铸造工艺总汇-异型砂型铸造
铸造工艺总汇-砂型铸造工艺设计
图1 流涂装置示意图1一泄流阀, 2一涂料罐, 3一电动机, 4一搅拌杆, 5一滤网, 6一回收槽7一砂型, 8一流涂杆头, 9一控制开关, 10一软管, 11一泵5）静电喷涂法采用粉末涂料，借高压直流电形成强大静电场使粉末涂料微粒在喷枪头部的电晕放电区带电，在电场力和风力作用下向异极性砂芯（型）表面迅速集积成涂层，然后加热使涂料中粘结剂软化重熔建立涂层强度。
此法适用于尺寸较狭小的凹坑或狭缝不易徐敷上涂料的场合。
3.6 工艺分析与设计(工艺分析与参数查询)3.6.1浇注位置的确定根据对合金凝固理论的研究和生产经验，确定浇注位置时应考虑以下原则：1．铸件的重要部分应尽量置于下部。
2．重要加工面应朝下或呈直立状态。
3. 使铸件的大平面朝下，避免夹砂结疤类缺陷。
对于大的平板类铸件，可采用倾斜浇注，以便增大金属液面的上升速度，防止夹砂结疤类缺陷（见图1、2）。
倾斜浇注时，依砂箱大小，H值一般控制在200～400mm范围内。
图1具有大平面的铸件正确的浇注位置图2 大平板类铸件的倾斜浇注4．应保证铸件能充满。
对具有薄壁部分的铸件，应把薄壁部分放在下半部或置于内浇道以下，以免出现浇不到、冷却等缺陷。
图3为曲轴箱的浇注位置。
5．应有利于铸件的补缩。
6. 避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯、合箱及检验。
7. 应使合箱位置、浇注位置和铸件冷却位置相一致这样可避免变合箱后或于浇注后再次翻转铸型。
此外，应注意浇注位置、冷却位置与生产批量密切相关。
图 3 曲轴箱的浇注位置a)不正确b）正确3.6.2 分型面的选择分型面是指两半铸型相互接触的表面。
除了地面软床造型、明浇的小件和实型铸造法以外，都要选择分型面。
分型面一般在确定浇注位置后再选择。
但分析各种分型面方案的优劣之后，可能需重新调整浇注位置。
生产中，浇注位置和分型面有时是同时确定的。
分型面的优劣，在很大程度上影响铸件的尺寸精度、成本和生产率。
应仔细地分析、对比，慎重选择。
第二节砂型铸造及工艺方案选择
上 上
下 下
a)不合理
b)合理
起重机卷筒的浇注位置分析
伞齿轮
2。铸件的大平面应放在下部。
具有大平面的铸件正确的浇注位置
3。铸件的薄壁部分应放在铸件下部或放在内浇口以下。
下 上
a) 不正确
曲轴箱的浇注位置
上 下
b) 正确
4。易于产生缩孔、缩松的铸件，应把厚大部位放在上面或侧 面，以便于安放冒口补缩。
2 铸件的大平面应朝下。 原因:上表面出现缺陷,尤其易夹砂.
3 面积大的薄壁部分放下面或侧面，有利于金属充填, 防止浇不足。
4 易形成缩孔的铸件,厚的部分放在铸型上部或侧面,便于 安置冒口,以补缩.
1。铸件中质量要求高或重要的加工表面，浇注时应尽可能放 在下面，如有困难则应放在侧面。
上 中
中 下 车床床身浇注位置
2) 冷铁应用:
(1) 分类: 外冷铁:只和铸件外表面接触而起激冷作用,与型砂一起清出, 可重复使用. 内冷铁:浇注后冷铁被金属液包围与铸件熔合在一起.有气密性 要求的部分不能用.
(2) 作用: 减少冒口数量: 改善凝固顺序,有利外缩. 可减少冒口尺寸: 加内冷铁,加快铸件冷却. 消除局部热节处的缩孔和缩松: 加外冷铁.
为了便于起模或从芯盒中取出型芯，应做出一定的斜度。 4、最小铸出孔及槽 5、铸造圆角
1 机加余量 机械加工余量：在铸件的加工面上预先留出的准备在 机械加工时切去的金属层厚度。
1) 金属种类: 灰口铸铁:表面平整,加工余量少. 铸钢:浇注强度高,表面不平,加工余量大. 有色金属:表面光洁. 2) 生产条件:大批量生产:机器造型,加工余量少.
浇注位置； 分型面； 型芯的数量、形状、 尺寸及固定方法； 加工余量； 收缩率； 拔模斜度； 浇注系统； 冒口和冷铁的尺寸和 布置等。
铸造工必备手册：各类砂型的造型造芯工艺及各类砂料的特点介绍
铸造工必备手册：各类砂型的造型造芯工艺及各类砂料的特点介绍（一）概述1．砂型铸造的特征及工艺流程配制型砂—造型—合型—浇注—冷却—落砂—清理—检查—热处理—检验—获得铸件特征：使用型砂构成铸型并进行浇注的方法，通常指在重力作用下的砂型铸造过程。
造型(芯)方法按机械化程度可分为手工造型(芯)和机器造型(芯)两大类。
选择合适的造型(芯)方法和正确的造型(芯)工艺操作，对提高铸件质量、降低成本、提高生产率有极重要的意义。
（1）手工造型(芯)手工造型(芯)是最基本的方法，这种方法适应范围广，不需要复杂设备，而且造型质量一般能够满足工艺要求，所以，到目前为止，在单件、小批生产的铸造车间中，手工造型(芯)仍占很大比重。
在航空、航天、航海领域应用广泛。
手工造型(芯)劳动强度大，生产率低，铸件质量不易稳定，在很大程度上取决于工人的技术水平和熟练程度。
手工造型方法很多，如模样造型、刮板造型、地坑造型，各种造型方法有不同的特点和应用范围。
（２）机器造型（芯）用机器完成全部或部分造型工序，称为机器造型，与手工造型相比，机器造型生产效率高，质量稳定，劳动强度低，对工人的技术要求不像手工造型那样高，生产准备时间长，一般适用于一个分型面的两箱造型。
机器造型（芯）主要适用于黑色金属铸件的大批量生产。
2．砂型/芯制造方法分类在制造各砂型、芯的过程中，根据其本身建立强度时其粘结机理的不同，通常可分为三大类：（1）机械粘结剂型芯----以粘土为粘结剂的粘土型芯砂所产生的粘结；（2）化学粘结剂型芯----型芯砂在造型、芯过程中，依靠其粘结剂本身发生物理、化学反应达到硬化，从而建立强度，使砂粒牢固地粘结为一个整体。
有机、无机粘结剂，其中无机粘结剂包括钠水玻璃及硅溶胶，而有机粘结剂则包括热硬、自硬和气硬树脂砂型（芯）；（3）物理固结----指用物理学原理产生的力将不含粘结剂的原砂固结在一起，磁型铸造法、负压造型法或真实密封造型法或薄膜负压造型法，以及消失模造型法。
砂型铸造生产工艺流程图
砂型铸造生产工艺流程图砂型铸造是一种常用的铸造工艺，适用于生产各种金属铸件，如铁、铝、铜等。
下面是砂型铸造的生产工艺流程图：一、原料准备1. 准备金属合金和砂芯材料。
2. 根据铸件的要求，控制合金的配比和砂芯材料的质量。
二、模具制造1. 根据铸件的形状和尺寸，制作铸造模具。
2. 制作模具的材料可以是金属，也可以是砂型。
3. 根据模具材料的不同，制作模具的工艺也不同，如金属模具可以通过铣削、钻孔等加工，砂型模具则需要通过砂型制作工艺。
三、芯心制造1. 根据铸件的中空结构，制作砂芯。
2. 砂芯的制作可以通过手工造型、模具制作等方法。
四、砂型制作1. 将金属模具放入砂箱中，并用砂浆材料将模具固定。
2. 倒入湿砂，整理砂面。
3. 用振动器振动砂箱，使砂料紧实，并保证铸型的质量。
五、涂料处理1. 在砂型表面涂覆一层特殊的涂料，以提高铸件的表面质量和耐火性能。
2. 涂料可以是油气、水溶性或无机。
六、砂型烘干1. 将涂有涂料的砂型置于烘干炉中，进行干燥处理。
2. 砂型的烘干时间和温度由铸件的形状和尺寸决定。
七、熔炼和浇注1. 将铸造模具放入冶炼炉中进行加热。
2. 加热至合金熔化温度后，将熔融合金倒入砂型中进行浇注。
3. 浇注时要控制好浇注温度、速度和压力，保证铸件的成型质量。
八、冷却和清理1. 铸件冷却后，从模具中取出。
2. 清理铸件的余砂和毛刺等杂质，以提高铸件的表面质量。
九、后续加工1. 对铸件进行机械加工、热处理等工艺，以提高铸件的力学性能和表面质量。
以上就是砂型铸造生产工艺流程图的简要介绍。
通过以上工艺流程，可以实现将金属熔融，浇注到砂型中，形成所需的铸件。
砂型铸造具有生产效率高、成本低等特点，广泛应用于工程领域中。
五种常见的铸造工艺及其在铸造行业中的应用案例
五种常见的铸造工艺及其在铸造行业中的应用案例铸造工艺是一种常见的制造工艺，用于生产各种金属制品和零部件。
本文将介绍五种常见的铸造工艺，并通过应用案例来展示它们在铸造行业中的实际运用。
一、砂型铸造工艺砂型铸造是最常见和传统的铸造工艺之一。
它使用砂型作为铸型材料，将液态金属倒入模具中，待金属凝固后，砂型被破碎以得到铸件。
这种工艺广泛应用于生产大型铸件，如发动机缸盖和机床床身等。
案例一：汽车制造业中的缸体铸造在汽车制造业中，发动机的缸体通常是用砂型铸造工艺生产的。
砂型可以灵活地制作出各种复杂形状和内腔结构，满足汽车发动机缸体的要求。
二、金属型铸造工艺金属型铸造是一种使用金属模具的铸造工艺。
金属模具可以重复使用，提高了生产效率和产品质量。
这种工艺适用于生产高精度和大批量的铸件。
案例二：飞机引擎叶片的制造飞机引擎叶片是需要具备高精度和高强度的金属部件。
金属型铸造工艺可以制造出符合要求的叶片，有助于提高飞机引擎的性能。
三、压铸工艺压铸是一种将液态金属注入高压模具中，通过施加压力使金属充填模腔的铸造工艺。
压铸可用于生产精密度高、尺寸复杂的铸件。
案例三：手机外壳的生产手机外壳通常由铝合金或镁合金制成，具有精密的尺寸和复杂的结构。
压铸工艺能够满足手机外壳的质量和生产效率要求。
四、连续铸造工艺连续铸造是一种将液态金属连续倒入模具中，通过连续冷却和切割得到连续条状铸坯的工艺。
它适用于生产长条状铸件，如铁路轨道和钢板等。
案例四：钢铁工业中的连铸连铸广泛应用于钢铁工业，以生产各种规格和长度的钢坯。
通过连续铸造工艺，可以提高钢坯的质量和生产效率。
五、精密铸造工艺精密铸造是一种生产高精度和复杂形状铸件的工艺。
它通常结合了其他铸造工艺，如石膏型铸造和失蜡铸造等。
案例五：航空航天领域中的精密铸造在航空航天领域，精密铸造被广泛应用于生产航空发动机的复杂部件，如叶轮、涡轮等。
精密铸造工艺的使用可以确保零部件的高精度和性能要求。
总结：通过对五种常见铸造工艺的介绍和应用案例的展示，可以看出在铸造行业中这些工艺的重要性和广泛运用。
砂型铸造工艺及工装设计
砂型铸造工艺及工装设计一、工艺流程设计砂型铸造的工艺流程设计是整个工艺的基础，包括以下步骤：设计铸造模具：根据产品需求和工艺要求，设计铸造模具的结构和尺寸。
制作砂型：根据模具和产品需求，制作符合要求的砂型。
浇注：将熔融的金属液体注入砂型，填充模具的型腔。
冷却：让金属液体冷却凝固，形成铸件。
脱模：将凝固的铸件从砂型中脱出，完成整个铸造过程。
二、铸造模具设计铸造模具的设计是整个工艺的核心，直接影响产品的质量和工艺的效率。
设计时需考虑以下几点：模具材料选择：根据产品需求和工艺要求，选择合适的模具材料。
模具结构确定：根据产品形状和尺寸，设计模具的结构和形状。
模具尺寸精度：根据产品要求和工艺条件，确定模具的尺寸精度。
浇口设计：浇口是金属液体注入模具的通道，设计时需考虑浇口的尺寸、位置和形式。
排气口设计：排气口是排除模具内的空气和挥发物的通道，设计时需考虑排气口的位置和大小。
三、砂型制作工艺设计砂型制作是整个工艺的重要环节，其质量直接影响产品的质量和工艺的效率。
设计时需考虑以下几点：砂型材料选择：选择符合要求的砂型材料，如黄沙、石英砂等。
砂型紧实度控制：控制砂型的紧实度，以保证砂型的强度和稳定性。
砂型透气性控制：控制砂型的透气性，以保证浇注过程中金属液体能够顺利填充模具的型腔。
砂型表面处理：对砂型的表面进行处理，以提高产品的表面质量。
四、浇注系统设计浇注系统是金属液体注入模具的通道，其设计直接影响到金属液体的流动和填充效果。
设计时需考虑以下几点：浇注系统结构形式：根据产品要求和工艺条件，选择合适的浇注系统结构形式。
浇注系统尺寸精度：根据产品要求和工艺条件，确定浇注系统的尺寸精度。
浇注速度控制：控制浇注速度，以保证金属液体能够平稳、充足地填充模具的型腔。
浇口位置选择：根据产品形状和模具结构，选择合适的浇口位置。
溢流槽设计：溢流槽是收集多余金属液体的结构，设计时需考虑溢流槽的位置和大小。
过滤网设置：过滤网是过滤金属液体中的杂质和气泡的结构，设计时需考虑过滤网的形式和材料。
砂型铸造工艺
砂型铸造工艺砂型铸造工艺是一种常见的金属铸造工艺，也是最古老的铸造方法之一。
它通过将熔化的金属注入制作好的砂型中，经过冷却凝固后得到所需的铸件。
砂型铸造工艺具有成本低、适用范围广、生产周期短等优点，在工业生产中被广泛应用。
砂型铸造的工艺流程可以分为模具制作、铸造操作和铸件处理三个主要步骤。
首先是模具制作。
模具是铸造过程中的重要工具，用于制作铸件的外形和内部结构。
模具制作的首要任务是根据产品的图纸和要求设计出合适的模具形状，并选择适当的砂型材料。
常用的砂型材料有石英砂、石膏砂、水玻璃砂等。
制作模具时需要根据产品的形状和尺寸进行精确的加工和装配，以确保铸件的质量和尺寸精度。
其次是铸造操作。
在进行铸造前，需要先预热模具，以避免热应力对模具的影响。
接下来，将砂型放置在铸造设备中，然后通过加热炉将金属熔化。
一旦金属达到适当的温度，就会倒入模具中。
在倒入金属之前，还需要在砂型中放置冷铁、通道、浇口等辅助构件，以便于金属在砂型中流动和凝固。
倒入金属后，需要等待一段时间，让金属冷却凝固，形成铸件。
最后是铸件处理。
铸件冷却后，需要将其从砂型中取出，并进行后续处理。
这包括切割、修磨、清理等工序，以去除铸件表面的砂粒和气孔，使其达到所需的光洁度和精度。
随后，可以对铸件进行热处理、表面处理等工艺，以提高其力学性能和外观质量。
最后，对铸件进行检验，确保其符合产品要求。
砂型铸造工艺具有许多优点。
首先，它适用于各种复杂形状和尺寸的铸件制造，可以满足不同行业的需求。
其次，砂型铸造成本低廉，模具制作相对简单，不需要复杂的设备和工艺。
此外，砂型铸造还具有生产周期短的优势，可以快速得到所需的铸件。
因此，砂型铸造广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域。
然而，砂型铸造工艺也存在一些局限性。
首先，砂型铸造对金属材料的要求较高，一些高温和腐蚀性金属难以进行砂型铸造。
其次，在砂型铸造过程中，砂型会因为高温和金属的冲击而破裂，导致模具寿命较短。
砂型铸造工艺简介
余量和公差
2.起模斜度 3工艺参数
5.芯头
的选定
3.收缩率
4.铸造圆角
1.机械加工余量和公差
机械加工余量是指铸件加工面上预留的、准备切除的金属层厚度。加工余量 取决于铸件的精度等级，与铸件的材料、铸造方法、生产批量、铸件尺寸、
浇注位置等因素有关。 铸件的尺寸公差，精度等级从高到低有1、2、3、。。。、16共16个等级； 加工余量等级MA从精到粗可分为A~J9个级别。表9.4为砂型铸造常用铸造 合金单件和小批量生产时公差等级与之配套的加工余量等级
材料 碳钢
CT/MA
灰铸铁
球墨铸铁 可锻铸 铁
铜合金
轻金属 合金
造型
干、湿砂型 自硬砂
13~15/J 12~14/J 13~15/H 13~15/H 13~15/H 13~15/H 12~14/H 11~13/H 11~13/H 11~13/H 10~12/H 9~11/H
注1.铸件的公差等级和加工余量等级确定后，加工余量数值可根据GB/T11350-1989； 公差的数值可按GB/T6414-1999选取。
如图9.24所示有垂直和水平芯头两种。芯座是指铸型中 专为铸型中专为放置芯头的空腔。芯头和芯座尺寸主要 有芯头长度L（高度H）、芯头斜度α、芯头与芯座装配 隙s等，其数值与型芯的长度（高度）和直径有关，应查 阅相关资料以确定。
垂直芯头 图9.24芯头的结构
水平芯头
4浇注系统
浇口杯
直浇道
横浇道
内浇道
2。为简化铸造工艺，铸件的小孔和槽可以不铸出，而采用机械加工，一般铸铁上直径 小于30，铸钢小于40的孔可以不铸出。
2.起模斜度
起模斜度为使模样（或型芯）易于铸型（或芯盒）中取出，在模样 （或芯盒）上与起模方向平行的壁的斜度3，可用角度α或宽度a表示， 提倡使用宽度a。模样的起模斜度可采用增加壁厚、加减壁厚、减小 壁厚三种取法，如图9.23所示，对于需要机械加工的壁必须采用增
砂型铸造工艺
材料成型与控制工程专业
18
§1-5 砂型铸造工艺
二、造型和造芯工艺
1.手工造型
手工造芯
芯盒造型： 提高强度和刚度方法： 小砂芯一般用退火的铁丝弯 成所需的形状； 芯骨 大的芯骨用铸铁浇成，并带有铁 环，以便烘干和下芯中的吊运。
材料成型与控制工程专业
23
§1-5 砂型铸造工艺
三、砂型（芯）的烘干、合箱与浇注
1.砂型与砂芯的烘干 4）烘干方法： 表 面 烘 干
喷灯火焰表面烘干 移动式焦炭炉或煤气炉表面烘干 远红外线辐射表面烘干
高频干燥炉烘干和微波技术烘干等新方法 也已在烘干中应用 周期式; 连续式.
整体烘干：
材料成型与控制工程专业
二、造型和造芯工艺 1.手工造型 定义：用手工完成紧砂、起模、修整及合箱 等主要操作过程； 特点：适用面广，不需要特别设备；
造型方法：
材料成型与控制工程专业
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§1-5 砂型铸造工艺
二、造型和造芯工艺 1.手工造型
分模造型
材料成型与控制工程专业
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§1-5 砂型铸造工艺 二、造型和造芯工艺 1.手工造型
材料成型与控制工程专业
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§1-6 砂型铸造工艺分析
二、浇注位置选定原则
材料成型与控制工程专业
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§1-6 砂型铸造工艺分析
二、浇注位置选定原则
5 便于型芯的固定和排气，能减少型芯的数量；
材料成型与控制工程专业
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§1-6 砂型铸造工艺分析
二、浇注位置选定原则 5 便于型芯的固定和排气，能减少型芯的数量；
材料成型与控制工程专业
几种铸造工艺工艺的比较
几种铸造工艺工艺的比较
铸造工艺是将熔化金属或其他材料注入模具中，制造出各种形状的零件或产品的过程。
常见的铸造工艺包括砂型铸造、金属型铸造、压力铸造、连铸和浇注等。
以下是这些铸造工艺的比较：
1. 砂型铸造：
- 优点：成本较低、适用于大型零件、可用于各种金属、有较高的设计自由度。
- 缺点：生产周期较长、精度较低、可能有铁皮、砂眼等缺陷。
2. 金属型铸造：
- 优点：生产周期较短、精度较高、可用于大量生产、产品表面质量好。
- 缺点：成本较高、需要制作金属模具、不适用于所有金属。
3. 压力铸造：
- 优点：生产周期短、高生产效率、精度高、产品质量好、适用于高温合金和铝合金等材料。
- 缺点：设备和模具成本高、初期成本较高。
4. 连铸：
- 优点：适合大规模连续生产、产品质量高、生产效率高、能够制造长材料。
- 缺点：设备成本高、能耗较大、操作要求较高。
5. 浇注：
- 优点：使用广泛、成本较低、制造灵活、适用于各种形状和材料。
- 缺点：产品质量相对较低、精度较低、需要后续加工。
需要根据具体的产品需求、材料、生产要求和成本等因素选择适合的铸造工艺。
砂型铸造技术
砂型铸造技术当直接形成铸型的原材料主要为砂子，且液态金属完全靠重力充满整个铸型型腔，在砂型中生产铸件的铸造方法，称为砂型铸造。
砂型铸造原料来源丰富，生产批量和铸件尺寸不受限制、成本低廉，是最常用的铸造方法，砂型铸件目前约占铸件总产量的90%。
一、砂型铸造的工艺过程砂型铸造的工艺过程如下图所示。
下图为砂型铸造生产套筒铸件的工艺流程示意图。
二、模样和芯盒模样是用来形成铸型型腔的工艺装备,按组合形式，可分为整体模和分开模。
芯盒是制造砂芯或其他种类耐火材料芯所用的装备。
模样和芯盒由木材、金属或其他材料制成。
木模样具有质轻、价廉和易于加工等优点，但强度和硬度较低，易变形和损坏，常用于单件小批量生产。
金属模样强度高，尺寸精确，表面光洁，寿命长，但制造较困难，生产周期长，成本高，常用于机器造型和大批量生产。
芯盒是制造砂芯或其他种类耐火材料芯所用的装备。
三、造型材料制造铸型或型芯用的材料，称为造型材料。
一般指砂型铸造用的材料，包括砂、有机或无机粘结剂、水和其他附加物。
型砂有原砂、粘结剂、附加物、旧砂和水组成。
合理选用和配制造型材料，对提高铸件质量，降低成本具有重要意义。
（铸型是指用型砂、金属或其他耐火材料制成，包括形成铸件形状的空腔、型芯和浇冒口系统的组合整体。
）造型材料应具有良好的流动性，以便于造出轮廓完整、清晰而准确的砂型（芯）；足够的强度，可保证铸型在制造、搬运及浇注时，不致变形或毁坏；良好的透气性，可保证气体及时从液态金属中排出，避免铸件产生气孔缺陷；高的耐火度，可保证型砂在高温液态金属作用下不熔化，避免铸件产生粘砂缺陷。
四、造型和制芯造型是指用型砂、模样、砂箱等工艺装备制造砂型的过程。
制芯是将芯砂制成符合芯盒形状的砂芯的过程。
1 造型1）手工造型手工造型是全部用手工或手动工具完成的造型工序，主要有以下几种方法：（1）整体模造型特点：模样为一整体，分型面为一平面，型腔在同一砂箱中，不会产生错型缺陷，操作简单。
砂型铸造生产工艺过程
砂型铸造生产工艺过程砂型铸造是一种常见的金属铸造工艺，它通过在砂型中注入熔化的金属，使其在砂中凝固成型。
这种工艺适用于各种不同形状和尺寸的金属铸件的生产。
下面将详细介绍砂型铸造的生产工艺过程。
首先，根据待铸件的形状和尺寸要求，制作模具。
模具由两个部分组成，分别是上模和下模。
上模和下模的几何形状互补，当两个模具结合在一起时，形成了待铸件的模具腔。
模具由耐热、耐磨、不易变形的砂型材料制成，常用的砂型材料包括石英砂和石膏砂等。
制作好上模和下模后，将两个模具组合在一起，并用夹具夹紧，形成完整的模具腔。
然后，在模具中按照待铸件的形状和尺寸要求，填充砂料。
填充砂料的过程称为充填。
充填时需要注意控制砂料的密实程度以及排气孔的形成。
充填完砂料后，将上模和下模分开，取出模具中的铸型。
铸型是砂型铸造的中间产物，它是一个与待铸件形状相似的砂块。
铸型制备完成后，需要对其进行修整和处理。
修整是指将铸型的表面进行修整，去除毛刺和不平整的部分。
处理是指对砂型进行一系列的处理工序，例如加固和干燥等。
这些工序可以提高砂型的强度和耐热性。
砂型修整和处理完成后，将上模和下模再次组合在一起，并用夹具夹紧。
然后，在砂型的适当位置，设置喷嘴和流道，以便金属液流入砂型中。
喷嘴和流道的作用是控制金属液的流动方向和速度，以避免气泡和砂芯形成。
设置好喷嘴和流道后，将上模和下模组合的砂型放入铸造设备中。
铸造设备通常是一个高温炉子，用来加热金属材料至熔化状态。
一旦金属材料熔化，将其倒入砂型中，填满整个模具腔。
金属液的倒入过程称为浇注。
金属液倒入砂型后，等待一定的冷却时间，让金属液凝固成型。
凝固时间取决于铸件的尺寸和形状。
一旦金属凝固完成，砂型铸造过程就结束了。
待铸件可以从模具中取出，进行后续的热处理和表面处理等工艺。
总结来说，砂型铸造的生产工艺包括模具制备、砂料充填、铸型修整和处理、喷嘴和流道设置、浇注、冷却和成型。
这个过程需要经验丰富的工艺工程师和操作技术工人来操作和控制。
砂型铸造造型方法
砂型铸造造型方法
砂型铸造是一种常见的金属铸造方法，它利用砂模来制作金属铸件的外形。
砂型铸造的主要步骤包括模具制作、砂芯制作、浇注和冷却凝固。
1. 模具制作：根据需要铸造的零件外形和尺寸，使用模具材料制作模具。
常用的模具材料包括砂土、石膏、陶瓷等。
模具可以分为单件模和多件模，单件模适用于生产小批量的铸件，而多件模适用于大批量生产。
2. 砂芯制作：一些复杂形状的铸件需要内部空腔，这时需要制作砂芯来形成内孔。
砂芯可以通过手工或机械设备制作，常用的砂芯材料包括天然砂、化学固化砂、水玻璃砂等。
3. 浇注：在模具内放置好砂芯后，将熔化的金属倒入模腔内。
一般采用重力浇注或压力浇注的方式，确保金属充满整个模腔，并尽量避免气孔等缺陷的产生。
4. 冷却凝固：待金属充分冷却凝固后，可以将模具打开，取出成品铸件。
然后对铸件进行去毛刺、修整等后处理工艺，使其满足设计要求。
总的来说，砂型铸造是一种传统、经济、灵活的铸造方法，适用于各种形状和尺寸的铸件生产，广泛应用于工业领域。
第五章第四节砂型铸造生产方法
活块造型 将模样上有妨碍取摸的部分做成活动的
挖砂造型 造型时须挖去阻碍取模的型砂
刮板造型 和铸件截面形状相适应的板状模样
三箱造型 铸件两端截面尺寸较大，需要三个砂箱
3
整模造型
4
分模造型
5活块造型ຫໍສະໝຸດ 活块造型 用外砂芯 作出活块
6
挖砂造型
手轮的挖砂造型
7
刮板造型
带轮的刮板造型
导向刮板造型
8
三箱造型
a) 填砂 b) 振实 c) 压实 d) 起模
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机器造型方法二
2、多触头高压造型
3、抛砂机
12
（三）机器造芯
在大批量生产中，常用型芯制作设备是射芯机和壳（吹）芯机。
射芯机工作原理
壳（吹）芯制造原理
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§5-4 砂型铸造方法
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一、砂型铸造造型方法
套筒的砂型铸造过程：
（一）手工造型 ——单件、小批量生产 （二）机器造型 ——中、小件大批量生产 （三）机器造芯 ——中、小件大批量生产 （四）柔性造型单元 ——各种形状与批量生产
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（一）手工造型
造型方法
特点
举例
整模造型 整体模型，分型面为平面
分模造型 分开模型，分型面多是平面
带轮的三箱造型
用外砂芯将三箱改为两箱
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（二）机器造型
机器造型是将填砂、紧实和起模等主要工序实现了机 械化，并组成生产流水线。机器造型生产率高，铸型质量好， 铸件质量高，适用于中小型铸件的大批量生产。
造型生产线示意图
造型生产线
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机器造型方法一
机器造型方法：振压造型、高压造型、抛砂造型。
1、震压造型工作原理
砂型铸造的造型工艺
铸型组元间旳接合
面称为分型面。铸型中 造型材料所包围旳空腔 部分，即形成铸件本体 旳空腔称为型腔。液态 金属经过浇注系统流入 并充斥型腔，产生旳气 体从出气口等处排出砂 型。
1-分型面 2-上型 3-出气孔 4-浇注系统 5-型腔 6-下型 7-型芯 8-芯头芯座
经典旳浇注系统由外浇口、直浇道、横浇 道和内浇道四部分构成，如下图所示。
对形状简朴旳小铸件能够省略横浇道。
经典浇注系统
① 外浇口 其作用是容纳注入旳金属液并缓解液态
金属对砂型旳冲击。小型铸件一般为漏斗状（称浇口杯）， 较大型铸件为盆状（称浇口盆）。
② 直浇道 它是连接外浇口与横浇道旳垂直通道。 变化直浇道旳高度能够变化金属液旳静压力大小和变化金 属液旳流动速度，从而变化液态金属旳充型能力。假如直 浇道旳高度或直径太大，会使铸件产生浇不足旳现象。为 便于取出直浇道棒，直浇道一般做成上大下小旳圆锥形。
气动微震压实造型机紧砂原理见下图。
(2)射压造型其特点是利用压缩空气将型砂射入型 腔进行初紧实，然后压实活塞将砂型再紧实，砂型推 出后，前后两砂型之间旳接触面为分型面。射压造型 旳铸件尺寸精确、表面粗糙度小、生产率高。每小时 240-300型，常用于中、小型铸件旳大批量生产。
(3)高压造型是利用液压系统产生很高旳压力来压 实砂型。其特点是铸件尺寸精确、表面粗糙度小、生 产率高。高压造型合用于形状较复杂旳中、小型铸件， 多品种、中档批量以上旳生产。
分模造型合用于形状复杂旳铸件，如套筒、 管子和阀体等。
(a)造下型
(b)造上型
(c)开箱、起模
(d)开浇口、下芯 (e)合型
(f)带浇口旳铸件
(3)活块模造型
第2讲：砂型铸造及铸造工艺方案
型芯设计：
浇注系统设计 冒口和冷铁的尺寸、布置
床身造 型演示
飞轮的铸造工艺过程
砂型的组成
一、铸件工艺图
铸造工艺方案
包括：
对零件结构进行铸造工艺性分析 选择造型、制芯方法 确定铸件浇注位置及分型面 确定铸造工艺参数
确定型芯形状、尺寸及数量
绘制铸造工艺图
1.造型（芯）方法
分模造型
分模造型演示
特点：适合于外形简单，最大截面位于零件中部的铸件
挖砂造型
特点：适合于分型面为曲面的铸件
假箱造型
特点：适合于分型面为曲面的铸件，替代挖沙造型
活块造型
特点：适合于外形上有影响起模的小结 构,如凸台、吊耳等结构的铸件
刮板造型
特点：适合于回转体铸件，用刮板替代模样造型
地坑造型
特点：适合于大型重 型铸件
造型方法选择
手工造型：刮板造型 vs 实体模样造型：批量
机器造型-震压造型
机器造型方法演示
机器造型-震压造型
微震压实造型
高压造
（垂直分型）射砂造型全过程
机器造芯
机器造型的工艺特点
适宜：
一个分型面 两箱造型
不加工孔：不论大小 均要铸造
收缩率
体积：模样 > 铸件 > 零件
合金的收缩、切削加工
影响收缩率
合金成分、铸型机械阻碍、铸件各部分制约
收缩率
灰铸铁0.7%~1.0% 铸造碳钢1.3%~2.0% 铝硅合金0.8%~1.2%
起模斜度
手工造型
15′～3
°
机器造型
3
° ～10°
砂型铸造工艺流程及所需材料
2. 铸造工艺准备工作
2.3 铸造原材料的准备 铸造合金的种类：铸铁（灰口铸铁、白口铸铁）、铸钢（碳钢、低 合金钢、高合金钢）、铸造铝合金（铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金、 铝锌合金、铝锂合金等）、铸造铜合金（铸造黄铜、铸造青铜等）、镁 合金、轴承合金、钛合金、高温合金等。 为了获得化学成分合格的铸造合金，减少有害元素的含量，所采用 的金属原材料必须满足一定技术需求。
d、泡沫塑料：密度小，重量轻，制造简便，但模样表面不够光滑，易撞 破，只能使用一次。
2. 铸造工艺准备工作
2.2 铸造工艺装备准备 模板一般有模底板、模样、浇冒口系统和定位销等装配而成。模板 主要用于在铸型中形成铸件外轮廓、浇冒口系统及芯头等部分的型腔和 分型面。常用的模底板材料有：铸造铝合金，铸铁，铸钢，木材，塑料 等。 砂箱是铸件生产中必备的工艺装备之一，在设计零件的铸造工艺是 就要考虑到砂箱的选用和设计。
4.铸件质量检验与缺陷修补
缺陷名称 气孔 缩孔与松孔 特征 在铸件内部或表面有大小不等的光滑孔洞 缩孔多分布在铸件厚断面处，形状不规则，孔内粗 糙
砂眼
黏砂 冷隔
在铸件内部或表面有型砂充塞的孔眼
铸件沿分型面有相对位置错移 铸件上有未完全融合的缝隙或坑洼，其交接处是圆 滑的
浇不足
裂纹 错型
铸件未被浇满
铸件开裂、开裂处金属表面有氧化膜 铸件沿分型面有相对位置错移
4.铸件质量检验与缺陷修补
4.3 铸件缺陷的修补
修补方法
矫正 电焊 气焊 钎焊 熔补 浸渗 用于校正变形的铸件 主要用于铸钢件，其次用于铸铁与非铁合金铸件 多用于铸铁与有色合金，铸钢件用得很少 修补铸铁件和有色合金铸件的孔洞与裂纹等，但零件使用温度不能过高 多用于熔补铸铁件的大孔洞与浇不到等局部缺陷 修补非加工面上的渗漏缺陷，用于承受水压检验压力不高的容器铸件， 或渗漏不很严重的铸件 修补不影响使用性能的孔洞、偏析等缺陷
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3.3.1 概述到目前为止，铸造生产中应用最广泛的无机化学粘结剂是钠水玻璃。
水玻璃是各种聚硅酸盐水溶液的通称，别名泡花碱。
铸造上使用的主要是钠水玻璃（Sodium silicate, water glass），价格便宜，来源充足；其次为钾水玻璃，此外还有锂水玻璃、钾钠水玻璃、季铵盐水玻璃等。
钠水玻璃的化学式为Na2O·nSiO2·nH2O。
直接影响钠水玻璃的化学和物理性质以及水玻璃砂的工艺性能的几个重要参数是：1）模数模数的大小仅表示钠水玻璃中SiO2和Na2O的物质的量比。
M=nSiO2/mNa2O=1.033W SiO2/W Na2O式中W Sio2、W Na20——分别为硅酸钠中SiO2和Na2O的质量百分数（%）。
模数越高，作为芯（型）砂粘结剂时的硬化速度越快，但模数过高，将使芯（型）砂的保存性差，不适于造型和制芯。
铸造生产中，吹CO2硬化常用模数2的钠水玻璃。
水玻璃的模数可以通过加入NaOH水溶液(浓度10-20%)或NH4Cl水溶液(浓度10%)进行调整。
调整计算：X NaOH=13.3W SiO2/M-12.9W Na2O(克)X NH4Cl=1.73(W Na2O-W SiO2/M) (克)2）密度、含固量和粘度密度低，水的质量分数高，含固量少，不宜用作型（芯）砂粘结剂；反之，密度过大，粘稠，也不便定量和不利与砂子混合。
铸造上通常采用密度p为1.32～1.68／ cm3或波美度30~54的钠水玻璃。
实际上，水分和含固量较之采用密度更直接反映钠水玻璃的粘结力和价值。
3.3.2 水玻璃砂造型工艺一、CO2钠水玻璃砂目前广泛采用的CO2钠水玻璃砂，大都由石英砂加入4.5～8.0％的钠水玻璃配制而成。
对于几十吨的质量要求高的大型铸钢件砂型（芯），全部面砂或局部采用镁砂、铬铁矿砂、橄榄石砂、锆砂等特种砂代替石英砂较为有利。
钠水玻璃砂可使用各种混砂机混制。
混好的砂最好放在有盖的容器中，或者覆以湿的麻袋，以免砂中水分蒸发和与空气中CO2接触。
钠水玻璃砂流动性好，制芯时可用手工或靠微震紧实，也可采用吹射制芯（型）。
大的砂芯为增加容让性和便于排气，砂芯内部放块度为30－40mm的焦碳块、炉渣或干砂，并在中心挖出气孔，上部通至箱口。
型和芯一般要扎通气孔，使CO2气体可以通过，加速硬化。
目前应用较多的是插管发法和盖罩法（见图1），也有通过模样吹CO2硬化的方法，还开发了真空—CO2硬化和脉冲吹气硬化等方法。
图1 盖罩法硬化示意图应用CO2硬化法常采用的吹气压力为0.15~0.2MPA，吹气时间视型、芯大小和形状而定，一般从10s到几min。
每吨铸件CO2的耗用量为10~12kg。
二、自硬钠水玻璃砂自硬钠水玻璃傻由原砂、钠水玻璃、粉状固化剂或液体有机酯硬化剂及为改善砂芯（型）的保存性、出砂性、减少铸件缺陷、提高铸件表面质量的附加物所组成。
液体有机酯自硬砂采用的液体硬化剂如表1所示。
表1 水玻璃砂用液体催化剂名 称化 学 组 成甘油单醋酸酯（一醋精，monacetin）C3H5(OH)2OOCCH3甘油双醋酸酯（二醋精，diacetin）C3H5(OH)- (OOCC H3)2甘油三醋酸酯（三醋精，triacetin）C3H5 (OOCC H3)3有机酯（organiceter）上述醋酸酯的混合物乙二醇二醋酸酯（ethylene glycol diacetate）(CH3COOCH2)2二甘醇二醋酸酯（diethylene glycol diacetate）(CH3COO?/FONT>CH2CH3)2O乙二醇丙酸酯(C2H5COOCH2)2丙烯碳酸酯（碳酸酯和丙烯乙二醇）CH3CHOCOOCH2氟硅酸（hydrofluosilic acid）H2SiF6通常市售的铸造用有机酯大都是由上述酯以不同比例混合而成，以满足生产上所需不同的使用时间和硬化速度的要求。
用酯硬化钠水玻璃，酯水解产物之一的丙三醇在浇注时被烧掉，有助改善型芯的出砂性。
对于用于铸造生产的有机酯至今尚未制定产品质量标准。
现根据某工厂的进货验收条件，摘编于下，供参考。
该验收条件强调了产品主成分质量分数和有害杂质的质量分数，即规定产品酯质量分数大于98％；有力酸质量分数小于0.5％。
根据该厂反映这两项指标工厂有检测条件，控制好这两项指标，工艺也相对稳定。
工厂选择有机酯应根据本厂铸件的结构特点所需要的操作实践来确定型砂工艺的可操作实践。
在这个基础上，经过严格的工艺试验（包括与之搭配的水玻璃），确定选用快酯、中酯或慢酯或根据自己的特殊情况，再用调节酯自行调节。
温度是大多数化学反应的重要影响因素，对于有机酯水玻璃自硬砂也一样，大多数工厂在没有条件控制环境和原材料温度的情况下，在季节变化时所选用的硬化剂也应有所变化。
高温季节多用慢酯；低温季节多用快酯。
有机酯钠水玻璃砂可用于单件和成批生产钢铁及其他合金铸件，小的型、芯用单一砂，而大、中型砂型则用它作面砂。
它的典型配方按质量分数是石英砂95.6～97％，钠水玻璃3～44％。
有机酯为钠水玻璃质量的8～12.5％。
三、烘干硬化水玻璃砂烘干硬化水玻璃的强度比CO2硬化砂的强度高10倍左右。
为得到CO2硬化砂同样的常温强度，烘干硬化砂水玻璃的加入量可降到2～3％，因而使溃散性有显著改善。
烘干硬化水玻璃砂，除传统的进窑烘干外，现已发展了在芯盒内吹热风硬化、热芯盒内硬比、微波硬化等新的制芯工艺，但这些新的制芯工艺只适于制中小型芯。
烘干硬化水玻璃砂的配比根据烘干硬化方法决定。
进窑烘干的水玻璃砂，要求有一定湿强度，配比中常加适量耐火粘土、膨润土或含膨润土的溃散剂，并加适量水或NaOH溶液。
采用这种工艺时，型砂的配比和CO2硬化砂的配比接近。
热芯盒内硬化和微波加热硬化，对湿压强度没有要求，不加附加物，水玻璃加入量可降到2.5~3.5％。
热气烘干法是使干燥的热气流均匀地透过砂芯，溢出时带走砂芯中水玻璃的水分，从而使水玻璃胶凝，砂芯固化的一种方法。
应用这种方法，在设计芯盒时应设计好进、排气通道，务必使砂芯全部硬透。
热气烘干法对工装设计要求较高，热气流烘干需要较长时间，效率也受影响。
四、真空置换硬化(VRH)法真空置换硬化(VRH)法是近年来开发成功并已应用于生产的先进水玻璃砂工艺之一。
该工艺以水玻璃为粘结剂，砂型（芯）在真空室内经真空脱水后，再经CO2硬化。
1.VRH法工艺的主要特点(1) 水玻璃加入量少当水玻璃加入量在3％～4％，真空吹CO2后2h，砂型强度可达1～2MPa，终强度可达2MPa 以上，完全满足生产工艺要求。
(2) 显著改善砂型的溃散性尽管比树脂砂的溃散性差些，但落砂及旧砂再生均能明显改善，可用干法再生，其再生回收率达80％左右。
(3) 提高铸件质量VRH法实行先硬化后起模的工序，而且由于水玻璃加入量少，砂型（芯）在高温下变形减少，均有利于提高铸件尺寸精度，同时硬化后的砂型（芯）水质量分数小，铸件的气孔、针孔等缺陷相应减少。
(4) 降低造型材料费用，提高经济效益由于水玻璃加入量减少，CO2消耗量降低，旧砂回用率提高，节省新砂耗量等因素，VRH法与普通水玻璃CO2硬化工艺相比，每吨铸件型砂费用可节约15％～20％。
2．VRH法的主要工序及相关要求(1) 抽真空将紧实的砂箱或芯盒置于真空室内抽真空，要求真空度至少在4000Pa之下，最好2600Pa之下。
(2) 往真空室导入CO2VRH法水玻璃砂型（芯）吹CO2是在真空室内进行的，因为CO2在抽真空的砂型（芯）里运动没有障碍，扩散迅速，与水玻璃反应快而均匀，CO2耗量减少。
注意CO2压力随室温变化而变化，冬天应比夏天压力高。
五、微波硬化法微波烘干法是一项正在开发中的新工艺，它的特点是利用微波加热快而均匀的特点，充分发挥水玻璃脱水硬化粘结强度最高的优势，使型砂中水玻璃加入量降到最低限度。
现将试验的有关结论介绍如下：1．在一定范围内，微波烘干水玻璃砂的强度与水玻璃加入量成正比。
微波烘干水玻璃砂的强度与水玻璃加入了成正比。
2．微波烘硬时间与微波炉功率成正比。
3.3.3 水玻璃旧砂的再生水玻璃旧砂的再生比较困难，再生的难度与水玻璃加入量、砂铁比、浇注温度、铸件壁厚，型砂的硬化方法等有关。
水玻璃再生砂的质量指标，主要为Na2O含量，要求大件Na2O含量＜0.2～0.3％，小件含量＜0.5%；亦有的要求灼减量＜0．8％。
水玻璃旧砂的再生方法主要有：1）砂块的破碎用振动破碎机可将破块破碎成砂粒2）湿法再生，将经破碎的旧砂加水后机械搅拌，或用水力旋流器清洗。
这种方法适用于水玻璃砂烧结程度轻的中小件的生产车间。
湿法再生砂的质量比干法好，可去除大部分微粉，Na2O 去除率可达80％～90％，砂粒的破碎损失小，再生砂的回用率可达50％～70％。
湿法再生的缺点是设备系统庞大，占地面积和基建投资大，用水量大，运转资用高，再生砂要烘干，能耗大，污水、污泥处理困难。
3）干法再生，有逆流式、气流撞击式、机械离心式等再生装置。
其中以逆流再生机的再生效果较好，Na2O去除率达40％-50％。
”4）干一湿法再生，先用干法去除部分惰性膜,再用湿法再生，主要用于有机酯水玻璃自硬砂。
3.4 有机粘接剂砂芯和砂型3.4.1概述砂芯主要用来形成铸件的内腔、孔洞和凹坑等部分，在浇注时，它的大部分或部分表面被液态金属包围，经受铁液的热作用、机械作用都较强烈，排气条件也差，出砂、清理困难，因此对芯砂的性能要求一般比型砂高。
3.4.2植物油砂采用干性油和靠近干性油的半干性油作油砂粘结剂。
干性油含不饱和脂肪酸，其加热硬化机理一般认为是氧化聚合的结果。
常用的植物油有，桐油、亚麻油等。
烘干温度一般以200～220℃为宜。
如需缩短烘干时间，可将温度提高到250℃，但不能超过300℃，否则粘结性能将被破坏。
3.4.3合脂粘结剂及合脂砂（一）合脂粘结剂合脂是合成脂肪酸蒸馏残渣的简称，是从炼油厂原料脱蜡过程中得到的石蜡，制皂工业再将石蜡制取合成脂肪酸时所得的副产品。
合脂砂的烘干湿度范围比油砂宽些，但是最适宜范围仍是200～220℃之间。
合脂粘结剂的加入量一般为砂质量的2.5～4.5％，过多，强度增加不显著，而发气量明显增大，粘膜加重，蠕变加大，出砂性变差。
存在的问题：1．湿强度低合脂砂的湿压强度只有2.0～2.5kPa。
比植物油砂还要低。
加入膨润土或者含泥量高的天然粘土砂可以提高湿强度。
2．砂芯蠕变合脂砂湿强度低，合脂本身在常温下粘度大，芯砂流动性差，造芯时不易紧实；因此合脂砂芯在湿态和烘干过程中易发生蠕变，即逐渐往下沉。
在冬天，合脂变得更加粘稠，蠕变现象就更为严重。
可采用加入膨润土和高温入炉烘干硬化的方法来减少蠕变的缺陷。
3.4.4壳芯（型）一、壳芯（型）的制造1940年，Johannes Croning发明用热法制造壳型，称为“C”法或“壳法”，此法不仅可用于造型，更主要的是用于制造壳芯。