砂型铸造的方法

• 型砂中除含有原砂、黏结剂和水等材料外，还加人一些辅助材料如 煤粉、重油、锯木屑、淀粉等，使砂型和芯型增加透气性、退让性， 提高抗铸件粘砂能力和铸件的表面质量，使铸件具有一些特定的性能。
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2. 1铸造概述
• 3.型砂的制备 • 黏土砂根据在合箱和浇注时的砂型烘干与否分为湿型砂、干型砂和表
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2. 1铸造概述
• 工艺使成分混合均匀，戮土膜均匀包覆在砂粒周围，混砂时先将各种 干料(新砂、旧砂、黏土和煤粉)一起加人混砂机进行干混，再加水湿 混后出碾。型砂混制处理好后，应进行性能检测，对各组元含量如戮 土含量、有效煤粉含量、含水量等，砂性能如紧实率、透气性、湿强 度、韧性参数做检测，以确定型砂是否达到相应的技术要求，也可用 手捏的感觉对某些性能作出粗略的判断。
面烘干型砂。湿型砂造型后不需烘干，生产效率高，主要应用于生产 中、小型铸件;干砂型需要烘干，它主要靠涂料保证铸件表面质量， 可采用粒度较粗的原砂，其透气性好，铸件不容易产生冲砂、粘砂等 缺陷，主要用于浇注中、大型铸件;表面烘干型砂只在浇注前对型腔 表面用适当方法烘干一定深度，其性能兼具湿砂型和干砂型的特点， 主要用于中型铸件生产。 • 湿型砂一般由新砂、旧砂、黏土、附加物及适量的水组成。铸铁件 用的湿型砂配比(质量比)一般为旧砂50%`'80%、新砂5%~20%,黏土 6%~10%,煤粉2%一7%、重油1%、水3%~6%。各种材料通过混制
• 2)黏结剂 • 黏结剂的作用是使砂粒粘结在一起，制成砂型和芯型。黏土是铸造生
产中用量最大的一种黏结剂，此外水玻璃、植物油、合成树脂、水泥 等也是铸造常用的勃结剂。 • 用戮土作黏结剂制成的型砂又称戮土砂，其结构如图2-1所示黏土资 源丰富，价格低廉，它的耐火度较高，复用性好。水玻璃砂可以适应 造型、制芯工艺的多样性，在高温下具有较好的退让性，但水玻璃加 人量偏高时，砂型及砂芯的溃散性差。油类勃结剂具有很好的流动性 和溃散性、很高的干强度，适合于制造复杂的砂芯，浇出的铸件内腔 表面粗糙度Ra值低。
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2. 1铸造概述
• 3)涂料
• 涂敷在型腔和芯型表面、用以提高砂型表面抗粘砂和抗金属液冲刷 等性能的铸造辅助材料称为涂料。使用涂料，有降低铸件表面粗糙度 值，防止或减少铸件粘砂、砂眼和夹砂缺陷，提高铸件落砂和清理效 率等作用。涂料一般由耐火材料、溶剂、悬浮剂、黏结剂和添加剂等 组成。耐火材料有硅粉、刚玉粉、高铝矾土粉，溶剂可以是水和有机 溶剂等，悬浮剂如膨润土等。涂料可制成液体、膏状或粉剂，用刷、 浸、流、喷等方法涂敷在型腔、型芯表面。
时要考虑双重的工艺尺寸，即考虑由母模加工成金属模和用金属模铸 造成零件时的收缩余量、加工余量等工艺尺寸。金属模的结构要满足 工艺上的要求，在此基础上尽可能使其重量轻、制造简便、成本低。 为减轻金属模重量，模样的平均轮廓尺寸大于50mm，或高度大于
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2. 1铸造概述
• 30mm时，均采用空心结构。空心模样尽量减小壁厚，采用内壁设加 强肋的办法增加强度和刚度。模样上妨碍起模的部分可做成活块。
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2. 1铸造概述
• 让性差，铸件在凝固收缩时将易产生内应力、变形和裂纹等缺陷，所 以型砂要有较好的退让性。
• 此外，型砂还要具有较好的耐用性、溃散性和韧性等。 • 2.型砂的组成 • 将原砂或再生砂与勃结剂和其他附加物混合制成的物质称为型砂和芯
砂。 • 1)原砂 • 原砂即新砂，铸造用原砂一般采用符合一定技术要求的天然矿砂，最
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2. 1铸造概述
• 料加热到适当温度，从浇注系统加压注人阴模中，硬化后即得到整体 塑料模。层敷法的制造工艺分为三个过程:制作母模一用母模制作阴 模一用阴模制作塑料模。母模一般用木材制作，要求尺寸精确、表面 光滑，只考虑铸件材料的收缩余量。阴模多采用石膏、塑料、木材金 属等制成。在涂有脱模剂的阴模上，涂刷一层lmm~2 mm的塑料作为 表面层，停放2h~3h之后再用沽有塑料的玻璃纤维填塞棱角沟槽处， 然后贴敷几层浸透有塑料的玻璃布，放人骨架或加强肋，并继续层敷 玻璃布，将骨架包人层敷层内，粘成一体，经硬化后即可脱模。
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2. 1铸造概述
• (4)稀释剂:采用丙酮、酒精、二甲苯等作为稀释剂以便配料及制模操
作。加人量为树脂的10%~20%. • (5)填充剂:常用的填充剂有石英粉、铁粉、氧化铜粉、氧化铝粉、碳
化硅粉、立德粉、滑石粉及玻璃纤维等，以提高耐磨性、硬度及抗弯 强度等。由于填料的密度差别很大，填料的用量大致为树脂的 10000^25000，或更多一些。 • (6)脱模剂:用作脱模剂的材料很多，如喷漆、过氯乙烯清漆、地板蜡、 凡士林等。涂刷在塑料模的表面，以免型(芯)砂粘模，影响造型(芯) 时的起模。 • 2)塑料模的制作方法 • 塑料模的制作方法有浇注法和层敷法两种。浇注法是将需要的混合
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2. 1铸造概述
• (4)当零件本身没有足够的结构斜度，为保证造型时容易起模，避免
损坏砂型，应在铸件设计时给出铸件的起模斜度。 • 图2-2所示为零件及模样关系示意图。 • 1.木模 • 木模是用木材制成的模样。 • 1)常用的制模木材 • 红松木、白松木、杉木、银杏木、柚木等。 • 2)木模的制作方法 • 在制作木模前，首先要根据铸造工艺要求在木板上绘制木模放样图。
和力学性能，应根据具体情况合理地选用。 • (1)铝合金:铝合金密度小具有足够的强度和较低的硬度，易加工，模
样表面光滑不生锈，不易粘砂，具有很好的使用性能。常用来制造金 属模的铝合金有:ZA1Si7Mg, ZAlSi10, ZA1Si5Cu2Mn、ZA1Si9MnMg, ZAlCu10和ZA1Zn11Si7Mg等。 • (2)铜合金:铜合金有很好的强度和耐磨性，不生锈，加工后模样表面 光滑，不粘砂。常用的牌号是:ZCuZn40Mn3, ZCuZn42Mn4和 ZCuSn6Zn6等。
• 3.塑料模 • 1)塑料模的原材料 • (1)黏结剂:环氧树脂起勃结作用，常用的牌号有6101#, 634#、637 #等。
(2)硬化剂:环氧树脂本身不能硬化，必须加人一定量的硬化剂后才能 硬化成坚固的固体。常用的硬化剂是仔经乙基乙二胺。加人量为树脂 的15%~18%。 • (3)增塑剂:常用的增塑剂是邻苯二甲酸二丁醋。加人量为树脂的 10%~25%。
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2. 1铸造概述
• 铸型轮廓清晰，易于起模。 • 3)耐火性 • 型砂在高温作用下不熔化、不烧结的性能为耐火性。型砂要有较高的
耐火性，同时应有较好的热化学稳定性，较小的热膨胀率和冷收缩率。 • 4)透气性 • 型砂要有一定的透气性，以利于浇注时产生的大量气体的排出。透气
性过差，铸件中易产生气孔;透气性过高，易使铸件粘砂。另外，具 有较小的吸湿性和较低发气量的型砂对保证铸造质量有利。 • 5)退让性 • 退让性是指铸件在冷凝过程中，型砂能被压缩变形的性能。型砂退
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2. 1铸造概述
• 2. 1 .2 模样的制作 • 模样是根据零件形状设计制作，用以在造型中形成铸型型腔的工艺
装备。设计模样要考虑到铸造工艺参数，如铸件最小壁厚、加工余量、 铸造圆角、铸造收缩率和起模斜度等。 • (1)铸件最小壁厚是指在一定的铸造条件下，铸造合金能充满铸型的 最小厚度。铸件设计壁厚若小于铸件工艺允许最小壁厚，则易产生浇 不足和冷隔等缺陷。 • (2)加工余量是为保证铸件加工面尺寸和零件精度，在铸件设计时预 先增加的金属层厚度，该厚度在铸件机械加工成零件的过程中去除。 • (3)铸件浇注后在凝固冷却过程中，会产生尺寸收缩，其中以固态收 缩阶段产生的尺寸缩小对铸件的形状和尺寸精度影响最大，此时的收 缩率又称线收缩率。
常使用的是硅砂。其二氧化硅含量在80%~98%，硅砂粒度大小及均 匀性、表面状态、颗粒形状等对铸造性能有很大影响。除硅砂外的各 种铸造用砂称为特种砂，如石灰石砂、错砂、镁砂、橄榄石砂、
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2. 1铸造概述
• 铬铁矿砂、钦铁矿砂等，这些特种砂性能较硅砂优良，但价格较贵， 主要用于合金钢和碳钢铸件的生产。
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第2章 铸造
• 液态成形也给铸造带来某些缺点，如铸造组织疏松、晶粒粗大，内部 易产生缩孔、缩松、气孔等缺陷。因此铸件的机械性能，特别是冲击 韧性，比同样材料锻件的机械性能差。另外铸造工序多，且难以精确 控制，使得铸件质量不够稳定。铸造的劳动条件也较差。
• 虽然铸造存在上述的缺点，但由于铸造的上述各项优点更加明显， 因而在工业生产中得到广泛的应用。在各类机械工业中，铸件所占比 重很大。
• 若操作步骤不是这样，而是先铲出主体与法兰的轴孔然后再钉接， 那么由于主体是直纹木料，没有两端的横纹木料拉住很容易变形，而 且两端法兰轴孔铲好后，钉接时很容易开裂而使工件成为废品。
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2. 1铸造概述
• 2.金属模 • 金属模是用金属制成的模样。 • 1)制造金属模的材料 • 铝合金、钢合金、灰铸铁、铸钢及钢材等。它们具有不同的加工性能
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2. 1铸造概述
• 2. 1 .1型砂配置
• 1.型砂的性能 • 砂形铸造的造型材料为型砂，其质量好坏直接影响铸件的质量、生产
效率和成本。生产中为了获得优质的铸件和良好的经济效益，对型砂 性能有一定的要求。 • 1)强度 • 型砂抵抗外力破坏的能力称为强度。它包括常温湿强度、干强度和硬 度，以及高温强度。型砂要有足够的强度，以防止造型过程中产生塌 箱和浇注时液体金属对铸型表面的冲刷破坏。 • 2)成形性 • 型砂要有良好的成形性，包括良好的流动性、可塑性和不粘模性，
• 4.菱苦土模 • 菱苦土模是用菱苦土模料填敷在成型的支撑胃架上经硬化而成。 • 1)菱苦土模料 • 用菱苦土(主要成分为MgO)、卤水(主要成分为MgCl2)和木屑组成，
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2. 1铸造概述
• 其配比为菱苦土20%，木屑60%~80%，拌和均匀后，加适量卤水， 拌制成豆渣状即可。
然后确定木模结构，绘制木模结构图。对于复杂木模，为便于加工制 造，可将木模分解成许多通用胡合件.朴别加丁.最后熬体胡奖而成。
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2. 1铸造概述
• 有了正确的太樟结构.还需有正确的操作步骤，如果把步骤弄错，不 仅影响工作进度和成品质量，有时可能无法进行工作。例如轴衬的木 模制造，轴衬的机械图样见图2-3，由于外形为半圆形，轴孔在木模 上铲出，故在轴衬的平面处分型。先用一块直纹木料做成半圆柱形主 体1，主体外圆的中间铲出凹槽2，然后用横纹木料做两只半圆形法兰 3，与主体对准中心后勃接钉牢，再用圆凿铲出轴孔即可，见图2-4。
第2章 铸造
• 2.1 铸浩概述 • 2. 2砂型铸造的方法 • 2. 3其他铸造方法 • 2 .4 技能训ຫໍສະໝຸດ Baidu项目
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第2章 铸造
• 将液态金属浇注到铸型型腔中，待其冷却凝固后，获得一定形状的
毛坯或零件的方法，称为铸造。铸造是生产机器零件毛坯的主要方法 之一，其实质是液态金属逐步冷却凝固而成形，因而具有下列优点: • (1)可以铸造出内腔、外形很复杂的毛坯。 • (2)工艺灵活性大。几乎各种合金，各种尺寸、形状、重量和数量的 铸件都能生产。如铸件重量可由几克到几百吨，壁厚可由几毫米到几 米左右。铸件材料可用铸铁、碳钢、合金钢，也可用铜合金和铝合金 等。其中，铸铁材料应用极广。某些形状极复杂的零件只能用铸浩方 洪制造毛坏。 • (3)铸件成本较低。铸造用原材料大都来源广泛，价格低廉，并可直 接利用房机件和一切屑。
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2. 1铸造概述
• (3)铸铁:材料的强度和硬度高，耐磨性好成本低;但密度大，易生锈。
常用的牌号是:HT150、HT200. • (4)铸钢:材料的韧性好，但铸造性能比铸铁差，其他性能与铸铁相近。
一般用于制造易受冲击或易损坏的模样。 • 此外，有的模样是直接用结构钢材经机加工制成。 • 2)金属模的制造方法 • 金属模一般是用铸坯经机加工制成，因此要先制作母模，制造母模