浅谈粘土砂铸造
砂型铸造工艺
3. 砂型铸造返回下一页粘土砂型概述粘土砂型可分为湿型、干砂型和表面烘干砂型。
三者之间的主要差别在于：湿型是造好的砂型不经烘干，直接浇入高温金属液体；干砂型是在合箱和浇注前将整个砂型送入窑中烘干；表面烘干砂型只在浇注前对型腔表层用适当方法烘干一定深度（一般5～10mm，大件20mm以上）。
目前，湿型砂是使用最广泛的、最方便的造型方法，大约占所有砂型使用量的60～70％，但是这种方法还不适合很大或很厚实的铸件。
表面烘干型与干型比，可节省烘炉，节约燃料和电力，缩短生产周期，所以曾在中型和较大型铸铁件的生产中推广过。
通常采用较粗砂粒（使有高的透气性），加入较多粘土和水分，有时还在型砂中加1～2％的木屑（提高抗夹砂结疤能力），其型腔表面必须涂敷涂料。
干型主要用于重型铸铁件和某些铸钢件，为了防止烘干时铸型开裂，一般在加入膨润土的同时还加入普通粘土。
干型主要靠涂料保证铸件表面质量。
其型砂和砂型的质量比较容易控制，但是砂型生产周期长，需要专门的烘干设备，铸件尺寸精度较差，因此，近些年的干型，包括表面烘干的粘土政型已大部分被化学粘结的自硬砂型所取代。
3.1 湿型铸造3.1.1湿型铸造特点湿型铸造法的基本特点是砂型（芯）无需烘干，不存在硬化过程。
其主要优点是生产灵活性大，生产率高，生产周期短，便于组织流水生产，易于实现生产过程的机械化和自动化；材料成本低；节省了烘干设备、燃料、电力及车间生产面积；延长了砂箱使用寿命等。
但是，采用湿型铸造，也容易使铸件产生一些铸造缺陷，如：夹砂、结疤、鼠尾、粘沙、气孔、砂眼、胀砂等。
随着铸造科学技术的发展，对金属与铸型相互作用原理的理解更加深刻；对型砂质量的控制更为有效；加上现代化砂处理设备使型砂质量得到了一定保证；先进的造型机械使型砂紧实均匀，起模平稳，铸型的质量较高，促进了湿型铸造方法应用范围的扩大。
例如汽车、拖拉机、柴油机等工业中，质量在300～500kg以下的薄壁铸铁件，现都已成功地采用湿型铸造。
粘土砂铸造工艺
粘土砂铸造工艺LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】粘土砂铸造工艺一．概述粘土砂是以粘土（陶土）作粘结剂的型（芯）砂。
粘土砂造型由于其成本低廉，适合于批量大规模生产，所以目前仍然作为铸件生产的最主要方式。
粘土砂旧沙由于在循环使用过程中各组份的热分解，发生物理性能的变化，如未经再生就加以使用，将使型砂质量不稳定。
据统计铸件废品率中30～40%为型砂质量引起，因此型砂质量的控制在粘土砂造型中起十分重要的作用。
随着目前对铸件要求的提高，对型砂质量的要求也越来越高。
二．粘土砂造型中几种与型砂质量有关的常见缺陷。
1.气孔、浇不到、冷隔粘土砂型砂的组成绝大部分为旧砂（85～95%），由于旧砂循环使用过程中经过反复热冲击，一些组分会出现热分解，发生物理性能的变化：a. 粘土在砂型温度高于500度的区域，膨润土晶体结构受到完全破坏，就变成没有湿态粘结力的无效粘土以粉尘状态存在与旧砂中，成为旧砂泥份中的一种；b. 煤粉炭化成为枯化物；c. 不稳定的砂粒（包含杂质）会粉化。
这些衍生物共同成为旧砂的微粉。
微粉含量超过一定的限度，微粉堵塞砂砾空隙就会造成型砂透气性差。
而且无效粘土吸水能力比有效粘土强，从有效粘土中夺取有效水分，因此当无效粘土含量较多时，达到调匀所需的加水量就得增加。
加大了型砂加水量，在某种程度上也就加大了型砂的发气量。
由于发气量增加而透气性减少，浇铸时液体所收的阻力增大，必然导致侵入性气孔、浇不到、冷隔等缺陷的形成。
2.表面光洁度差（包括砂眼、毛刺、夹砂结疤等）大量的无效粘土造成型砂的抗拉强度差、韧性低、透气性差。
增大型砂的脆性，使型砂易塌箱、掉砂，在浇铸时砂粒容易掉落形成砂眼、毛刺、夹渣结疤等缺陷，进而影响铸件质量。
3.粘砂无效粘土（死黏土）部分约占整个砂型重的2～5%，无效粘土的一部分在高温作用下包裹在砂粒表面上，烧结形成一层牢固的膜，不能用水洗掉，成为砂粒的一部分，这层膜又称为惰性膜。
粘土砂铸造工艺流程
粘土砂铸造工艺流程一、模具制造模具是粘土砂铸造的关键部分，它用于形成砂型，保持金属液体在浇注过程中的形状。
模具可以分为两种类型：单件模和多件模。
单件模用于制造形状简单的零件，而多件模则用于制造形状复杂的零件。
模具制造的步骤主要包括模板设计、模板制造、模板组装和模板调整等。
二、砂型制作砂型是粘土砂铸造的重要组成部分，它用于容纳金属液体并形成最终产品的外部形状。
砂型制作的步骤如下：1.振动:首先将砂料加载到模具中，然后用振动设备将其压实和排气，以确保砂型的密实度和平整度。
2.砂芯制作:对于一些需要内部空间的零件，需要制作砂芯。
砂芯可以通过制作模具进行成型，然后放入砂型中。
3.分模:将模具分开，取出零件的上下型。
4.拼装:拼装上下型，然后用销、夹具或模压机将其固定在一起。
5.排气:通过在砂型中钻孔或打孔，以释放零件浇注过程中产生的气体。
三、熔炼及浇铸1.配料:将合适比例的金属材料和熔剂放入熔炉中进行加热熔化，以达到所需的浇注温度。
2.准备浇注:当金属液体达到合适的浇注温度后，将其倒入专用容器中，以备浇注。
3.浇注:将金属液体从容器中倒入砂型中，并通过控制浇注速度和压力，使其填充整个砂型。
四、冷却和清理1.冷却:当金属液体充满整个砂型后，需要等待一定的时间，以便金属液体冷却和凝固。
冷却时间根据铸件的尺寸和形状而定。
2.分离:在金属凝固之后，拆开模具，取出砂型。
3.去除余料:清理过程中，需要去除铸件上的闪光部分，也就是余料。
可以使用切割、剥离、抛光等工艺进行处理。
4.表面处理:根据要求，可以对铸件表面进行进一步的处理，如抛光、喷砂、喷涂等。
总结：粘土砂铸造工艺流程包括模具制造、砂型制作、熔炼及浇铸、冷却和清理等步骤。
这种工艺可以用于制造各种形状和尺寸的金属零件，广泛应用于汽车、机械、航空航天等行业。
在制造过程中，需要注意模具制作、砂型制作和浇铸等环节的精度和质量控制，以确保最终产品的质量和性能。
粘土砂铸造缺点分析
一．概述粘土砂是以粘土（陶土）作粘结剂的型（芯）砂。
粘土砂造型由于其成本低廉，适合于批量大规模生产，所以目前仍然作为铸件生产的最主要方式。
粘土砂旧沙由于在循环使用过程中各组份的热分解，发生物理性能的变化，如未经再生就加以使用，将使型砂质量不稳定。
据统计铸件废品率中30～40%为型砂质量引起，因此型砂质量的控制在粘土砂造型中起十分重要的作用。
随着目前对铸件要求的提高，对型砂质量的要求也越来越高。
二．粘土砂造型中几种与型砂质量有关的常见缺陷。
1.气孔、浇不到、冷隔粘土砂型砂的组成绝大部分为旧砂（85～95%），由于旧砂循环使用过程中经过反复热冲击，一些组分会出现热分解，发生物理性能的变化：a.粘土在砂型温度高于500度的区域，膨润土晶体结构受到完全破坏，就变成没有湿态粘结力的无效粘土以粉尘状态存在与旧砂中，成为旧砂泥份中的一种；b.煤粉炭化成为枯化物；c.不稳定的砂粒（包含杂质）会粉化。
这些衍生物共同成为旧砂的微粉。
微粉含量超过一定的限度，微粉堵塞砂砾空隙就会造成型砂透气性差。
而且无效粘土吸水能力比有效粘土强，从有效粘土中夺取有效水分，因此当无效粘土含量较多时，达到调匀所需的加水量就得增加。
加大了型砂加水量，在某种程度上也就加大了型砂的发气量。
由于发气量增加而透气性减少，浇铸时液体所收的阻力增大，必然导致侵入性气孔、浇不到、冷隔等缺陷的形成。
2.表面光洁度差（包括砂眼、毛刺、夹砂结疤等）大量的无效粘土造成型砂的抗拉强度差、韧性低、透气性差。
增大型砂的脆性，使型砂易塌箱、掉砂，在浇铸时砂粒容易掉落形成砂眼、毛刺、夹渣结疤等缺陷，进而影响铸件质量。
3.粘砂无效粘土（死黏土）部分约占整个砂型重的2～5%，无效粘土的一部分在高温作用下包裹在砂粒表面上，烧结形成一层牢固的膜，不能用水洗掉，成为砂粒的一部分，这层膜又称为惰性膜。
型砂经过无数次循环混制和浇铸受热，惰性膜将多层重叠包裹，这个过程又叫鱼卵石化现象。
适当的鱼卵石化降低了石英含量，减轻型砂的热膨胀性，减少膨胀类缺陷。
铸造粘土湿型砂的特性及其控制要点
铸造粘土湿型砂的特性及其控制要点摘要：针对铸造湿型砂的特性，组成，回收混配，覆膜砂对型砂的性能影响等方面控制，从而提高铸件的质量。
关键词：型砂;粘土；覆膜砂前言：铸造技术历史悠久，从人类进入青铜时代起，就用手工铸造生产了精美绝伦的产品。
铸造的三大基础是：炉子、模子、型砂。
型砂的主要原料是：原纱（烘干砂），粘土，旧砂，芯砂；型砂对铸件的质量起着决定性的影响。
1 粘土混型砂的特性通常都说粘土是湿型砂的粘结剂，实际上这种说法是不贴切的，粘土湿型砂中的粘结剂是粘土和水按一定比例混配组成的，水是粘结剂中的重要组成部分，但是水必须是自来水或蒸馏水，否则会影响型砂的湿压强度。
1.1 土水比采用高压造型工艺时，大部分土水比都在3： 1左右。
在这种条件下，型砂的可紧实性也最适合高压造型的要求(约在35~ 45之间)。
水与粘土混合后产生粘土膏，但水分再增多，其粘度随之降低，强度也相应下降。
采用震压式造型机造型时，型砂的强度就应该低一些。
因为型砂的强度越高，其抵抗变形的能力越强, 韧性就差，为适合这种工艺要求，型砂中的土-水比例就应该适当高一些，一般以控制在3： 2左右。
1.2 粘土混型砂的砂粒结构砂粒之间的粘结，是靠粘土来实现的。
理想的情况是：水和粘土混合充分，成为均匀的粘土膏，粘土膏又均匀地分布在每一砂粒的表面，砂粒之间由其表面的粘土膏彼此相连而形成的粘结桥粘结起来，其间的空隙可使型砂具有必要的透气性。
1.3 粘土湿型砂的混砂效率粘土湿型砂的混砂效率是指：型砂中实际上起粘结作用的膨润土量与其中的活性膨润土含量之比就是混砂效率，混砂效率= 有效膨润土量/活性澎润土含量 X 100 %,由于粘土膏属于半固态性质，粘度很高，难以混配均匀，用于混制粘土湿型砂的混砂机，所需的功率比供砂能力相同的树脂砂混砂机大得多，混砂所需要的时间也更长。
如果充分加水，并加以长时间的混制，使混砂效率提高到80%以上，型砂的可紧实性就会远高于60.根本就不能使用，更不用说让型砂中的活性粘土全部都起作用了。
砂型铸造——黏土砂型
固整体的岩石则称为石英岩。
6.1 黏土砂型
对原砂提出的质量要求：
1）含泥量――含泥量指原砂中直径小于0.02mm（20µm）的细小颗 粒的含量（质量分数），其中既有黏土，也包括极细的砂子和其它 非粘土质点。 原砂含泥量检测方法： 利用不同颗粒尺寸的砂粒在水中下降速度不同，将原砂中颗粒 直径>20µm 与直径<20µm的颗粒分开。检验时，称量烘干的原砂并 置入烧杯中，加入水及分散剂，煮沸及搅拌使其充分分散；然后反 复按规定时间沉淀，虹吸排除浑水和冲入清水。直到水清后，由烘 干的残留砂样质量即可计算出原砂含泥量。
适宜干湿程度的水分一也不同。
6.1 黏土砂型
6.1.2 湿型砂性能要求
1.水分和紧实率
2)紧实率：湿型砂用1 MPa的压力压实或者在锤击式制样机上打击3
次，用试样紧实前后高度变化的百分数来表示。 （1）测定方法的依据:较干的型砂自由流入试样筒中时，砂粒松散 密度较高，在相同的紧实力作用下，型砂体积减小较少。 （2）根据型砂紧实率大小的变化，就可以检查出型砂水分是否合
6.1 黏土砂型
6.1.2 湿型砂性能要求
5.起模性、变形量、韧性和破碎指数
1）型砂的起模性是表示起模时模样或模板与砂型分离时，砂型是
否容易损坏，产生开裂或掉落的性能。
6.1 黏土砂型
6.1.2 湿型砂性能要求
起模性的好坏与型砂的湿态抗压强度是两种不同的特性。
（1）抗压强度不仅反映了型砂的黏结力大小，还反映了砂粒受压
（1）湿型(简称湿型)：造好的砂型不经烘干，直接浇人高温金属 液体; （2）干砂型(简称干型)：在合箱和浇注前将整个砂型送入窑中烘 干;
（3）表面烘干砂型(简称表干型)：在浇注前对型腔表层用适当方
铸造用粘土砂研发生产方案(一)
铸造用粘土砂研发生产方案一、背景随着制造业的不断发展，铸造行业面临着一系列的挑战。
为了提高产品质量、降低成本、并适应环保要求，对于铸造用砂的选择和制备技术提出了更高的要求。
粘土砂作为一种广泛使用的铸造砂料，具有其独特的优势，如成本低、易获取、工艺成熟等。
然而，随着行业标准的不断提高，对于粘土砂的品质和性能需求也在逐步提升。
因此，开展针对粘土砂的研发和生产方案，以提高其性能和质量，满足现代铸造工艺的需求，是当前行业内的迫切需求。
二、工作原理粘土砂主要由粘土、水和其他添加剂组成。
其工作原理主要基于粘土的物理化学性质。
粘土具有较好的可塑性和粘结性，能够在砂粒之间形成粘结桥，提高砂型的强度和稳定性。
同时，粘土还能吸收铸造过程中产生的热量，减少砂型温度梯度，提高铸件的质量。
此外，粘土还能提高砂型的透气性，有助于型腔内气体的排放，减少铸件气孔等缺陷。
三、实施计划步骤1.调研与材料收集：收集关于粘土砂的相关文献和数据，了解其性能、应用领域和市场需求。
2.确定研发目标：根据市场需求和行业标准，确定粘土砂的研发目标，如提高强度、降低膨胀率、提高透气性等。
3.实验设计：根据研发目标，设计实验方案，包括选择合适的粘土矿源、确定粘土砂的制备工艺、以及进行性能测试等。
4.实验实施：按照实验方案进行实验操作，包括粘土矿的选取、破碎、研磨、混合、干燥、焙烧等步骤。
5.性能测试与评估：对制备得到的粘土砂进行性能测试，包括强度、透气性、膨胀率等指标。
对比市售粘土砂的性能，对新产品进行评估。
6.优化与改进：根据性能测试结果，对制备工艺进行优化和改进，以提高产品的性能和质量。
7.工业化生产：在完成实验研究和优化改进后，进行工业化生产。
制定生产工艺流程，配置生产设备，进行批量生产。
8.市场推广：将新产品推向市场，与铸造企业进行合作推广，宣传产品的优势和特点。
四、适用范围本方案适用于各类铸造企业，包括汽车、机械、航空航天、船舶等领域的铸造工厂。
粘土砂铸造工艺流程
粘土砂铸造工艺流程粘土砂铸造是一种常见的金属铸造方法，适用于制造各种形状和尺寸的铸件。
下面将介绍粘土砂铸造的工艺流程。
1. 模具制备根据需要制造的铸件形状和尺寸，制作模具。
模具可以由木材、铁板等材料制成。
模具的制作要求精确，以确保最终铸件的质量。
2. 砂型制备使用一种特殊的砂料，将模具内部涂覆一层薄薄的砂浆。
这种砂浆由粘土、石英砂和水混合而成。
砂型的厚度要根据铸件的要求进行控制，以确保铸件的精度。
3. 模具组装将制备好的砂型放入模具中，然后组装模具，确保砂型的完整性和稳定性。
模具的组装要牢固，以防止砂型在浇铸过程中变形或破裂。
4. 砂芯制备对于一些复杂形状的铸件，可能需要制作砂芯。
砂芯是一种在铸件内部放置的砂型，用于形成铸件内部的空腔或管道。
砂芯的制备与砂型类似，只是形状和尺寸不同。
5. 塑料模造在模具组装完成后，将塑料模放入砂型中，以形成铸件的外形。
塑料模是根据铸件的形状制作的，通常由塑料或其他可塑性材料制成。
塑料模的作用是在浇铸过程中形成铸件的外形，并保持砂型的完整性。
6. 铸造准备在进行铸造之前，需要进行一些准备工作。
首先，要准备好熔炉，将金属材料加热至熔化状态。
其次，要准备好铸造工具和设备，如铸造钢水、浇口和浇注杯。
7. 浇铸在一切准备就绪后，开始进行浇铸。
将熔化的金属材料倒入浇注杯中，然后通过浇口将金属注入砂型中。
在浇铸过程中，要注意控制浇注速度和温度，以确保铸件的质量。
8. 冷却和固化在金属注入砂型后，待铸件冷却和固化。
这个过程需要一定的时间，以确保铸件内部的金属完全凝固和固化。
冷却时间的长短取决于铸件的尺寸和金属的性质。
9. 脱模和清理当铸件完全冷却和固化后，可以进行脱模和清理。
首先，拆卸模具，取出砂型和塑料模。
然后，对铸件进行修整和清理，去除多余的砂浆和其他杂质。
10. 后续处理根据需要，可以对铸件进行进一步处理。
这可能包括热处理、表面处理、机械加工等。
这些后续处理的目的是提高铸件的性能和精度。
砂型铸造-黏土砂型PPT课件
节能减排
通过技术改进和设备升级， 降低黏土砂型铸造过程中 的能耗和排放，实现绿色 生产。
环境友好型材料
开发环境友好型的黏土材 料和辅助材料，减少对环 境的污染和破坏。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
制备。
制备过程包括破碎、混合、筛选、 干燥等环节，以确保黏土的粒度、
含水率等指标符合要求。
黏土的制备需根据具体情况进行 调整，以满足不同铸件的要求。
砂型制作
砂型制作是黏土砂型铸造的核心环节，需要将制备好的黏土按照设计要求制成砂型。
制作过程包括造型、修整、装配等环节，需要使用各种工具和设备，如模样、芯盒、 压实器等。
01
02
03
04
强度较低
相对于其他砂型，黏土砂型强 度较低，容易破损。
生产周期长
黏土砂型需要经过干燥、硬化 等步骤，生产周期相对较长。
环境污染
在生产过程中，黏土砂型会产 生一定的粉尘和废弃物，对环
境造成一定污染。
精度控制难度大
由于黏土砂型的可塑性，铸件 尺寸精度较难控制，需要较高
的操作技能。
黏土砂型的应用场景
砂型设计
砂型设计是黏土砂型铸造的第一步， 需要综合考虑铸件的结构、尺寸、重 量等因素，以及生产条件和工艺要求。
设计师需熟悉铸造工艺和材料特性， 以确保设计出的砂型能够满足生产要 求。
设计时需选择合适的分型面、浇注系 统、出气孔等，以确保铸造过程顺利 进行。
黏土制备
黏土是制作黏土砂型的主要原材 料，需要选择合适的黏土并进行
中小型铸件生产
适用于生产中小型、结构简单 的铸件，如机械零件、农业机
械等。
单件或小批量生产
适用于单件或小批量生产，能 够快速满足客户需求。
铸造用粘土砂
铸造用粘土砂一、引言粘土砂作为铸造行业中的重要原材料，具有举足轻重的地位。
本文旨在全面剖析铸造用粘土砂的特性、制备工艺、应用领域以及未来发展趋势，以期为相关领域的研究与实践提供有价值的参考。
二、粘土砂的基本特性粘土砂主要由粘土、石英砂和水组成，其中粘土是粘结剂，石英砂是骨料，水则是作为粘土的塑化剂。
粘土砂具有良好的可塑性、粘结性和耐火性，这使得它在铸造过程中能够有效地保持铸型的形状和尺寸精度。
此外，粘土砂还具有一定的吸湿性、透气性和溃散性，这些性能对于保证铸件质量至关重要。
三、粘土砂的制备工艺粘土砂的制备过程包括原料选择、混合、碾磨、筛分和储存等环节。
首先，需要选用优质的粘土和石英砂作为原料，确保粘土砂的基本性能。
然后，将粘土和石英砂按照一定的比例混合，并加入适量的水进行搅拌，使粘土砂具有良好的工作性能。
接下来，通过碾磨和筛分处理，去除粘土砂中的杂质和大颗粒，以获得更加均匀的粘土砂。
最后，将制备好的粘土砂储存起来，以备后续使用。
四、粘土砂在铸造中的应用粘土砂广泛应用于各种铸造工艺中，如砂型铸造、熔模铸造、消失模铸造等。
在这些工艺中，粘土砂主要作为造型材料，用于制作铸型和型芯。
由于粘土砂具有良好的成形性和溃散性，能够有效地保证铸件的形状和尺寸精度，同时降低铸件表面的粗糙度。
此外，粘土砂还能够承受高温金属液的冲刷和侵蚀，从而保证铸件的完整性和质量。
五、粘土砂的优缺点分析粘土砂作为铸造材料具有显著的优点。
首先，其原料来源广泛且价格低廉，使得铸造成本相对较低。
其次，粘土砂的制备工艺简单成熟，易于实现大规模生产。
此外，粘土砂在使用过程中具有良好的工作性能和环保性能，能够满足各种复杂铸件的生产需求。
然而，粘土砂也存在一定的缺点。
首先，其强度相对较低，容易受到外力作用而变形或破损。
这在一定程度上限制了粘土砂在大型、复杂铸件生产中的应用。
其次，粘土砂的耐火性有限，当面对高温金属液时可能发生烧结或熔化现象，从而影响铸件质量。
砂型铸造的分类
砂型铸造的分类1. 概述砂型铸造是一种常用的金属铸造方法，通过在砂型中浇注熔化的金属，使其凝固成为所需的零件。
根据不同的要求和应用场景，砂型铸造可以分为多种分类。
本文将对砂型铸造的分类进行详细的介绍和讨论。
2. 分类方式一：按模具材料分类根据模具材料的不同，砂型铸造可以分为以下几种类型：2.1 粘土砂型铸造粘土砂型铸造是最常见的砂型铸造方法之一，使用粘土作为模具材料。
粘土具有较好的塑性和可塑性，便于成型。
但粘土砂型的强度较低，易于破坏，适用于生产较小的零件。
2.2 硅砂型铸造硅砂型铸造使用硅砂作为模具材料。
硅砂具有良好的抗热性和耐磨性，适用于生产较大、复杂的零件。
同时，硅砂型铸造还可通过加入添加剂等方式改善砂型的性能。
2.3 粘土与硅砂复合砂型铸造粘土与硅砂复合砂型铸造是将粘土和硅砂相互混合制备的砂型。
这种砂型既具有粘土砂型的塑性，又具有硅砂砂型的抗热性和耐磨性，适用于中小型零件的生产。
3. 分类方式二：按砂型制备方式分类根据砂型的制备方式的不同，砂型铸造可以分为以下几种类型：3.1 手工制备砂型铸造手工制备砂型铸造是传统的砂型铸造方法，依靠人工操作制备砂型。
这种方式制备的砂型成本低，适用于小批量、个别生产的情况。
但由于制备工艺受人的经验和技术水平的限制，其精度和质量有一定局限性。
3.2 机械制备砂型铸造机械制备砂型铸造是利用机械设备和工具来制备砂型。
常见的机械制备方法包括模具铸造、砂芯成型等。
机械制备的砂型精度高、质量稳定，适用于大批量、规模化生产。
3.3 数字化制备砂型铸造数字化制备砂型铸造是利用计算机辅助设计和制造技术来制备砂型。
通过三维建模、快速成型技术等手段，可以实现复杂零件的高精度制备。
数字化制备砂型铸造具有工艺灵活、周期短、资源利用高的优势，适用于高要求的定制化生产。
4. 分类方式三：按铸造方法分类根据不同的铸造方法，砂型铸造可以分为以下几种类型：4.1 垂直砂型铸造垂直砂型铸造是将铸模垂直放置，在模型上方浇注熔化金属的铸造方法。
铸造粘土砂
铸造粘土砂
铸造粘土砂是一种用于制作铸造模型的材料。
这种砂被称为铸造砂，是一种特殊的砂土，具有一定的粘性和可塑性，使其适用于铸造过程中的模型制作。
以下是有关铸造粘土砂的一些基本信息：
1. 成分：铸造粘土砂通常由砂土、粘土、水和其他添加剂组成。
这些成分的比例可以根据具体的应用和要求进行调整。
2. 粘性和可塑性：铸造粘土砂的主要特点是具有一定的粘性和可塑性。
这使得它可以被塑造成各种形状，以适应不同的铸造模型需求。
3. 耐火性：铸造砂需要具备一定的耐火性，以便在铸造过程中能够承受高温。
4. 制备：制备铸造粘土砂通常涉及将砂土和粘土混合，逐渐添加水以达到适当的湿度。
混合物会被压缩成需要的形状，并最终形成铸造模型。
5. 应用：铸造粘土砂广泛用于金属铸造过程中，特别是铁和铝的铸造。
在铸造过程中，这种砂被用来制作铸型，然后熔化的金属被注入模型，最终得到所需的铸件形状。
需要注意的是，不同的铸造应用可能需要不同类型的铸造砂，以满足特定的要求和性能标准。
铸造技术！粘土湿型砂所有优缺点及几种常用的附加材料
铸造技术！粘土湿型砂所有优缺点及几种常用的附加材料黏土湿型砂是铸造行业中人人都很熟悉的事物，正是因为我们对它太“熟悉”了，铸造行业不少同仁反而是‘与之久处而不知其香’，对它的一些特性只知其梗概，而未深究其精微，因而，虽然天天离不了它，却不能运用自如，充分发挥它的作用。
一、黏土湿型砂优点1、使用历史最悠久的造型材料从开创人类文明的‘青铜时代’起，我们就离不了黏土湿型砂，由于没有记载可考，不能确切地说出其应用的最早年代，认为其有5000年左右的历史，可能不会是夸大其词。
当然，早期的黏土湿型砂与目前所用的差别很大，而且所用主要是天然的黏土黏结砂，采掘以后，加水混拌后就可以使用。
这种黏土砂中的黏土主要是高岭土质的耐火黏土，一个典型的例子就是我国南京附近出产的六合红砂，以前一度真可谓是闻名遐迩，直到20世纪50年代初期，我国第一个五年计划期间，不少手工作业的铸造厂仍然使用。
18世纪后期，简单的造型机问世以后，逐渐强化了对型砂性能的要求。
随着造型机不断地改进、优化，19世纪初期又催生了混砂机，加速了由天然黏土黏结砂到用混砂机配制的合成砂的转变。
用混砂机配制的合成砂推广应用以后，为了适应不断提高造型机的生产效率、提高铸件质量的要求，莫来石质膨润土的应用，在改善黏土湿型砂的质量方面的作用，应该说是至关重要的、具有划时代的意义。
目前，世界各国所用的黏土湿型砂全都都是加膨润土配制的膨润土的应用至少有一百多年了，但是，我们对膨润土的认知还很不够，今后必须不断深化对它的了解。
2、黏土湿型砂性能控制的空间宽阔，对各种造型方式的适应性很好粘土湿型砂，有较高的湿强度，在舂实过程中，其流动性较差，使砂型紧实所需的能量较多，但是，其适应各种造型方式的能力很好。
从最原始的手工造型，到各种现代化的自动造型生产线，用黏土湿型砂作为造型材料，都有令人满意的效果。
黏土湿型砂对各种舂实方式，如手工紧实、舂实、震实、压实、抛砂、射砂、气冲、静压、等造型工艺，都能适应。
「铸造工艺性之粘土型砂的性能」
铸造工艺性之粘土型砂的性能工艺性能：与各铸造工序的操作相关的砂型性能。
影响:生产率、劳动强度、同时影响铸件质量、流动性、可塑性、粘膜型、保存性、吸湿性、溃散性、复用性。
工作性能;直接影响铸件质量的型砂性能成为工作性能。
如湿强度、干强度、高温强度、热湿拉强度、透气性、发气性、耐火度、退让性、导热性等。
粘土砂的性能,主要取决于粘土和原砂的材料的性质及砂、土、水的配合比例在很大程度还受混制工艺、紧实度、温度等影响。
1.湿强度在外力作用下,型砂达到破坏时,单位面积上所承受的力称为强度。
型砂在湿态势的强度为湿强度。
影响:起模、翻转、合型、搬运过程中造成塌箱。
而在浇注时，则可能承受不住金属液的冲刷，冲坏铸型表面,使铸件产生砂眼，甚至炮火。
湿强度包括湿压、湿拉、湿剪强度。
湿强度主要取决于粘土的质量和加入量,含水量、原砂的颗粒组成、混砂质量、紧实程度。
（1）原砂在粘土加入量足够的情况下，砂粒越细、越不均匀,则型砂质点间的接触面积越大，湿强度越高。
（2）粘土和水分水分适当时,随着粘土量的增加，型砂的湿强度增高。
湿强度最大值在水/水+粘土=20％ｚ左右时出现。
（3）混砂时间为了保证粘土砂获得一定的强度,混砂时间要充分，钠基膨润土由于吸水时间长，因此比钙基膨润土和普通粘土混砂时间长。
（4）紧实度随着紧实度的提高砂型质点紧密排列，相互接触面积增大，粘土的粘结性能更好的发挥，提高湿强度。
湿强度度对惰性粉末非常敏感,惰性粉末增加,湿强度增加,但是湿拉强度和湿剪强度会降低,砂型发脆,起模时容易损坏型腔。
2.干强度干强度对于干型、表面干型和干芯在运输、合型及浇注初期有着实际意义通常测定抗弯、抗压、抗拉和抗剪等干强度。
砂型烘干后,自由水和吸附水逸失,质点相互靠近，质点间附着力增加,砂型湿强度比干强度有显著增加。
砂粒大小对型砂干强度影响不显著。
影响干强度主要是粘土和水分。
在相同的粘土加入量的情况下，一般膨润土砂的干强度高于普通粘土砂。
黏土砂型铸造规模生产中的质量控制方法
黏土砂型铸造规模生产中的质量控制方法稳定地保证黏土型砂质量是大批量黏土砂铸造生产中的关键问题之一。
目前，汽车铸铁件采用黏土砂湿型铸造占有主导地位，大批量流水线式生产是其主要生产方式。
因此，黏土型砂的质量稳定直接影响铸件生产质量，控制好型砂质量对于黏土砂湿型铸造有着重要的意义。
在实际生产中，应严格控制好型砂性能。
从目前国内部分大型铸造厂的生产情况来看，在型砂质量控制方面还存一些问题，如残留芯砂含量偏高、循环使用的旧砂温度过高、生产配方单一、缺少有效的实时监测设备等。
针对这些问题，可以从以下几个方面入手来提高型砂质量，减少铸件缺陷率。
1、合理选用原材料湿砂型铸造所用型砂由旧砂、原砂、黏土、煤粉及水等原材料混制而成，这些材料的性能和质量将直接关系到型砂的性能和质量。
若想制备出高质量的型砂，则必须选用优质的原材料，并处理好回用的旧砂。
（1）造型用原砂选用优良的原砂，可以减少黏结剂的用量，减少铸件废品率，提高铸件表面质量，减少清理费用，其经济效益大大超过采购好砂的超出费用。
（2）膨润土（黏土）膨润土在型砂中起黏结剂的作用，同时在高温时可以抵消硅砂的体积膨胀。
型砂中加入量多时呈干燥状态，流动性降低，容易产生掉砂冲砂缺陷；加入量少时则型砂强度受到影响，砂型的回弹性也变大。
为追求铸件尺寸准确，要把铸型的膨胀、收缩、回弹等减少到最小程度，故对膨润土提出以下要求：①湿强度、干强度、热态强度综合性能好。
②水分变化时对湿强度影响小。
③浇注后溃散性好。
④受热后能恢复原有湿态性能。
2、合理控制型砂组分湿型砂经反复使用，硅砂有受热开裂，粒度变小，以及砂粒受黏土包围结壳，粒度变大的倾向，膨润土及煤粉受热而部分失效。
因此，回用时如不及时调整型砂成分，会出现起模性能下降、铸件表面粘砂、气孔、砂眼、夹砂等现象。
合理控制型砂成分并维持连续地动态平衡，是型砂管理中的关键。
（1）限制细粉量型砂中的细粉量随循环次数的增多也逐渐增加。
其细粉越多，需水量也越多，在保证型砂强度、韧性、紧实率等要求前提下，含水量应为2.5％～3％（质量分数）。
砂型铸造——黏土砂型
2)紧实率：湿型砂用1 MPa的压力压实或者在锤击式制样机上打击3 次，用试样紧实前后高度变化的百分数来表示。
通常手工和机器造型用型砂，在最适水分状态下的紧实率接近50%; 高压造型和气冲造型时为35% ~45%;挤压造型时为35%~40%。
6.1 黏土砂型
6.1 黏土砂型
6.1.2 湿型砂性能要求
③环形空腔法:按标准圆柱形试样的质量称取型砂，放入特制试样筒 中，试样筒的下端有一环形空腔。在制样机上冲击3次，测量高度h。 h愈小，表示型砂的流动性愈好。
6.1 黏土砂型
6.1 黏土砂型
6.1.2 湿型砂性能要求
测流动性的方法: ③环形空腔法:按标准圆柱形试样的质量称取型砂，放入特制试样筒 中，试样筒的下端有一环形空腔。在制样机上冲击3次，测量高度h。 h愈小，表示型砂流动性愈好。
（2）型砂的强度用型砂标准试样在外力作用下遭到破坏时的应 力值来表示。常用计量单位为兆帕(MPa)或千帕(kPa ) 。湿型铸造时， 主要检查型砂的湿态抗压强度(简称湿压强度)。
6.1 黏土砂型
6.1.2 湿型砂性能要求
4.流动性： 型砂在外力或自重作用下，沿模样和砂粒之间相对移动 的能力称为流动性。
6.1 黏土砂型
6. 1.3 湿型砂用原材料及其质量要求
湿型砂是由原砂、黏土、附加物及水按一定配比组成的。其中原 砂是骨料、黏土为黏结剂。经过混碾后，黏土、附加物和水混合， 包覆在砂粒表面形成一层黏结膜。 为了制得性能合乎要求的型砂，必须考虑以下3方面的因素:
(1)原材料的选择。选用高质量的原材料是能否制成高质量型砂的 先决条件。
6.1 黏土砂型
6.1.1 黏土砂型铸造特点
粘土砂铸造工艺新编
粘土砂铸造工艺一．概述粘土砂是以粘土（陶土）作粘结剂的型（芯）砂。
粘土砂造型由于其成本低廉，适合于批量大规模生产，所以目前仍然作为铸件生产的最主要方式。
粘土砂旧沙由于在循环使用过程中各组份的热分解，发生物理性能的变化，如未经再生就加以使用，将使型砂质量不稳定。
据统计铸件废品率中30～40%为型砂质量引起，因此型砂质量的控制在粘土砂造型中起十分重要的作用。
随着目前对铸件要求的提高，对型砂质量的要求也越来越高。
二．粘土砂造型中几种与型砂质量有关的常见缺陷。
1.气孔、浇不到、冷隔粘土砂型砂的组成绝大部分为旧砂（85～95%），由于旧砂循环使用过程中经过反复热冲击，一些组分会出现热分解，发生物理性能的变化：a. 粘土在砂型温度高于500度的区域，膨润土晶体结构受到完全破坏，就变成没有湿态粘结力的无效粘土以粉尘状态存在与旧砂中，成为旧砂泥份中的一种；b. 煤粉炭化成为枯化物；c. 不稳定的砂粒（包含杂质）会粉化。
这些衍生物共同成为旧砂的微粉。
微粉含量超过一定的限度，微粉堵塞砂砾空隙就会造成型砂透气性差。
而且无效粘土吸水能力比有效粘土强，从有效粘土中夺取有效水分，因此当无效粘土含量较多时，达到调匀所需的加水量就得增加。
加大了型砂加水量，在某种程度上也就加大了型砂的发气量。
由于发气量增加而透气性减少，浇铸时液体所收的阻力增大，必然导致侵入性气孔、浇不到、冷隔等缺陷的形成。
2.表面光洁度差（包括砂眼、毛刺、夹砂结疤等）大量的无效粘土造成型砂的抗拉强度差、韧性低、透气性差。
增大型砂的脆性，使型砂易塌箱、掉砂，在浇铸时砂粒容易掉落形成砂眼、毛刺、夹渣结疤等缺陷，进而影响铸件质量。
3.粘砂无效粘土（死黏土）部分约占整个砂型重的2～5%，无效粘土的一部分在高温作用下包裹在砂粒表面上，烧结形成一层牢固的膜，不能用水洗掉，成为砂粒的一部分，这层膜又称为惰性膜。
型砂经过无数次循环混制和浇铸受热，惰性膜将多层重叠包裹，这个过程又叫鱼卵石化现象。
手工粘土砂机座铸造工艺流程
手工粘土砂机座铸造工艺流程
1. 模具制作
根据机座的设计图纸,先用木板制作出模型。
然后在模型外面涂上一层释放剂,再用泥浆制作出模型的外模。
外模干燥后,从模型上取下,获得机座的空心砂模。
2. 配料
根据机座材料的需求,称取一定比例的铸铁、铜、锡等金属,放入熔炉中加热熔化,充分搅拌,调配出所需成分的金属熔液。
3. 浇注
将熔炉中的金属熔液浇注到预先制作好的砂模中,充填整个砂模内腔。
浇注时要逐层进行,并轻捣砂模,以减少缩松。
4. 冷却
将浇注好的砂模放在一个平稳的位置,待金属熔液完全凝固后,将砂模破开,取出形成的机座铸件。
5. 清理
对铸件进行打磨、抛光等后处理,去除表面毛刺、灰尘等,使铸件表面光滑平整,达到使用要求。
6. 检验
对铸件进行外观检查、尺寸检测等,确保其结构完整、尺寸精度达标。
合格后进行标记和包装。
以上是手工粘土砂机座铸造的基本工艺流程。
根据不同的铸件结构和材质,可以适当调整工艺参数,以获得理想的铸造效果。
3第三章粘土型砂_铸造工艺学
粘结剂可分为物理成膜粘结剂与化学成膜粘结剂两大类。
可分为有机粘结剂与无机粘结剂两大类。
粘土是含水铝硅酸盐的混合体，主要化学组成为SiO2、 Al2O3和结晶水。随着地质生成条件的不同，同时会含少量的碱金 属与碱土金属氧化物以及着色氧化物(Fe2O3、TiO2)等。
可塑性是指型砂在外力作用下变形，外力去除后仍保持 所赋予形状的能力。可塑性好的型砂，造型起模修型方便， 铸件表面质量较高。
型砂在外力和本身重力的作用下；颗粒质点互相移动的 能力称为流动性。型砂流动性好易于紧实，铸型尺寸准确， 表面光洁，造型效率高，易于实现造型、制芯机械化。 (1) 高度差法； (2) 硬度比值法； (3) 底孔重量法； (4) 侧孔重量法； (5) 环形空腔法； (6) 三角槽法； (7) 测定型砂的紧实率或过筛性。
表面强度系指铸型或砂芯的表层强度。
型砂试样在高温急速加热时所形成的水分凝聚区 的拉伸强度称为热湿拉强度。
型砂使气体逸出的能力称为透气性。
(1) 原砂的颗粒特性 (2) 水分 (3) 粘土 (4) 附加物、混砂工艺及紧实度
通过型砂试样的气体量Q可用下式表示
KPFt Q H
K值愈大表示型砂的透气性愈好，其单位为cm4／(g· min)， 但一般不写，把透气性当作无因次值。透气率的测定方法有标准 法和快速法两种。
“桥联结”发生于相邻粘土颗粒所吸附离子的水 化膜之间，阳离子及其水化膜的作用就像一座“水桥” 附加在粘土的表面联结上。只有当存在吸附阳离子时 才可能产生这种“桥联结”，“桥联结”的强弱受离 子种类的影响，也受粘土与水的重量比的影响。实际 上，粘土吸附阳离子的表面往往只占它整个表面的很 少一部分，所以由桥联结而产生的粘结力是较小的， 而表面联结是形成湿态粘结力的主要原因。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2.表面光洁度差（包括砂眼、毛刺、夹砂结疤等）
大量的无效粘土造成型砂的抗拉强度差、韧性低、透气性差。增大型砂的脆性，使型砂易塌箱、掉砂，在浇铸时砂粒容易掉落形成砂眼、毛刺、夹渣结疤等缺陷，进而影响铸件质量。
3.粘砂
无效粘土（死黏土）部分约占整个砂型重的2～5%，无效粘土的一部分在高温作用下包裹在砂粒表面上，烧结形成一层牢固的膜，不能用水洗掉，成为砂粒的一部分，这层膜又称为惰性膜。型砂经过无数次循环混制和浇铸受热，惰性膜将多层重叠包裹，这个过程又叫鱼卵石化现象。适当的鱼卵石化降低了石英含量，减轻型砂的热膨胀性，减少膨胀类缺陷。当鱼卵石化过度惰性膜太厚时，由于惰性膜溶点低，降低了型砂总体的sio2含量，使型砂耐火度（仅有1150度）降低，如果浇铸温度高于1400～1450度时易引起铸件表面粘砂，产生机械粘砂，造成铸件表面不光洁。
2. 地面造型、无砂处理；
直接使用再生系统，再生的沙混制后作面砂，这样投资少，型砂的质量能得到有效控制。
7.简单的人工筛砂
很多企业采用双砂制，简单人工筛分，加大量新砂和较多的辅料混制后用作面砂，背砂则是定期筛分。存在的问题较多；
a. 旧砂含泥量严重超过工艺要求（多数≥20%）；
b. 加水量超过(%)
c. 颗粒不匀，集中度很低；
d. 铸件表面光洁度不能瞒住市场对铸件的要求，尤其是出口铸件；
二．粘土砂造型中几种与型砂质量有关的常见缺陷。
1.气孔、浇不到、冷隔
粘土砂型砂的组成绝大部分为旧砂（85～95%），由于旧砂循环使用过程中经过反复热冲击，一些组分会出现热分解，发生物理性能的变化：
a. 粘土在砂型温度高于500度的区域，膨润土晶体结构受到完全破坏，就变成没有湿态粘结力的无效粘土以粉尘状态存在与旧砂中，成为旧砂泥份中的一种；
使型砂的分布粒度分布更匀；
降低新砂对型砂的污染，控制瓷化膜的总量；
降低新砂加入量；
型砂的温度，得到降低；
2. 对铸件质量方面；
提高表面光洁度；
降低废品率；
四.再生的使用方法及量较高，是旧砂粒度分布不匀，再线中加插再生机就可以解决问题。
b. 煤粉炭化成为枯化物；
c. 不稳定的砂粒（包含杂质）会粉化。
这些衍生物共同成为旧砂的微粉。微粉含量超过一定的限度，微粉堵塞砂砾空隙就会造成型砂透气性差。而且无效粘土吸水能力比有效粘土强，从有效粘土中夺取有效水分，因此当无效粘土含量较多时，达到调匀所需的加水量就得增加。加大了型砂加水量，在某种程度上也就加大了型砂的发气量。由于发气量增加而透气性减少，浇铸时液体所收的阻力增大，必然导致侵入性气孔、浇不到、冷隔等缺陷的形成。
e. 相对废品率较高。
这一类型企业在我国铸造业中占相当大比例，其中包括一些产量上已形成较大规模（年产量超过10000吨）的企业，这些企业并不是不考虑旧砂的回收处理，而是受多方因素的影响。列如：完整的砂处理生产线投资大，工人维修保养素质相对低等。这些企业都是我们重点服务的对象。
综上所述，目前国内铸造业在旧砂回用中存在的主要问题是：
4.造型时掉砂、塌箱
死黏土没有粘结力，大量的死黏土造成型砂起模性差。使型砂易塌箱、掉砂。
5.粘模
由于死黏土含量增加，这种型砂不仅不利于输送，而且在造型时容易脱膜。
6.旧砂中瓷化现象越来越多
包裹沙粒的粘土由于受高温的影响，可瓷化成膜，膜的厚度、总量在一定的范围内对粘土砂是有益的，但超过一定的界限就会影响粒度分布及均匀性，影响强度。
一．概述
粘土砂是以粘土（陶土）作粘结剂的型（芯）砂。粘土砂造型由于其成本低廉，适合于批量大规模生产，所以目前仍然作为铸件生产的最主要方式。粘土砂旧沙由于在循环使用过程中各组份的热分解，发生物理性能的变化，如未经再生就加以使用，将使型砂质量不稳定。据统计铸件废品率中30～40%为型砂质量引起，因此型砂质量的控制在粘土砂造型中起十分重要的作用。随着目前对铸件要求的提高，对型砂质量的要求也越来越高。
1. 微粉含量过高。
2. 砂温未能得到有效降低。
3. 有机旧芯沙污染型砂，型砂质量下降。
4. 大量淘汰旧砂，添加新砂，既增加成本又污染环境。
三．再生的意义
1. 对型砂方面；
有效去除型砂中的死黏土等微粉；
降低型砂水分加入量；