铸造用砂及混合料试验方法

铸造用砂及混合料试验方法

国家标准 GB/T2684一2009 代替GB/T2684一1981 铸造用砂及混合料试验方法 Testmethndsforfoumdrysandsandmoldingmixturs 2009-03-05发布 2009-09-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管蹬委员会国家标准
GB/T2684一2009 目 次 前言 范围 规范性引用文件 术语和定义 样品的选取 试验方法 附录A规范性附录铸造用砂平均细度的计算方法 12 附录B规范性附录铸造用砂酸耗值的测定方法
GB/T2684一2009 前 言 本标准代替GB/T2684一1981《铸造用原砂及混合料试验方法》 本标准与GB/T2684一1981相 比,主要技术内容修订如下: -将原标准的名称改为“铸造用砂及混合料试验方法” -增加了平均细度的计算方法及热湿拉强度、酸耗值、灼烧减量及发气量和发气速度的试验 方法; -对含泥量的试验进行了修订; 透气性的测定增加了智能透气性测定仪; -附录A改为《铸造用砂平均细度的计算方法》; -增加附录B(铸造用砂酸耗值的测定方法》 本标准的附录A、附录B为规范性附录 本标准由机械工业联合会提出 本标准由全国铸造标准化技术委员会归口 本标准负责起草单位;济南圣泉集团股份有限公司,无锡市三峰仪器设备有限公司 本标准参加起草单位;通辽市大林型砂有限公司、上海市机械制造工艺研究所有限公司 本标准主要起草人;祝建勋,初中江、支合一,苏瑞芳、唐惠、朱筠、薛江 本标准所代替标准的历次版本发布情况为 -GB/T2684一1981 业
GB/T2684一2009 铸造用砂及混合料试验方法 范围 本标准规定了铸造用砂及混合料样品及试样的选取和试验方法 本标准适用于测定铸造用砂及混合料的含水量、含泥量、粒度、紧实率、透气性、强度、酸耗值,灼烧 减量、发气量和发气速度 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款 凡是注日期的引用文件,其随后所有 的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本 凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准 GB/T601化学试剂标准滴定溶液的制备 GB/T603化学试剂试验方法中所用制剂及制品的制备(GB/T603-2002,IsO6353-1:1982 NEQ) GB/T5611铸造术语 GB/T6682 分析实验室用水规格和试验方法(GB/T6682一2008,ISO3696:1987,MOD GB/T9442铸造用硅砂 JB/T9156铸造用试验筛 JB/T9224！检定铸造粘结剂用标准砂 术语和定义 GB/T5611确立的以及下列术语和定义适用于本标准 3.1 铸造用砂[砂]foundrysand 砂型铸造用的粒度大于0.020mm的颗粒耐火材料 铸造用砂按矿物质组成分为硅砂、镁砂、错 砂,铬铁矿砂、镁橄榄石砂、刚玉砂等 混合料[造型混合料]moldingmixture 按一定比例配合,经过混制,符合造型制芯)要求的材料 如黏土砂、树脂砂,水玻璃砂等 样品的选取 同批铸造用原砂宜选取平均样品 散装原砂的平均样品是在火车车厢、船舱、汽车、砂库及砂堆 中,从离边缘和表面200mm一300mm的各个角及中心部位,用取样器选取;袋装原砂的平均样品由同 --批量的百分之一的袋中选取,但不得少于3袋,其总质量不得少于5kg(同时根据检测项目的不同可 做适量的增加) 如果根据外观观察,发现对某一部分原砂的质量有疑问时,应单独取样和检验,不选择 结块(可以明显看出砂粒的聚集)的,并且要除去可见杂质 4.2回用砂或再生砂的样品,可从相关设备出砂口或输送器上定期选取,其数量根据检验项目而定 4.3混合料样品按混制设备特点和工艺规定定期选取 如混合料由皮带输送器输送,可从输送器上 定期取样3份混匀,其数量根据检验项目而定 选取的样品必须注明其名称批号、产地、采样日期及采样人姓名;对有疑问的样品,检验后,剩余 的样品应保存3个月,以备复查
GB/T2684一2009 4.5选取的样品应置于密封塑料袋或非金属有盖容器中 试验方法 5.1含水量的测定 测定含水量采用快速法或恒重法进行 5.1.1装置 a)红外线烘干器 电烘箱; D e)天平;精度0.01g 5.1.2试样的制备 试样由样品中选取,选取试样的方法采用“四分法"或分样器,不得少于1kg 5.1.3程序 5.1.3.1快速法 称取约20g试样,精确到0.01g,放人盛砂盘中,均匀铺平,将盛砂盘置于红外线烘干器内,在 minl10 110C170C烘干6 min,置于干燥器内,待冷却至室温时,进行称量 5.1.3.2恒重法 称取试样(50士0.01)g,置于玻璃器皿内,在温度为105C110C的电烘箱内烘干至恒重(烘 30min后,称其质量,然后每烘15min称量一次,直到相邻两次之间的差数不超过0.02g时为恒重). 置于干燥器内,待冷却至室温时进行称量 5.1.4结果的表述 含水量以质量百分数X计,数值以%表示,按式(1)计算 G-G X一 ×100 G 式中: G -烘干前试样的质量,单位为克(g); G 烘干后试样的质量,单位为克(g). 含泥量的测定 5.2.1试剂 焦磷酸钠[13472-36-1]:分析纯,5%溶液 5.2. 2 装置 专用洗砂杯:600mL; a b)涡洗式洗砂机:搅拌叶片材质为硅橡胶,厚度5mm,直径21 mm c电烘箱 d)天平;精度0.01g 5.2. 3 试样的制备 试样由样品中选取,选取试样的方法采用“四分法”或分样器,不得少于1kg,然后继续采用“四分 法”,直至试样质量为100g左右,并在105C110C烘干至恒重 5.2.4程序 称取烘干的试样(50士0.01)g,放人容量为600ml的专用洗砂杯中,加人390ml蒸僧水和 10ml5%的焦磷酸钠溶液,在电炉上加热后从杯底产生气泡能带动砂粒开始计时,煮沸约 ,冷却至室温[测定旧砂含泥量时,如不需进行粒度测定,可称取试样(20士0.01)g 4min， b)将洗砂杯放置于洗砂机托盘上锁紧,搅拌15min,取下洗砂杯,再加人清水至标准高度 125mm 处,并用玻璃棒搅拌约30s后,静置10min,虹吸排水见图1).
GB/T2684一2009 第二次仍加人清水至标准高度125mm处,用玻璃棒搅拌约30、后,静置10min,虹吸排水 d)第三次以后的操作与第二次相同,但每次仅静置5nmin,虹吸排水(若测试结果要求非常精确 时,可根据表1所列不同水温选择静置时间) 这样反复多次,直至洗砂杯中的水达到透明不 再带有泥分为止 最后一次将洗砂杯中的清水排除后,将试样和剩余的水倒人直径为100 mm左右的玻璃漏斗 中过滤,将试样连同滤纸置于玻璃皿中,在电烘箱中烘干至恒重温度为105C110C条件 下烘60min后,称其质量,然后每烘15min称量一次,直到相邻两次之间的差数不超过o.01g 时为恒重) 烘干后置于干燥器内,待冷却至室温时称量,称量后的试样置于干燥器内备用 表1不同水温的静置时间 22 水温/ C l0 12 l4 l6 l8 20 24 315 290 280 270 255 静置时间/s 340 330 300 单位为毫米 图1洗砂杯虹吸位置示意图 5.2.5结果的表述 含泥量以质量百分数X，计,数值以%表示,按式(2)计算 G-G ×1oo X = G 式中: G -试验前试样质量,单位为克(g); 试验后试样质量,单位为克(g) 5.3粒度的测定及平均细度的计算方法 5.3.1装置 a)震摆式筛砂机或电磁微震式筛砂机 b) 铸造用试验筛;符合JB/T9156要求; e)天平;精度0.01g 5.3.2试样的制备 除特殊注明者外,应选取测定过含泥量的烘干试样 若不需测试含泥量,试样的制备按5.2.3的规 定执行 5.3.3程序 将震摆式或电磁微震式筛砂机的定时器旋钮旋至筛分所需要的时间位置如采用电磁微震式筛砂 机筛分时,同时要旋动震频和震幅旋钮,使震幅为3mm) 将测定过含泥量的试样放在全套的铸造用
GB/T2684一2009 试验筛(其型号、筛号与筛孔的基本尺寸应符合表2的规定)最上面的筛子(筛号为6)上,若采用未经测 定含泥量的试样时,称取试样(50士0.01)g 再将装有试样的全套筛子紧固在筛砂机上,进行筛分 筛 min15 分时间12" nmin 当筛砂机自动停车时,松动紧固手柄,取下试验筛,依次将每一个筛子以及底 盘上所遗留的砂子,分别倒在光滑的纸上,并用软毛刷仔细地从筛网的反面刷下夹在网孔中的砂子,称 量每个筛子上的砂粒质量 表2铸造用试验筛型号、筛号与筛孔尺寸对照表 sBS01 SBS02 sBs03 SBs05 sBS06 SBS04 型号 筛号 12 20 30 40 50 筛孔尺寸/mm 3.350 1.700 0.850 0.600 0.425 0.300 型号 SBS07 SBS08 SBS09 SBS10 SBS1 筛号 70 100 140 200 270 底盘 筛孔尺寸 mm 0.212 0.150 0.106 0.075 0.053 5.3.4结果的表述 粒度组成按每个筛子上砂子质量占试样总质量的百分率进行计算 将每个筛子及底盘上的砂子质 量与式(2)中含泥量试验前后试样的质量差(G-G)相加,其总重量不应超出(50士1)g,否则试验应重 新进行 5.3.5平均细度的计算方法 按GB/T9442的规定执行(见附录A). 5.4紧实率的测定 5 .4.1装置 a)筛号为6的筛子 圆柱形标准试样筒; D) e)锤击式制样机 4.2程序 5 将试样通过带有筛号为6的筛子的漏斗,落人到有效高度为120mm的圆柱形标准试样筒内(筛底 至标准试样简的上端面距离应为l40 mm ),用刮刀将试样简上多余的试样刮去,然后将装有试样的样 简在锤击式制样机(锤击式制样机应安放在水泥台面上,下面垫10mm厚的橡胶皮)上冲击3次,从制 样机上读出数值 5.4.3结果的表述 紧实率%)按式(3)计算 H-H -×100 3 H 式中 H 试样紧实前的高度,H=120nmm: H 一试样紧实后的高度,单位为毫米(mm) 5 透气性的测定 根据被检验试样的性质和用途,可分为混合料湿态、干态透气性及铸造用砂透气性 测定透气性采 用快速法或标准法进行 .5.1装置 55 圆柱形标准试样筒; a b 锤击式制样机; 天平:精度0.1g; c
GB/T2684一2009 d)智能透气性测定仪或直读式透气性测定仪 5.5.2试样的制备 测定湿透气性时,称取一定量的试样放人圆柱形标准试样筒中.在锤击式制样机E(锤击式制 5.5.2.1 样机应安放在水泥台面上,下面垫10nmm厚的惚胶皮)冲击3次,制成高度为(50士1)mm的标准试样 5.5.2.2测定干透气性时,按5.5.2.1规定的方法制取标准试样;然后将冲制好的试样从试样筒中顶 出,在规定的条件下干燥或硬化 5.5.2.3测定铸造用砂透气性时,称取一定量的试样,放人底部放有与试样筒内壁紧密配合的网状金 属片的圆柱形标准试样筒中,在试样上再盖上网状金属片,然后在锤击式制样机上冲击成标准试样 5.5.3快速法 5.5.3.1程序 测定湿透气性时,透气性测定仪处于测试状态,将内有试样的试样筒放到透气性测定仪的试样 a 座上,并使两者密合 再将按(旋)钮调至“测试”或“工作”位置,从数显屏或微压表上直接读出 透气性的数值 b 测定干透气性时,将室温下的标准试样放在测干透气性的试样筒内,用打气简使试样简内的 橡皮圈充气密封 然后放到透气性测定仪的试样座上,进行测定 其测定过程按a)的规定 e)测定铸造用砂透气性时,其测试方法按a)的规定 当试样透气性大于或等于50时,应采用1.5mm的阻流孔;试样透气性小于50时,应采用 d 0.5mm的阻流孔 5.5.3.2结果的表述 每种试样的透气性,必须测定3次,其结果应取平均值,但其中任何一个试验结果与平均值相差超 出10%时,试验应重新进行 5.5.4标准法 5.5.4.1程序 将透气性测定仪试样座上的阻流孔部件卸下,然后将气钟提至钟内空气容积为2000cm的标高 处将冲制好的内有试样的试样筒放到透气性测定仪的试样座上,使两者密合 再将旋钮旋转至“工作” 位置,同时用秒表测定气钟内2000em空气通过试样的时间,并由微压表中读出试样前的压力 5.5.4.2结果的表述 透气性K按式(4)计算 v=K" 京 VH 49945 K= F 式中: 通过试样的空气的体积,V=2000cnm 试样断面面积,F=19,635enm'; 试样前的压力,单位为帕(Pa); 2000em'空气通过试样的时间,单位为分(min); 试样高度,H=5em H 5.6强度的测定 试样的强度按混合料性质的不同有湿强度和干强度,按受力情况的不同有抗压、抗剪,抗拉、抗弯强 度,按测定时的温度条件不同有高温强度和常温强度 5.6.1装置 a)锤击式制样机 型砂强度试验机 D 热湿拉强度试验仪 c
GB/T2684一2009 d 标准试样筒、热湿拉专用试样筒 5.6.2试样的制备 测定各种强度用的标准试样除特殊规定外都是在锤击式制样机(锤击式制样机应安放在水泥台面 上,下面垫10mm厚的橡胶皮)上冲击3次而制成的 试验抗压强度及抗剪强度用的试样为圆柱形标 准试样(见图2);抗拉强度为“8”字形标准试样(见图3);抗弯强度为长条形标准试样(见图4);覆膜砂 抗拉强度为“8”字形标准试样(见图5) 单位为毫米 50士1 图2圆柱形标准试样 单位为毫米 12 48.25 22.36 36 图3 “8”"字形标准试样 单位为毫米 151 .I8 图4长条形标准试样
GB/T2684一2009 单位为毫米 RI2 48.2互 多 L.18 图5覆膜砂“8”字形标准试样 制成的试样从试样简中脱出后,即可进行湿强度试验 若需要进行干强度试验,应将试样在规定的 条件下干燥或硬化 5.6.3程序 5.6.3.1测定抗压强度时,将抗压试样置于预先装置在强度试验机上的抗压夹具上(见图6),逐渐加 载,直至试样破裂,其强度值可直接从仪器中读出 图6抗压强度试样装置示意图 5.6.3.2测定抗剪强度时(见图7),将抗剪夹具置于仪器上,操作方法按5.6.3.1的规定 图7抗剪强度试样装置示意图 5.6.3.3测定抗拉强度时(见图8),将抗拉夹具置于仪器上,然后将抗拉试样放人夹具中,逐渐加载， 直至试样断裂,其抗拉强度值可直接从仪器中读出 图8抗拉强度试样装置示意图
GB/T2684一2009 5.6.3.4测定抗弯强度时(见图9),将抗弯夹具置于仪器上,然后把冲制好的抗弯试样放在夹具上,使 三角刃头对准试样中心部位,逐渐加载,直至试样破裂,读出或计算数据 图9抗弯强度试样装置示意图 5.6.3.5测定低湿压强度时(见图10)将低湿压夹具置于仪器上.并用调平螺丝8将曲杆4调平,其 标准试样是采用圆柱形开合式样筒制成的(样筒底部放有一金属垫片) 然后将试样置于低湿压夹具 上,逐渐加载,直至试样破裂,其低湿压强度值可直接从仪器中读出 试样; -压板， 拖架 曲杆; 试验机夹具孔 -固定螺母; -顶杆; -调平螺丝 图 110低湿压强度试样装置示意图 5.6.3.6测定热湿拉强度时,在热湿拉强度试验仪专用样筒(见图11)中制好试样,并将样筒置于试验 仪(见图12)上 使已加热到320C士10C的加热板紧贴试样20s后逐渐加载,直至试样破裂,其热湿 拉强度值可直接从仪器中读出
GB/T2684一2009 单位为毫米 50 图11热湿拉强度试样装置示意图 加热板 温控系统 力传感器 记录系统 加载机构 动单元 12热湿拉强度试验仪原理图 图 5.6.4结果的表述 湿态强度试验时,都是由3个试样强度值平均计算而得 如果3个试样中任何一个试样的强度值 与平均值相差超出10%时,试验应重新进行 干态强度试验时,测定5个试样强度值,然后去掉最大值 和最小值,将剩下的3个数值取其平均值,作为干态强度值 如3个数值中任何一个数值与平均值相差 超出10%时,试验需要重新进行 5.7灼烧减量的测定 5.7.1装置 a)高温箱式电阻炉 b 瓷堆塌(或瓷舟); 分析天平:精度0.0001g c 5.7.2试样的制备 试样由样品中选取,选取试样的方法采用“四分法”或分样器,不得少于1kg,然后继续采用“四分 l10C烘干至恒重 法"至试样质量为10g左右,井在1sc" 5.7.3程序 称取约1g试样精确到0.0001迟置于已恒重(两次灼烧称量的差值<0.0002g)的堪蜗中,放人 高温炉中,从低温开始逐渐升温至950C1000C,保温1h,取出稍冷,立即放人干燥器中,冷却至室
GB/T2684一2009 温并称重 重复灼烧(每次15min)称重,直至恒重(两次灼烧称量的差值<0.0002g为恒重) 5.7.4结果的表述 灼烧减量以质量分数X计,数值以%表示,按式(5)计算 G一G X，- 5 ×100 G 式中: G -灼烧前试样和堆蜗的质量,单位为克(g); 灼烧后试样和堆蜗的质量,单位为克(g); G 试样的质量,单位为克(g G 5.7.5允许差 实脸室之间分析结果的差值应符合表3的规定 表3实验室之间不同灼烧减量条件下的允许差 灼烧减量 允许差(<) <0.50 0.07 >0.501.00 0.15 >l.005.00 0.20 >5.00 0.50 酸耗值的测定 酸耗值的测定按JB/T9224的规定执行(见附录B) 发气量和发气速度的测定 装置 造型材料用发气性测定仪 a 天平;精度0.0n b g o电烘箱 不锈钥舟或瓷舟 d 5.9.2试样的制备 将硬化好的砂试块在干燥器中放置24h后将其在型砂强度试验机上拉断,随机选取3个试块,从 这3个试块的断面均匀磨取试样10g左右,将试样在恒温(105士5)C烘箱中烘2h,取出放人干燥器中 冷却至室温备用 对于不需硬化后测定的试样可按相应条件处理后测定 5.9.3程序 造型材料用发气性测定仪升温至相应测定温度(见表4)后,称取试样1.00置于试样舟中(使用前 试样舟需经1000C灼烧30min后,置于干燥器中冷却到室温),在监控状态下,将试样舟送人发气性 测定仪的石英管红热部分,迅速用塞子将管口封闭,同时,发气性测定仪的记录部分开始工作,记录 数据 表4不同砂试样的测定温度 名称 黏土砂 覆砂 其他 测定温度/C 900 1000 85o 5.9.4结果的表述 记录其发气速度和最大发气量 3次平行测定结果的平均值作为该试样的测定结果 其中任何一 个试验结果与平均值相差超出10%时,试验应重新进行 10
GB/T2684一2009 附 录A 规范性附录 铸造用砂平均细度的计算方法 A.1原理 首先计算出筛分后各筛上停留的砂粒质量占砂样总量的百分数,再乘以不同筛号所对应的细度因 数(见表A.1),然后将各乘积相加,用乘积总和除以各筛号停留砂粒质量百分数的总和,并将所得数值 根据数值修约规则取整,其结果即为平均细度 表A. 不同筛号所对应的细度因数 筛号 20 30 70 100 140 200 270 底盘 细度因数 20 30 50 70 100 140 200 300 习 .工 (A.1 习p， 式中 平均细度; n 任一筛上停留砂粒质量占总量的百分数; p 细度因数; 筛号 A.2计算示例 平均细度的计算示例见表A.2 表A.2平均细度的计算示例 砂样质量:50.0g,泥分质量:0.56g,砂粒质量:49.44g 各帅上的停留量 筛号 细度因数 乘积 无 0.00 5 12 0,06 0.12 0.6 20 1.79 3.58 10 35.8 30 4.99 9.98 20 199. 6 0 7. .09 18 30 425.4 s0 1028.0 12. 25.70 85 40 70 1557.0 15. 57 31. 14 50 100 70 555.8 3.97 7.94 140 1.85 3.70 100 370.0 200 0.79 1.58 140 221. .2" 270 0,09 0.18 200 36.0 底盘 0.39 0.78 300 234.0 4663.4 总和 49，44 98.88 4663. 47 98.88 1l
GB/T2684一2009 B 附 录 规范性附录 铸造用砂酸耗值的测定方法 B.1原理 铸造用砂的酸耗值反映了铸造用砂中碱性物质的多少,用中和50日铸造用砂中的喊性物质所需浓 度为0.1mol/I盐酸标准滴定溶液的毫升数来表示 B.2试剂 除非另有说明,在分析中所用标准溶液、制剂和制品,均按GB/T601,GB/T603规定制备 使用 确认为分析纯的试剂和符合GB/T6682所规定的三级水 a)盐酸[7647-01-0]标准滴定溶液:c(HCI)=0.1mol/L; b) 氢氧化钠[1310-73-2]标准滴定溶液:c(NaOH)=0.1mol/L; c)1g/L嗅百里香酚蓝指示液 B.3装置 a)磁力搅拌器; D) 滴定管;50mL e)移液管:50mL 烧杯:300mL d 表面皿:中320mm e) 锥形瓶;250nmL 中速滤纸 B.4试样的制备 试样由样品中选取,选取试样的方法采用“四分法”或分样器,不得少于1kg,然后继续采用“四分 法”至试样质量为200g左右,并在105C一110C烘干至恒重 B.5程序 称取(G50士0.o)E试样,置于300mL烧杯中加人50ml蒸溜水(pH=7),然后用移液管加人 50nmL浓度为0.1mol/I的盐酸标准滴定溶液,用表面皿将烧杯盖上,在磁力搅拌器上搅拌5min,然后 静置1h 用中速滤纸把溶液滤人250mL锥形瓶中,并用蒸圜水洗涤砂样品5次,每次10mL 滤液 中加人34滴嗅百里香酚蓝指示液,用0.1mol/L的氢氧化钠标准滴定溶液滴定,并摇晃直到蓝色保 持30s为终点 B.6结果的表述 酸耗值按式(B.1)计算 酸耗值 B.1 50e-eV×10 式中: V 消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积,单位为毫升(mL); 12
GB/T2684一2009 盐酸标准滴定溶液浓度,单位为摩尔每升(mol/L); -氢氧化钠标准滴定溶液浓度,单位为摩尔每升(mol/L); 50 加人盐酸标准滴定溶液的体积数,单位为毫升(ml) 10 -消耗1mmol的NaOH相当于0.1mol/儿的HCl标准滴定溶液的毫升数(mL/mmol