1、囝雪中华人民共和国国家标准GBT 2684m2009代替CBT 2684 1981铸造用砂及混合料试验方法Test methods for foundry sands and molding mixtures2009-03-05发布 200909-01实施宰瞀鬻鬻瓣警糌瞥霎发布中国国家标准化管理委员会促19目 次前言1范围2规范性引用文件-3术语和定义4样品的选取5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附录B(规范性附录)铸造用砂酸耗值的测定方法GBT 2684-2009，2n”刖 吾GBT 2684-2009本标准代替GBT 2684-1981(铸造用原砂及混合料试验方法。本
2、标准与GBT 2684-1981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。本标准由中国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
3、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：GBT 26841981铸造用砂及混合料试验方法GBT 2684-20091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。2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
4、用于本标准。GBT 601化学试剂标准滴定溶液的制备OBT 603化学试剂试验方法中所用制剂及制品的制备(GBT 603 2002，ISO 63531：1982，NEQ)GBT 5611铸造术语GBT 6682分析实验室用水规格和试验方法(GBT 6682-2008，ISO 3696：1987，MOD)OBT 9442铸造用硅砂JBT 9156铸造用试验筛JBT 9224检定铸造粘结剂用标准砂3术语和定义GBT 5611确立的以及下列术语和定义适用于本标准。31铸造用砂砂foundry sund砂型铸造用的粒度大于0020 1TtUl的颗粒耐火材料。铸造用砂按矿物质组成分为硅砂、镁砂、锫砂、铬
5、铁矿砂、镁橄榄石砂、刚玉砂等。32混合料造型混合料molding mixture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。4样品的选取41 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200 mm300 1Tim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一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5 kg(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
6、见杂质。42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。43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。44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。】GBT 2684-200945选取的样品应置于密封塑料袋或非金属有盖容器中。5试验方法51含水量的测定测定含水量采用快速法或恒重法进行。511装置a)红外线烘干器；b)电烘箱；c)天平：精度001 g。512试样的制备试样由样品中选取，选取试样的方法
7、采用“四分法”或分样器，不得少于1 kg。513程序5131快速法称取约20 g试样，精确到001 g，放入盛砂盘中，均匀铺平，将盛砂盘置于红外线烘干器内，在110170烘干6 minlO min，置于干燥器内，待冷却至室温时，进行称量。5132恒重法称取试样(50001)g，置于玻璃器皿内，在温度为105110的电烘箱内烘于至恒重(烘30 min后，称其质量，然后每烘15 rain称量一次，直到相邻两次之间的差数不超过002 g时为恒重)，置于干燥器内，待冷却至室温时进行称量。514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：X1一G1_-G2100 (1)Ul式中：G：
8、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)。52含泥量的测定521试剂焦磷酸钠13472361：分析纯，5溶液。522装置a)专用洗砂杯：600 mL；b)涡洗式洗砂机：搅拌叶片材质为硅橡胶，厚度5 mm，直径21 mmc)电烘箱；d)天平：精度001 g。523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1 kg，然后继续采用“四分法”，直至试样质量为100 g左右，并在105110烘干至恒重。524程序a)称取烘干的试样(50士001)g，放人容量为600 mL的专用洗砂杯中，加入390 mL蒸馏水和10 mL 5的焦磷酸钠溶液，在
9、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4 min，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001)g。b)将洗砂杯放置于洗砂机托盘上锁紧，搅拌15 rain，取下洗砂杯，再加入清水至标准高度125 mm处，并用玻璃棒搅拌约30 s后，静置10 min，虹吸排水(见图1)。2GBT 2684-2009c)第二次仍加入清水至标准高度125 iiliil处，用玻璃棒搅拌约30 s后，静置10 rain，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5 rain，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
10、至洗砂杯中的水达到透明不再带有泥分为止。e)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 1111i1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105110条件下烘60 rain后，称其质量，然后每烘15 rain称量一次，直到相邻两次之间的差数不超过001 g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水温 10 12 14 16 18 20 22 24静置时间。 340 330 315 300 290 280 270 255图1 洗砂杯虹吸位置示意图525结果的表述含泥量以
11、质量百分数x：计，数值以表示，按式(2)计算：X2一Lats7-_一q74 X 100u3式中：G3试验前试样质量，单位为克(g)；G4试验后试样质量，单位为克(g)。53粒度的测定殛平均细度的计算方法531装置单位为毫米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JBT 9156要求；c)天平：精度001 g。532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523的规定执行。533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3 ram)。将测定过含
12、泥量的试样放在全套的铸造用3CBT 2684-2009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=1=001)g。再将装有试样的全套筛子紧固在筛砂机上，进行筛分。筛分时间12 min15 rain。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型号 SBS01 SBS02 SBS03 SBS04 SBS05 SBS06筛号 6 12 2
13、0 30 40 50筛孔尺寸ram 3350 1700 0850 0600 0425 o300型号 SBS07 SBS08 SBS09 SBSl0 SBSll筛号 70 100 140 200 270 底盘筛孔尺寸mm 0212 0150 o106 0075 o053534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(GG4)相加，其总重量不应超出(501)g，否则试验应重新进行。535平均细度的计算方法按GBT 9442的规定执行(见附录A)。54紧实率的测定541装置a)筛号为6的筛子；b) 圆柱形标
14、准试样筒；c)锤击式制样机。542程序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120 mitt的圆柱形标准试样筒内(筛底至标准试样筒的上端面距离应为140 ram)，用刮刀将试样筒上多余的试样刮去，然后将装有试样的样筒在锤击式制样机(锤击式制样机应安放在水泥台面上，下面垫10 mm厚的橡胶皮)上冲击3次，从制样机上读出数值。543结果的表述紧实率”()按式(3)计算： ”一旦铲100式中：H。试样紧实前的高度，H。一120 m“；H，试样紧实后的高度，单位为毫米(ram)。55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
15、或标准法进行。551装置a) 圆柱形标准试样筒；b)锤击式制样机；c)天平：精度01 g；4GBT 2684-2009d)智能透气性测定仪或直读式透气性测定仪。552试样的制备5521测定湿透气性时，称取一定量的试样放入圆柱形标准试样筒中，在锤击式制样机上(锤击式制样机应安放在水泥台面上，下面垫10 mm厚的橡胶皮)冲击3次，制成高度为(50士1)ram的标准试样。5522测定干透气性时，按5521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。5523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，
16、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。553快速法5531程序a)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，用打气筒使试样筒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。c) 测定铸造用砂透气性时，其测试方法按a)的规定。d)当试样透气性大于或等于50时，应采用15 mm的阻流孔；试样透气性小于50时，应采用05 mm的阻流孔。
17、5532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。554标准法5541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2 000 C1713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2 000 cm3空气通过试样的时间，并由微压表中读出试样前的压力。5542结果的表述透气性K按式(4)计算：V一一KFHPtK=等一警式中：V通过试样的空气的体积，y一2 000 C1123；F试样断面面积，F一19635 CIT
18、l2；户试样前的压力，单位为帕(Pa)；2 000 cm3空气通过试样的时间，单位为分(rain)；H试样高度，H一5 CITZ。56强度的测定试样的强度按混合料性质的不同有湿强度和于强度，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。561装置a)锤击式制样机；b)型砂强度试验机；c)热湿拉强度试验仪；5GBT 2684-2009d) 标准试样筒、热湿拉专用试样筒。562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lO mm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
19、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)。图2圆柱形标准试样，。：黟：冀。“I暑；毫；鼍l。溪魏蛩。j?薯i尊j毒j聋簧爱簟。j?_；_I?薯?警|“?尊；棼?ii。|尊l|lijj冀强冀鞲I葺善薯图3“8”字形标准试样鍪鍪篓篓篓鬟鍪l囊篓麟囊囊萋戮攀霎圈；图4长条形标准试样单位为毫米单位为毫米单位为毫米GBT 2684-2009单位为毫米图5爱膜砂“8”字形标准试样制成的试样从试样筒中脱出后，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。563程序5631测定
20、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5632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5631的规定。图7抗剪强度试样装置示意图5633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。历 H V 7 l纛狳 严翻堪 薷 刎 fj叫i7图8抗拉强度试样装置示意图7GBT 2684-20095634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
21、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5635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。1试样；2压板；3拖架；4曲杆；5试验机夹具孔；6固定螺母；7顶杆；8调平螺丝。图10低湿压强度试样装置示意图5636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320士lo的加热板紧贴试样20 S后逐渐加载
22、，直至试样破裂，其热湿拉强度值可直接从仪器中读出。图11 热湿拉强度试样装置示意图三国西 臣三卜回GBT 2684-2009单位为毫米图12热湿拉强度试验仪原理图564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。57灼烧减量的测定571装置a)高温箱式电阻炉；b)瓷坩埚(或瓷舟)；c)分析天平：精度0000 1 g。572试样的制备试样
23、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1 kg，然后继续采用“四分法”至试样质量为10 g左右，并在105110烘干至恒重。573程序称取约1 g试样，精确到0000 1 g，置于已恒重(两次灼烧称量的差值o000 2 g)的坩埚中，放人高温炉中，从低温开始逐渐升温至9501 000，保温l h，取出稍冷，立即放人干燥器中，冷却至室9黪垮蛰鬻鬻懑羧簿。尊豫蛰蛰蛰蕊瀑撼臻。弧带饕#奢鬻襄囊嚣一誊螽再。譬薯。譬孛挂-掰搿。暂一oo譬纛。奠掰挂曩搿稚甜搿“瓣鬻鬻鬻攀(；BT 2684-2009温并称重。重复灼烧(每次15 min)称重，直至恒重(两次灼烧称量的差值o000 2
24、g为恒重)。574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： X。一攀100式中：G5灼烧前试样和坩埚的质量，单位为克(g)；G6灼烧后试样和坩埚的质量，单位为克(g)；G，试样的质量，单位为克(g)。575允许差实验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()o50 o070501oo o151oo5oo o205oo o5058酸耗值的测定酸耗值的测定按BT 9224的规定执行(见附录B)。59发气量和发气速度的测定591装置a)造型材料用发气性测定仪；b)天平：精度001 g；c)电烘箱d)不锈钢舟或瓷舟。5
25、92试样的制备将硬化好的砂试块在干燥器中放置24 h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10 g左右，将试样在恒温(105士5)烘箱中烘2 h，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。593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100 g置于试样舟中(使用前试样舟需经1 000灼烧30mln后，置于干燥器中冷却到室温)，在监控状态下，将试样舟送入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 覆膜
26、砂 其他测定温度 900 1 ooo 850594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lo时，试验应重新进行。A1原理附录A(规范性附录)铸造用砂平均细度的计算方法GBT 2684-2009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A1)，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A1 不同筛号所对应的细度因数筛号 6 12 20 30 40 50 70 lOO 140 200 270
27、 底盘l细度因数 3 5 10 20 30 40 50 70 100 140 200 300m一连斧式中：m平均细度；P。任一筛上停留砂粒质量占总量的百分数；x。细度因数；筛号。A2计算示例平均细度的计算示例见表A2。表A2平均细度的计算示例砂样质量：50o g，泥分质量：o56 g，砂粒质量：4944 g各筛上的停留量筛号 细度因数 乘积g 6 无 ooo 3 O12 o06 o12 5 O620 179 358 10 35830 499 998 20 199640 709 1418 30 425450 1285 2570 40 1 028o70 1557 3114 50 1 557O100
28、 397 794 70 5558140 185 370 100 370o200 o79 158 140 2212270 o09 o18 200 360底盘 o39 o78 300 234o总和 4944 9888 4 6634m一!器一47”一百丽一GBT 2684-2009附录B(规范性附录)铸造用砂酸耗值的测定方法B1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 g铸造用砂中的碱性物质所需浓度为01 molL盐酸标准滴定溶液的毫升数来表示。B2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GBT 601、GBT 603规定制备。使用确认为分析纯的试剂和符合GBT
29、 6682所规定的三级水。a) 盐酸7647一olo标准滴定溶液：f(Hcl)-01 molL；b)氢氧化钠13107323标准滴定溶液：c(NaOH)=o1 molLc)1 gL溴百里香酚蓝指示液。B3装置a)磁力搅拌器；b)滴定管：50 mL；c)移液管：50 mL；d)烧杯：300 mL；e)表面皿：b320 mm；f)锥形瓶：250 mLjg)中速滤纸。B4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1 kg，然后继续采用“四分法”至试样质量为200 g左右，并在105110烘干至恒重。B5程序称取(50001)g试样，置于300 mL烧杯中，加入50 m
30、L蒸馏水(pH一7)，然后用移液管加入50 mL浓度为01 molL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5 rain，然后静置1 h。用中速滤纸把溶液滤入250 mL锥形瓶中，并用蒸馏水洗涤砂样品5次，每次10 mL。滤液中JtLk 34滴溴百里香酚蓝指示液，用01 molL的氢氧化钠标准滴定溶液滴定，并摇晃直到蓝色保持30 s为终点。B6结果的表述酸耗值按式(B1)计算：酸耗值一(50c1一f2y)10 (B1)式中：y消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积，单位为毫升(mL)；1 2GBT 2684-2009c，盐酸标准滴定溶液浓度，单位为摩尔每升(toolL)；c：氢氧化钠标准滴定溶液浓度，单位为摩尔每升(toolL)；50加入盐酸标准滴定溶液的体积数，单位为毫升(mL)；10消耗1 mmo的NaOH相当于01 moiL的HCl标准滴定溶液的毫升数(mLmm01)。
