专利名称：测量模砂性能的方法
技术领域：
本发明涉及测量模砂性能的方法，特别是，此发明涉及测量例如强度、透气度、和用于砂模的铸造砂的畸变的方法。
湿砂是湿砂模使用的铸造砂的主要类型，湿砂是用碾磨机或类似机械捏和一种混合物生产的，此混合物由耐热的硅石砂、作为粘结剂的膨润土、和作为添加剂的水、煤粉、或淀粉组成。湿砂模曾使用过的湿砂，于收集和再生后再用于形成湿砂模。在向使用过的湿砂中再次加入粘结剂和添加剂并被捏和后，用过的湿砂再用于形成湿砂模。这是因为用过的模砂原样不动时不能再使用，因为模砂已被熔融的金属作用过，并且为改进模制性能而加入的各种粘结剂在凝固时由于反应已经变化了。
模型的用途是通过使铸造金属以特定的形状或尺寸凝固而生产一种特定的铸件。这样，砂模使用的铸砂需要例如好的成型性、合适的强度、硬度，或透气度等性能。然而由于被模制的铸件的重量和形状上述再生砂的性能已经改变。这样，再生砂需要制样并需要测量再生砂的强度和透气度，以便保证它的作为铸造砂的性能是满意的。
日本实用新型早期公开No.6-61346揭示一种自动测量铸造砂的水分含量、透气度、紧密度和强度的仪器。在此仪器中将铸造砂注入一个用于模铸一定体积试片的模铸圆筒90内(图3)，然后密封此模铸圆筒的上端同时突出于模铸圆筒90上端的过量砂被刮板91刮掉。通过从模铸圆筒90下升起一个一定压力的气压圆筒92将模砂压实以便生产一个试片93(图4)。这时，通过用磁位移传感器94探测出圆筒92的位移距离A计算出紧密度。然后测量所得试片93的水分含量、透气度和压缩强度。通过探测由水传感器95的针透过试片93得到的电阻值变化计算水分含量。通过从气压圆筒92经通气孔96发送一定压力的空气透过试片93和通过用气压传感器97探测降压度计算透气度。通过用气压圆筒92对着负载盒98压迫试件93以便破坏它，和通过探测试片被负载盒98破裂时的负载计算压缩强度。
然而，上述常规方法的缺点在于因为通过用一定压力的气压圆筒92压实充满在一定体积的在试片模铸圆筒90中的铸造砂生产试片，因此每个试片93的高度依据模砂的种类和状况是不同的，所以压缩强度或透气度的测量也相应地不同。
日本实用新型早期公开No.6-40839揭示一种把试片切成一定高度的小片的方法。然而，因为此方法由于切割试片时损伤它引起试片状况改变，所以难以得到准确的测量。
本发明已经考虑了这些情况。被本发明论述的技术主题是提供一个甚至在模砂的种类和状况不同时能容易和准确测定模砂性能的方法。
论述上述主题的测量模砂性能的本发明的方法的特点是分步测量模砂的收缩性，在给定形状的试片模压之前在测量收缩性基础上确定模砂的进料量，通过压实所供砂料模压试片，和用试片测量模砂的性能。
虽然，可以用例如测量模砂的紧密度的办法表示模砂的收缩性，但表示模砂性能的方法不限于此。紧密度的测量一般以百分数表示，在那里铸造砂自然落入并充满给定的容器，然后在一定强制力负载加到模砂上时以百分比表示所制模砂样的收缩率。紧密度的测量用作指明湿砂成型性的尺度。
在本发明的方法中，首先测量模砂的收缩性，然后在测量基础上在模压试片之前调整所供模砂料的高度，然后通过压实所供入的模砂料模压试片。这样，甚至在砂的种类或状况不同时也能得到一定高度的试片，以便在不受试片不同高度的影响下测量模砂的性能。
图1a-1g示出本发明实施例的模压过程，其中图1a示出已供入模砂料的状态，图1b示出已除去过量模砂的状态，图1c示出模砂已被压缩求得CB值的状态，图1d示出所供入模砂料的高度在CB值的基础上已被调整的状态，图1e示出已供入模砂料的状态，图1f示出已除去过量模砂的状态，图1g示出已模压成具有H高度的试片的状态。
图2是说明试片高度H与压缩强度值之间关系的曲线图。
图3是一个截面图示出依照常规方法将模砂已供入用于模压试片的圆筒内的情况。
图4是一个截面图示出依照常规方法试片已被模压的情况。
下面介绍优选实施例参看显示模压过程的图1a-1g说明本发明实施例的概况。图1a中测量模1有一个截面是圆形的孔1a，在孔1a内可滑动地安置一个下压模2。下压模2被驱动装置例如气缸(未示出)驱动上下运动。
将模砂供入孔1a中，同时调节下压模2以便给在下压模的上方形成的孔1a提供一个给定的深度，即在模砂压缩前砂的高度h(图1a)。
其次，在图1b中，在孔1a上端的过量模砂已用规尺3移开，在图1c中，在孔1a的上端用上压模4封闭后通过由空气压缩气缸工作施加的恒定压力P1向上移动下压模2使模砂压缩。
然后求出模砂压缩前高度h和压缩后模砂的高度h’之间的差△h(△h＝h-h’)，进而用下面公式计算出紧密度(CB)CB＝(△h/h)×100％(1)为得到预定高度H的试片而供入模砂的高度a由下面公式计算a＝H/{(100-CB)/100}(2)其次，在图1d，下压模2是这样安排的，即使在模2上形成的孔1a的深度与计算高度a一致变成a，然后在图1e中，将模砂供入孔1a内。
其次，在图1f，在孔1a上端的过量模砂用规尺3移开，然后在图1g中，在孔1a的上端用上压模4盖住以后，通过由空气压缩气缸工作施加的恒定压力P1向上移动下压模2使模砂压缩。因此总是能得到一定高度H的试片5。
这样得到的试片5然后被用于测量模砂的压缩强度、透气度、或水分含量。这样，作为依照实施例得到的一定高度H的试片5，不管模砂的种类或状况，可以不受试片高度影响测定模砂的性能例如透气度、压缩强度或水分含量。
现将优选实施例特别解释如下模砂样Nos.1-5通过混合作为主成分的硅石模砂与作为粘结剂的膨润土和作为添加剂的水及煤粉，和通过用碾磨机在给定时间内捏合此混合物而制备的。煤粉和膨润土的分配比率按重量分别设定为4％和7％，硅石模砂和水的分配比率是变化的以便适合于样品Nos.1-5。
依照上述方法对所有Nos 1-5样品制做了有一定高度H的试片Nos 1-5。在这个实施例中测量模1的孔1a的直径是50mm，压缩前模砂的高度是100mm，在测量紧密度时和在挤压成形试片时两种情况下施加给下压模2的压力P1都是2MPa。
表1列出了对所有Nos.1-5样品用上述公式(1)由模砂压缩后的高度h’和差值△h(△h＝h-h’)，计算出的紧密度(CB)值，用上述公式(2)由CB值计算的供入模砂的高度a值，和试片模压后的高度H值。
表1样品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从表1很清楚知道，通过在CB值基础上调整供入模砂的高度a，使试片的高度H达到50±1mm。
由于这些理由将试片的高度H设定为50mm如在图2中，试片高度H与其压缩强度间的关系显示出试片的高度H越低压缩强度值的变化越显著，并且当高度H超过50mm时压缩强度值变得恒定。另外，一般熟知；当试片高度H太高时，因为试片的每端，即在施加压力的一端与不施加压力的另一端之间的密度差变大，所以不能得到均匀的试片。这样，由于选定高度50mm，得到了均匀的试片，在那个高度试片的压缩强度变成基本上恒定。
在图2由“6-12-12”指示的线表示No.6硅石模砂，12％(重量)膨润土，和12％(重量)水的混合物。由“7-8-8”指示的线表示No.7硅石模砂，8％(重量)膨润土和8％(重量)水的混合物。由“6-8-8”指示的线表示No.6硅石模砂8％(重量)膨润土和8％(重量)水的混合物。由“6-4-4”指示的线表示No.6硅石模砂，4％(重量)膨润土和4％(重量)水的混合物。
如上详叙，由于使用本发明的方法用于测量模砂的性质，甚至在砂的种类或状况不同时也能得到具有预定高度的试片，以便不受试片高度影响准确和容易地测定模砂的性能。这样，由于使用本发明的方法，例如，当测量铸造模砂或从中再生的模砂的性能时，人们能提供性能是稳定的铸造模砂或从中再生模砂。
权利要求
1.测量模砂性能的方法包括测量模砂的收缩性；在给定形状的试片模压前，在测量收缩性能的基础上确定模砂的供入量；通过压实模砂的供入料模压试片以便得到预定高度的试片；和用试片则量模砂的性能。
全文摘要
提供一种方法用于准确地和容易地测量模砂的性能。该方法包括以下步骤测量模砂的收缩性，在试片模压前在测量收缩性的基础上确定模砂的供入量，通过压实供入的模砂模压试片，和用试片测量模砂的性能。
文档编号G01N33/24GK1155661SQ96112828
公开日1997年7月30日 申请日期1996年9月20日 优先权日1996年9月20日
发明者千田善纯, 西田理 申请人:新东工业株式会社