用型砂紧实成型进行铸造的方法

用型砂紧实成型进行铸造的方法，称为砂型铸造。砂型铸造生产的铸件占铸件总产量的80％以上，而在砂型铸造中，重要而大量的工作是制造铸型。 与其它金属加工方法相比，铸造具有如下优点：（1）原材料来源广。

（2）生产成本低。

（3）铸件形状与零件接近，尺寸不受限制。

但铸造生产目前还存在着若干问题，如铸件内部组织粗大，常有缩松、气孔等铸造缺陷，导致铸件力学性能不如锻件高。铸造工序多，而且一些工艺过程还难以精确控制，使得铸件质量不够稳定，废品率高。砂型铸造所用的型（芯）砂由原砂和粘结剂组成，必要时，还加入各种附加物。原砂是耐高温材料。常用的是含SiO2较多的硅砂。常用的粘结剂有粘土、水玻璃等。

型砂和芯砂应具有以下性能：

（1）透气性（2）强度（3）耐火度（4）可塑性（5）退让性

上述性能要求是最基本的，有时又是互相矛盾的，因此，要求型砂具有良好的综合性能。

生产中常采用砂子、粘土（常用膨润土）和水等经混制而成的粘土砂。为满足透气性、型砂中还可加入锯末、煤粉等。铸型一般由上型、下型、型芯、浇注系统等几部分组成。图3－2为常用两箱造型的铸型示意图。图中铸型各组成部分的作用列入表3－1。

表3－1铸型各部分的作用

型芯的作用及形成

3、型芯是砂型中的重要组成部分，在制造中空铸件或有妨碍起模的凸台铸件时，往往要使用型芯。常

用的型芯有：（1）水平型芯，（2）垂直型芯，（3）悬臂型芯，（4）悬吊型芯，（5）引伸型芯（有利于取模），（6）外型芯（可使三箱造型变为两箱造型）等。图3－3是上述几种型芯的示意图。

造型方法按砂型紧实方式分为手工造型和机器造型两大类。

手工造型手工造型是全部用手工或手动工具紧实型砂、制成砂型的造型方法。其优点是操作方便，灵活性强，特别适合于单件小批生产。用机器全部完成或至少完成紧砂操作的造型方法称为机器造型。

按紧砂和起模方式不同，有多种不同类型的机器造型方法及相应的造型机。手工造型工序流程。

根据铸件结构、生产批量和生产条件，可选用不同的手工造型方法。表3－2是常用手工造型方法的特点和应用范围。

手工铸造中两箱造型应用最广。 1）两箱整模造型两箱整模造型（图3－5）的特点是使用整体模样，模样截面由大到小递减。模样置于一个砂箱内，且型腔一般在下箱，造型时，模样可一次由砂型中取出，操作方便。

2) 两箱分模造型分模造型的特点是当铸件截面中间小两端大时，将模样在最大截面处分开（用销钉定位，可合可分）以便于造型时顺利起模。最简单和应用最广的分模造型是两箱分模造型。（图3－6）

3) 挖砂造型当模样无法分开而只能制成整模，而分型面又是曲面时，在造型过程中，部分型砂会阻碍模样的取出。此时，必须将这部分覆盖在模样上的型砂挖去，才能顺利取模。这种造型方法称为挖砂造型（图3－7）。挖砂造型生产率低，操作技术要求高，故只适合于单件小批生产的形状复杂的小铸件。

4) 假箱造型假箱造型是用预制的假箱（砂制）或成形底板（砂制或木制）承托模样以省去挖砂工序的一种造型方法。假箱只用于造另半型，但不用于组型。假箱造型适用于本应挖砂造型且生产批量较大的铸件。

5）活块造型活块造型（图3－8）是将模样上妨碍起模的凸出部分做成活块（可拆卸）的一种造型方法。起模时，先取主体模，再用适当方法取出活块。

机器造型主要由填砂、紧砂、起模、修型等工序组成。

用机器全部完成或至少完成紧砂操作的造型方法称为机器造型。按紧砂和起模方式不同，有多种不同类型的机器造型方法及相应的造型机。

按型砂的紧实方式，主要的机器造型方法有压实造型、震实造型、抛砂造型、射砂造型、静压造型、高压造型、震压造型等。其中以震压造型在中、小工厂应用较广。

气动微振压实造型机的紧实原理见图3－9。

常用的砂型铸造机器造型特点及应用范围见表3－3。

铸造生产时，应根据零件的特点、技术要求，生产数量及生产条件等进行铸造工艺设计。在单件、小批量生产时，工艺设计较简单，只能画出铸造工艺图。铸造工艺图是用规定的红、蓝两色铅笔将一些表示技术要求的工艺符号标注到产品零件图上而形成的图形。它是制造模样、造型、造芯、浇注、检验等的重要技术文件。同时，它也是绘制铸件图及编制铸造工艺卡（成批、大量生产时需要）的依据。铸造工艺图技术要点如下：1. 分型面与分模面两个相邻铸型的接合面称为分型面。分型面可以是平面、斜面和曲面。为便于造型，分型面最好是平面并且应设在铸件最大水平截面处。为适应于分模造型时便于取模而将一个模样分开的切面（平面、斜面或曲面）称为分模面。分模面有时会与分型面重合。 2. 浇注位置浇注时，铸件在铸型中所处的位置称为浇注位置。浇注位置和分型面对铸造工艺及铸件质量影响很大，须认真考虑。从保证铸件质量上讲，选择浇注位置主要考虑以下原则

∙重要的面应处于型腔的底面或侧面。如车床床身铸件在浇注时，应使其导轨面处于铸型的下方。

∙铸件的薄壁部分应置于铸型的下部或侧面，以保证金属液能顺利充满这一部分。

∙铸件的厚实部分应放在上部或侧面，以便于安置浇、冒口进行补缩。

∙铸件的大平面尽可能朝下。

3. 工艺参数。工艺参数主要有加工余量、拔模斜度、铸造收缩率、不铸孔、型芯等。

用于制作铸件的合金有铸铁、铸钢、铝合金和铜合金等。其中，铸铁占铸件产量的75～80％以上。

1. 铸铁的熔炼

铸铁熔炼可使用多种炉型，如冲天炉、电炉、反射炉等，但应用最广的是冲天炉。冲天炉的规格以其熔化率（t / h）表示。

冲天炉的炉料主要有焦炭、溶剂和金属料。熔化的铁液与消耗的焦炭之重量比称为铁焦比，一般为8～10。

经熔炼后的铁水化学成分将发生变化。含碳量、含硫量增加，而硅和锰有一定的烧损。

2. 铸铁的浇注

将熔化的液态金属注入铸型的过程，称为浇注。浇注不当，可能会使铸件产生气孔、冷隔、浇不足、缩孔等缺陷。浇注前应做好现场准备工作，如选好浇包、清理场地等。临浇注时，要扒去金属液面上的熔渣，以免其进入铸型。浇注时，要合理掌握浇注温度和浇注速度。对复杂件、薄壁件，浇注温度要高，浇注速度要快。而对简单件、厚壁件，则正好相反。