研究院,为集体所有制单位,是以科研检测为主的科学技术研究机构。中析研究所坚持基础研究与应用研究并重、应用研究和技术转化相结合,发展为以“任务带学科”为主要特色的综合性研究所。经国家有关部门批准,成为第三方分析测试技术服务单位,旗下实验室机构获得CMA资质认证。开展了研发设计、分析检测、试验验证、共性加工、信息及知识产权等服务,为科技型企业创新提供公共服务。本所得到政府创新基金的支持,被评为国家高新技术企业。

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