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1、主要的工艺环节简述如下:1. 配砂型砂 ( 包括芯砂 ) 是多种造型材料的混合物。根据铸件对型砂的要求 , 将造型材 料按一定的比例均匀地混和 , 这项工作叫做配砂。 型砂通常是由砂子和粘结剂所组成。砂子是耐高温的材料 ， 是型砂中的主体。粘结剂的 作 用是把砂粒粘结在一起。粘结剂中应用最广泛的为粘土。有时为了满足某些性能要求 ， 型 砂中还加入其它造型材料 ， 如煤粉、术屑等。型砂性能对铸件产量和质量的影响很大。例 如型 砂的可塑性不好 ， 就不易得到清晰的型腔 ; 型砂的强度不高 ， 则容易在起模和搬 运过程中发生损坏 ， 在浇注过程中发生冲砂等 ; 型砂的透气性差 ， 就不能将浇注过程
2、中产生的大量气体及时排出 ， 而这些气体进入金属液 , 就会使铸件产生气孔 ; 型砂的耐 火性不好 , 在浇入高温的金属液 后 ， 型砂就会因熔化而粘结在铸件的表面上 , 形成粘 砂 ; 型砂的退让性不好 ，会对凝固后的铸件 收缩产生较大的阻力 , 由此可能使铸件形成 裂纹等造型材料的质量 , 配砂工作的好坏等 ， 将影响型砂的性能 , 进而影响铸件的质量。生产 中 对配制好的型砂 ， 经常用仪器进行测定 , 以保证型砂的 各项附合要求。较为简便的 检验方法 , 用手抓起一把型砂 ，紧捏后放开 ，如砂团不松散 而且不粘手 ，手印清楚 ， 把它折断时 ， 断面平整均匀 , 则 表示型砂的强度、可
3、塑性等性能较好。2. 造型利用铸模或其它方法制成所需的砂型 , 这项工作叫做造型。实际生产中 , 铸件的形 状、大小和技术要求等 ， 变化很大 ， 因而造型方法也是多种多样的。现粗略分类简述如 下:(1) 按造型方法分 ， 有手工造型和机器造型。虽然手工造型没有机器造型产量高、质量好 , 但由于需要准备的工作量较少 , 灵活性和适应性又较大 ， 所以当铸 件生产的批量不大 时 ， 目前还是采用手工造型。(2) 按造型用的铸模分 , 有实样模造型和刮板造型。对造型来说 , 实样模造型比刮板造型 容易 ， 但做铸模的工时和所用去的材料较多。生产中一般是采用实样模造型 , 特别是铸 件的生产数量较多
4、时。(3) 按砂型所处的地点分 , 有砂箱造型和地面造型。把砂型做在地坑内 ， 可以节省砂箱 ， 但不能搬移 , 造型较不方便。一般情况下 ， 宜采用砂箱造型。(4) 按砂型是否烘干分，有湿型和干型。砂型在浇注前不进行烘干的叫湿型( 又叫潮模), 在浇注前要进行烘干的叫干型 ( 又叫烘模。两者相比较 , 干型的强度等性能较好 ， 但 要多经一 道烘干工序。重量较大 ， 质量要求较高的铸件常用干型浇注。造型工作中 ， 不仅要用经济、简便的方法把砂型制造出来 , 而且要根据具体的铸件 , 采 取有效的措施 , 防止铸件产生缺陷。例如 : 浇注的金属液在型腔内流动时 , 温度要不断下 降 , 如果浇
5、 口大小开得不合适 ， 就有可能在金属液还未充满型腔 , 就停止流动 , 使铸 件某些部分 ， 尤其是细薄或是棱角的部分浇不足。为了使金属液能很好地充满型腔 ， 对 于薄壁的铸件 ，造型时 ，浇口就要开得大些。还要指出的， 各种金属液的流动性是不 相同的 ，例如灰铸铁比铸钢的流动性要好得多 ，所以灰铸铁可以浇出壁厚更薄的铸件。 金属液从高温冷却到凝固 ， 再冷却到室温 ， 在体积或尺寸方面都要缩小 , 也就是说具 有收缩性。收缩性大的铸件 , 当表层凝固而内部金属液继续收缩时 , 往往会在铸件厚大的 部分形成孔洞 , 即所谓缩孔 ，为防止铸件产生缩孔，造型时要考虑补缩的问题, 最常 用的 方法
6、就是设置冒口 。当铸件凝固后继续收缩时 , 如果受到砂型和泥芯的阻碍 ， 就可能产生裂纹。为此 ， 造 型时常需要采用一定的防裂措施。各种金属的收缩性是不相同的 , 例如 : 灰铸铁的收缩性 比铸钢小得多 ， 是常用金属中最小的一种 , 所以灰铸铁件比较不容易产生缩孔、裂纹缺 陷。3. 熔炼将固态的金属炉料熔成具有一定成分和温度的液态合金 , 这项工作叫做熔炼。铸工 车间中 ， 熔炼金属的炉子的类型很多 ， 如冲天炉、电炉、增锅炉等。熔炼铸铁的炉子 , 最广泛应用的为冲天炉。冲天炉的炉壁是用耐火材料制成 ，外面围以钢板炉壳。金属炉料和焦炭等按一定的比例 分 批从加料口加入炉中。从鼓风机来的空气
7、 , 经过炉身下部的风箱和进风口进入炉中。焦炭 燃烧时放出的热量使金属炉料熔化。熔化了的铁水贮在炉底或 前炉 , 待积到一定数量时 ， 凿去出铁口内的泥塞 ， 铁水便流出 , 通过出铁槽流入铁水包中。熔炼工作中 ， 要控制好金属浓的成分和温度 , 否则会产生成批的废品。4. 浇注 以合适的温度和速度，将符合要求的金属液浇入砂型中, 这项工作叫做浇注。浇 注是通过浇包进行的。浇注的时候 , 浇包要靠近浇口 ， 不要太高 , 否则金属液会从浇口 溅出来 ; 要使浇口保持注满状态 ， 以免熔渣 （ 垃圾 ） 进久型中 ， 使铸件产生夹渣缺 陷。浇注前 ， 要穿戴好防护用具 , 和金属液接触的工具要预
8、热 ， 以免引起金属液飞溅时伤 人。5. 清理清除铸件上的浇冒口和表面粘砂等 , 这项工你叫 做清理。铸铁件的浇冒口可用敲断 方法去除 ， 铸钢件等常用气割方法去除。铸件表面清理工作可用滚筒、抛丸等设备来完成。 在缺乏设备或是铸件上难以清理的部位 , 可用手锤、凿子和钢丝刷等来进行。锤击时应注 意锤打的方向和力的大小 , 以兔损坏铸件。用粘土粘结砂作造型材料生产铸件，是历史悠久的工艺方法，也是应用范围最广的工艺方法。 说起历史悠久，可追溯到几千年以前；论其应用范围，则可说世界各地无一处不用。值得注意的是，在各种化学粘结砂蓬勃发展的今天，粘土湿型砂仍是最重要的造型材料，其 适用范围之广，耗用量之
9、大，是任何其他造型材料都不能与之比拟的。据报道，美国钢铁铸 件中，用粘土湿型砂制造的占 80%以上；日本钢铁铸件中，用粘土湿型砂制造的占 73%以 上。适应造型条件的能力极强，也是粘土湿型砂的一大特点。1890 年震压式造型机问世，长期 用于手工造型条件的粘土湿型砂，用于机器造型极为成功，并为此后造型作业的机械化、自 动化奠定了基础。近代的高压造型、射压造型、气冲造型、静压造型及无震击真空加压造型 等新工艺，也都是以使用粘土湿型砂为前提的。各种新工艺的实施，使粘土湿型砂在铸造生产中的地位更加重要，也使粘土湿型砂面临许多 新的问题，促使我们对粘土湿型砂的研究不断加强、认识不断深化。现今，随着科学
10、技术的速发展，各产业部门对铸件的需求不断增长，同时，对铸件品质的要 求也越来越高。现代的铸造厂，造型设备的生产率已提高到前所未有的水平，如果不能使型 砂的性能充分适应具体生产条件，或不能有效的控制其稳定、一致，则不用多久就可能将铸 造厂埋葬于废品之中。随着科学技术的发展，目前采用粘土湿型砂的铸造厂，一般都适合其具体条件的砂处理系统， 其中包括：旧砂的处理、新砂及辅助材料的加入、型砂的混制和型砂性能的监控。粘土湿砂系统中，有许多不断改变的因素。如某一种或几种关键性能不能保持在控制范围之 内，生产中就可能出现问题。一个有效的砂处理系统，应能监控型砂的性能，如有问题，应能及时加以改正。由于各铸造厂砂
11、处理系统安排不同，选用的设备也不一样，要想拟定一套通用的控制办法是 做不到的。这里，打算提出一些目前已被广泛认同的控制要点。各铸造厂认真地理解了这些 要点之后，可根据自己的具体条件确定可行的控制办法。而且，还要随着技术的进步和工厂 的实际能力（包括人员和资金）不断改进对型砂系统的控制。一旧砂的处理用粘土湿型砂造型，浇注以后，除贴近铸件的部分型砂中活性膨润土受热失效成为死粘土外， 大部分型砂可以回收使用。这是粘土湿型砂的主要优点之一。配制粘土湿型砂时，旧砂用量一般都在 90%以上，如果对旧砂的处理不当，无论怎样加强 混砂，无论添加什麽辅助材料，都不可得到好的型砂。所以，对旧砂进行有效的处理，是保
12、 证型砂质量的前提。1旧砂温度的控制热砂问题，已被公认为粘土湿型砂铸造必须面对的最大问题。型砂温度太高，铸件容易产生 夹砂、表面粗糙、冲砂、气孔等缺陷。热砂对铸件质量的负面影响，主要由于以下几个方面：由于热砂使水分蒸发，混砂时无论怎样注意，也难以控制型砂的性能；将热型砂送往造型机的过程中，由于水份损失，型砂性能改变，造型时实际上用的型砂， 其性能与混砂时控制的性能差别很大；造型时，热型砂的水分容易在模样表面上凝结，型砂粘模； 合型后，热砂的水分蒸发，凝结在冷的芯子上，会使芯子的强度降低，铸件也易于产生气 孔；如果旧砂要贮存在砂斗中备用，则热砂容易粘附在砂斗壁上。严重时，砂斗四周堵满了型 砂，只
13、剩中间一个孔洞，使系统中的型砂只有一部分周期使用，这部分型砂周转快、温度又 会进一步提高，使热砂问题更加严重。多高温度的砂算是热砂？判断热砂的温度界限，是看其是否使混砂、造型及铸件质量方面出 现问题。对此，许多研究者从个方面进行了研究；有人研究了型砂温度对其性能稳定性的影 响；有人研究了温度对膨润土-水系统流变性的影响；有人研究了型砂温度与铸件质量的关 系。各方面的研究，得到了一致的结论，即：为保证型砂的性能稳定，温度应保持在50C 以下。使型砂冷却，最有效的办法是加水，但是，简单的加水，效果是很差的。一定要吹入大量空 气使水分蒸发，才能有效地冷却。以下，给出一个简略的计算比较：型砂的比热大致
14、是：9.22xlO2J/kgC，水的比热是：4.19x103J/kgC，水的蒸发热是：2.26x106J/kg,1吨砂中加20C的水10kg (加水1%),使其温度升到50C，所能带走的热量为4.19x103 x10x30，即 12.57X105J。1吨砂温度降低1C,需散热9.22x102x1000 J,即9.22x105 J。所以，在旧砂中加水1%,只能使温度降低24.5Co使1吨砂中的水分蒸发1% (10kg),能带走的热量为2.26x107J,却可使砂温降低24.5Co以上的分析表明：简单地向皮带机上加水或向砂堆洒水，冷却效果是很差的。即使加水后向 砂表面吹风，也不能有多大的改善。加水
15、后，要使水在型砂中分散均匀，然后向松散的砂吹 风，使水分迅速蒸发，同时将蒸汽排除。目前，型砂冷却装置的品种、规格很多，主要有冷却滚筒、双盘冷却器和冷却沸腾床等，都 是利用水分蒸发冷却型沙。其中，冷却沸腾床效果较好。2旧砂的水分控制几乎所有的铸造厂都检查和控制混成砂的水分，但是，对于严格控制旧砂水分的重要性，很 多铸造厂的领导和技术人员还缺乏足够的认识。进入混砂的旧砂水分太低，对混砂质量的影响可能并不亚于砂温过高。试验研究和经验都已证明,加水润湿干膨润土比润滑湿膨润土难得多。型砂中的膨润土和水， 并非简单的混在一起就行，要对其加搓揉，使之成为可塑状态。这就像用陶土和水制陶器一 样，将水和土和一和
16、，是松散的，没有粘接能力；经过搓揉和摔打，使每粒土都充分吸收了 水分，就成为塑性状态，才可以成形，制成陶器毛坯。铸型浇注以后，由于热金属的影响，很多砂粒表面上的土-水粘结膜都脱水干燥了，加水使 其吸水恢复塑性是很不容易的。旧砂的水分较低，在混砂机中加水混碾使之达到要求性能所 需要的时间就越长。由于生产中混砂的时间是有限的，旧砂的水分越低，混成砂的综合质量 就越差。目前，各国铸造工作者已有了这样一种共识：进入混砂机的旧砂，水分只能比混成 砂略低一点。较好的做法是：在旧砂冷却过程中充分加水冷却后所含的水分略低于混成砂。这样，从砂冷 却到进入混砂机还有一段相当长的时间，水可以充分润湿旧砂砂粒表面上的膨润土。更好的做法是：在系统中设混砂机对旧砂进行预混，冷却后的旧砂在预混混砂机中加水进行 预混，以改善旧砂中膨润土和水的混合状态。国外，有的铸造厂预混时，将需补加
