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1、手工整模造型,砂型铸造技术 砂型铸造就是将熔化的金属浇入到砂型腔中，经冷却、凝固后获得铸件的方法。当从砂型中取出铸件时，砂型便被破坏，故又称一次性铸造，俗称翻砂 砂型铸造的主要工序为:模样及型芯盒制作，配制型砂、芯砂、造型、造芯，合箱，合金熔化与浇注，落砂，铸件的清理与检验等，流程见图所示,工艺三大块：冶炼，造型（芯）和浇注,造型材料的性能及组成 用来制造砂型和砂芯的材料统称为造型材料。用于制造砂型的材料称为型砂;用于制造型芯的材料称为芯砂。型(芯)砂的质量直接影响着铸件的质量，其质量不好会使铸件产生气孔、砂眼、粘砂和夹砂等缺陷,由于型(芯)砂的质量问题而造成的铸件废品约占铸件总废品的50%以
2、上,1.对型砂、芯砂性能的要求根据铸造工艺要求，型(芯)砂要具备以下的性能:(1)要具有一定的强度 型砂或芯砂在造型后能承受外力而不致被破坏的能力称为强度 砂型及型芯在搬运、翻转、合型及浇注金属时，有足够的强度才会保证不破坏、塌落和胀大。 若型(芯)砂的强度不足，铸件易产生砂眼、夹砂等缺陷(2)要具有一定的透气性 型(芯)砂孔隙透过气体的能力称为透气性 在浇注过程中铸型与高温金属液接触，水分气化、有机物燃烧及液态金属冷却时析出的气体，必须通过铸型排出，否则将在铸件内产生气孔或使铸件浇不足,(3)要具有较高的耐火度 型(芯)砂经受高温热作用的能力称为耐火度 耐火度主要取决于砂中SiO2的含量，若
3、耐火度不够，就会在铸件表面或内腔形成一层粘砂层，不但清理困难、影响外观，而且为机械加工增加了困难。(4)要具有一定的退让性 铸件凝固和冷却过程中产生收缩时，型砂能被压缩、退让的性能称为退让性 若型(芯)砂退让性不足，会使铸件收缩时受到阻碍，产生内应力、变形和裂纹等缺陷(5)要具有一定的可塑性。 指型(芯)砂在外力作用下变形，去除外力后仍保持变形的能力。可塑性好型(芯)砂柔软易变形，起模和修型时不易破碎和掉落。,2.型砂与芯砂的组成 型砂与芯砂相比，由于砂芯的表面被高温金属液所包围，受到的冲刷和烘烤较厉害，因而对芯砂的性能要求要比型砂的性能要求高 基本组成来说，都由以下四部分组成:原砂、黏结剂、
4、水和附加物(1)原砂 主要成 分为硅砂，根据来源可分为山砂、河砂和人工砂。,上一页,下一页,返回,除上述性能的要求外，还有溃散性、发气性、吸湿性等 性能要求。型(芯)砂的诸多性能，有时是相互矛盾的，如强度高、塑性好，透气性就可能下降。 应根据铸造合金的种类，铸件大小、批量、结构等 来具体决定型(芯)砂的配比,硅砂的主要成分为SiO2，它的熔点高达1700，砂中的SiO2含量越高，其耐火度越高 根据铸件特点，对原砂的颗粒度、形状和含泥量等有着不同的要求 砂粒越粗，则耐火度和透气性越高 圆形硅砂、较多角形和尖角形的硅砂透气性好 含泥量越小，透气性越好等(2)黏结剂 用来黏结砂粒的材料称为黏结剂 常
5、用的黏结剂有黏土和特殊黏结剂两大类。 黏土是配制型(芯)砂的主要黏结剂。用黏土作为黏结剂配制的型砂称黏土砂 常用的黏土砂分湿型砂和干型砂，湿型砂普遍采用黏结性能较好的膨润土作黏结剂，而干型砂多用普通黏土作黏结剂,特殊黏结剂 常用的特殊黏结剂包括桐油、水玻璃、树脂等附加物 为了改善型(芯)砂的某些性能而加入的材料称为附加物 如加入煤粉以降低铸件表面、内腔的表面粗糙度数值 加入木屑以提高型(芯)砂的退让性和透气性3.型砂与芯砂的配制 铸造时，根据合金种类、铸件大小、形状等不同，选择不同的型(芯)砂配比 如铸钢件浇注温度高，要求高的耐火度，选用较粗的SiO2含量较高的硅砂,铸造 铝合金、铜合金时，可
6、以选用颗粒较细的普通原砂对于芯砂，为了保证足够的强度和透气性，其黏土、新砂加入量要比型砂高。配制过程是在混砂机中进行的。常用的是碾轮式混砂机,砂的混制过程是:先加入新砂、旧砂、黏土等进行干混，约23 min后，再加入水和液体黏结剂，湿混约10 min，即可打开出砂口出砂。 配好的型(芯)砂须经性能检验后方可使用。对于产量大的专业化铸造车间，常用型砂性能试验仪检验 最简单的检验方法是:用手抓一把型(芯)砂，捏成团后把手掌松开，如果砂团不松散也不黏手，手印清楚，掰断时断面不粉碎，则可认为砂中黏土与水分含量适宜4.涂料及扑料 涂料及扑料不是配制型(芯)砂时加入的成分，而是涂(干砂型)或扑(湿砂型)在
7、铸型表面，以降低铸件表面粗糙度数值，防止产生黏砂缺陷 铸铁件的干砂型用石墨粉和少量黏土配成的涂料;湿砂型撤石墨粉作扑料。铸钢件用硅粉作涂料。,模样与型芯盒 模样及型芯盒的尺寸、形状应根据铸件而定。模样、铸件、零件三者是不同的 在尺寸上，铸件等于零件尺寸再加上机械加工余量，模样等于铸件尺寸加收缩量(液态金属凝固时的收缩) 在形状上，铸件与模样必须有拔模斜度(便于起模)、铸造圆角(便于造型、避免崩砂) 当铸件上有孔时，模样上有型芯头，以便型芯的定位与固定 砂型铸造的模样材料主要有木材和铝合金，其中木材因其加工容易，制模方法简单，在单件小批量生产中大量使用 在大批量生产中木制模样容易损坏，常用铝合金
8、、塑料等材料制成模样和芯盒,铸型制作 造型和造芯是砂型铸造中最基本的工序。按紧实型砂和拔模方法不同，造型方法有手工造型和机械造型两种。),手工造型操作灵活，工艺装备简单，但生产效率低，劳动强度大，仅适用于单件小批量生产。 手工造型的方法很多，可根据铸件的形状、大小和批量选择。常用的造型方法介绍如下,12,常用造型方法,手工造型,填砂、紧实和起模人工完成,机器造型,机器加砂、紧砂与起模（造型机）,13,手工造型的方法有整模造型、分模造型、三箱造型、挖砂造型、活块造型及刮板造型。,整模造型,模样是整体的，多数情况下，型腔全部在下半型内，上半型无型腔。造型简单，铸件不会产生错型缺陷。铸件最大截面在一
9、端，且为平面。适用于形状简单的铸件，如盘、盖类,14,整模造型,15,分模造型,将模样沿最大截面处分为两半，型腔分别位于上、下两个半型内。造型简单，节省工时 。 适用于形状较复杂的铸件，特别是用于有孔的铸件，如套筒、阀体、管子等,木模wooden pattern,分模面parting line,16,手工造型的两箱造型图解,上箱flask,下箱,型腔Cavatity,浇注系统gating system,分型面P/L,17,18,三箱造型,铸型由上、中、下三部分组成，中型的高度须与铸件两个分型面的间距相适应。三箱造型费工，应尽量避免使用。适用于两头大中间小的、形状复杂且不能用两箱造型的铸件,19
10、,挖砂造型,模样是整体的，但铸件的分型面是曲面。为了起模方便，造型时用手 工挖去阻碍起模的型砂。每造一件，就挖砂一次，费工、生产率低 。仅用于形状较复杂铸件的单件生产,20,挖砂造型,假箱造型 当挖砂造型生产的铸件有一定批量时，为了避免每型挖砂，可采用假箱造型，其过程如图1所示 先预制好一半型，其上承托模样，用其造下型，然后将此下型翻下再造上型。开始预制的半型不用来浇注，故称假箱。 假箱一般是用强度较高的型砂制成，舂得比铸型硬假箱造型可免去挖砂操作，提高造型效率 当数量较大时，可用木料制成成形底板代替假箱，如图2所示,22,活块造型,铸件上有妨碍起模的小凸台、肋条等。制模时将此部分作成活块，在
11、主体模样起出后，从侧面取出活块。单件小批生产带有突起部分的铸件,23,活块造型,24,刮板造型,用刮板代替模样造型。可大大降低模样成本，节约木材，缩短生产周期。但生产率低，要求操作者的技术水平较高仅用于大、中型旋转体铸件的单件、小批量生产,25,刮板造型,2.机器造型 在铸件成批、大量生产时，应采用机器造型，将紧砂和起模过程机械化。 与手工造型相比: 优点：机器造型生产效率高，铸件尺寸精度高，表面粗糙度Ra值小 缺点： 但机器造型设备及工艺装备费用高，生产准备时间长 机器造型按紧实方式分为震压式造型、高压造型、空气冲击造型等,机器造型的特点:(1)用模板造型 固定着模样、浇冒口的底板称为模板。
12、模板上有定位销与专用砂箱的定位孔配合。模板用螺钉紧固(2)只适用于两箱造型 这是因造型机无法造出中型，所以不能进行三箱造型,28,机器造型,震砂式造型机,29,进气,填砂,30,排气,落下,撞击,31,震击气缸升起,压实,32,由于型芯的表面被高温金属液所包围，受到的冲刷及烘烤比砂型厉害，因此要求型芯要有更高的强度、透气性、耐火度和退让性等。为了满足以上性能，生产中常采用以下措施。(1)放芯骨 型芯中放入芯骨，以提高强度 小芯骨常用铁丝、铁钉 大中型的芯骨则用铸铁浇注而成。为了型芯的搬运和吊装，芯骨上常作出吊环,3.型芯制造 型芯的主要作用是形成铸件的内腔，有时也形成铸件局部外形,(2)开排气
13、道 型芯中必须作出贯通的排气道，以提高型芯的透气性砂芯的排气道一定要与砂型的出气孔联通，以便将气体排出型外 较大的型芯，可在型芯里放置焦炭或炉渣，以提高型芯的透气性(3)刷涂料 大部分的型芯表面要刷一层涂料，以提高耐高温性能，防止铸件黏砂 灰铸铁件多用石墨粉涂料，铸钢件多用硅粉涂料。(4)烘干 型芯烘干后强度和透气性均能提高。黏土型芯烘干温度为250350，油砂芯烘干温度为180240,型芯可用手工和机器制造;可用芯盒制造，也可用刮板制造其中手工型芯盒造芯是最常用的方法 根据芯盒结构，手工造芯方法可分为下列三种 对开式芯盒造芯 多用于制造简单型芯，特别适用于圆形截面的型芯; 整体式芯盒造芯 它
14、用于制造形状简单的中小型芯; 可拆式芯盒造芯 对于形状复杂的型芯，往往用上述两种形式芯盒，则无法取芯，需将芯盒分成可拆的几块，造芯完毕后拆去相应部位，将型芯顺利取出。造芯过程如图所示,4.合型 将上型、下型、型芯、浇注系统等组合成一个完整铸型的操作过程称为合型，俗称合箱 合型是浇注前的最后一道工序，若合型操作不当，会使铸件产生错型、偏芯、跑火及夹砂等缺陷。合型工作包括以下几方面(1)铸型的检验 这里包括检验型腔、浇注系统及表面有无浮砂，排气道是否通畅。(2)下芯 将型芯的芯头准确地放在砂型的芯座上。应注意芯头间隙、芯子排气孔及定位等。(3)合上下型 合上下型时应注意使上型保持水平下降，并应对准合型线。上、下型的定位，对于批量生产，是靠砂箱上的销子定位;对于单件、小批量生产，常采用划泥号定位,
