砂 型 铸 造
砂型铸造
砂型铸造——在砂型中生产铸件的铸造方法。
钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。
由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来，一直是铸造生产中的基本工艺。
1砂型介绍总体概述制造砂型的基本原材料是铸造砂和型砂粘结剂。
最常用的铸造砂是硅质砂。
硅砂的高温性能不能满足使用要求时则使用锆英砂、铬铁矿砂、刚玉砂等特种砂。
为使制成的砂型和型芯具有一定的强度，在搬运、合型及浇注液态金属时不致变形或损坏，一般要在铸造中加入型砂粘结剂，将松散的砂粒粘结起来成为型砂。
应用最广的型砂粘结剂是粘土，也可采用各种干性油或半干性油、水溶性硅酸盐或磷酸盐和各种合成树脂作型砂粘结剂。
砂型铸造中所用的外砂型按型砂所用的粘结剂及其建立强度的方式不同分为粘土湿砂型、粘土干砂型和化学硬化砂型3种。
粘土湿砂以粘土和适量的水为型砂的主要粘结剂，制成砂型后直接在湿态下合型和浇注。
湿型铸造历史悠久，应用较广。
湿型砂的强度取决于粘土和水按一定比例混合而成的粘土浆。
型砂一经混好即具有一定的强度，经舂实制成砂型后，即可满足合型和浇注的要求。
因此型砂中的粘土量和水分是十分重要的工艺因素。
以型砂和芯砂为造型材料制成铸型，液态金属在重力下充填铸型来生产铸件的铸造方法。
钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。
由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来，一直是铸造生产中的基本工艺。
砂型铸造所用铸型一般由外砂型和型芯组合而成。
为了提高铸件的表面质量，常在砂型和型芯表面刷一层涂料。
涂料的主要成分是耐火度高、高温化学稳定性好的粉状材料和粘结剂，另外还加有便于施涂的载体（水或其他溶剂）和各种附加物。
粘土湿砂型铸造的优点是：①粘土的资源丰富、价格便宜。
②使用过的粘土湿砂经适当的砂处理后，绝大部分均可回收再用。
③制造铸型的周期短、工效高。
砂型铸造的特点及应用范围
砂型铸造的特点及应用范围砂型铸造是一种常见的金属铸造工艺，其特点和应用范围非常广泛。
下面我将详细介绍砂型铸造的特点及应用范围。
一、砂型铸造的特点：1. 灵活性强：砂型铸造适用于各种不同材料的铸造，包括铁、钢、铜、铝等多种金属材料。
同时，砂型铸造还能够制造复杂形状的铸件，满足不同行业的需要。
2. 成本低：相比其他金属铸造工艺，砂型铸造的成本相对较低。
砂型铸造所需的原料——砂、石膏等非常常见且廉价，而且制作砂型的工艺也相对简单，降低了制造成本。
3. 生产周期短：砂型铸造的生产周期相对较短。
制作砂型的过程相对简单，可以快速完成，并且对于大批量生产具有较高的效率。
这使得砂型铸造成为一种非常快速的金属成型工艺。
4. 精度较差：相比其他铸造工艺，砂型铸造的精度相对较差。
砂型铸造的铸件表面容易产生砂眼、夹渣等缺陷。
因此，在一些对精度要求较高的行业，如航空、汽车等，砂型铸造应用相对有限。
5. 铸造尺寸范围广：砂型铸造适用于不同尺寸的铸件。
小型铸件可以使用手工制作砂型，而大型铸件可以采用自动化设备制作砂型。
二、砂型铸造的应用范围：1. 机械制造：砂型铸造在机械制造行业中应用广泛。
可以用于生产各种机械零部件，如机床床身、机械箱体、机械零件等。
砂型铸造可以用来制造各种不同材料的金属件，满足机械制造行业的需求。
2. 汽车工业：砂型铸造在汽车工业中也有重要的应用。
可以用来制造发动机缸体、曲轴、活塞、减震器等关键零部件。
砂型铸造具有生产周期短、成本低的优势，适合汽车工业中对大批量生产的需求。
3. 船舶工业：砂型铸造在船舶工业中也有广泛的应用。
可以用来制造船体、推进器、螺旋桨等部件。
船舶工业对于零件的尺寸要求较大，砂型铸造可以满足这一要求。
4. 石油化工：砂型铸造在石油化工行业中也有应用。
可以制造石油钻探设备的关键零部件，如钻井头、套管等。
砂型铸造可以满足对于大尺寸、大负荷的工作环境的要求。
5. 冶金行业：砂型铸造在冶金行业中也有重要的应用。
砂型铸造工艺流程及所需材料
2. 铸造工艺准备工作
2.4 铸造涂料
涂料是指覆盖在型腔和型芯表面，以改善型腔和型芯表面耐火性、 化学稳定性、抗金属液冲刷性、抗黏砂性等性能的铸造辅助材料系统。
涂料的主要作用有：
a、提高铸件表面质量；
b、防止或减少铸件夹砂或砂眼等缺陷；
c、改善铸件表面性能。
涂料需要具有一定性能，才能起到应有的作用：
钢、铁和大型多数芯有用色合来金形铸成件都铸可件用内砂型部铸空造腔方法或获局得部。外形。造型芯的芯砂要比型砂具有更高的强度、透气
清除砂芯的方法主要有水力清砂除芯法、水爆清砂除芯法等。
铸造用性型、砂的耐种高类温可分性为、石退英砂让、性镁和砂、溃橄散榄性石砂。、锆英石砂、石灰石砂、黏土砂、水玻璃砂、树脂砂、油砂等。
模样材料： a、木材：轻便，易加工，价格低；但强度低，易吸潮变形，寿命短。 b、金属：铝合金轻便，加工性好，表面光洁，不易锈，但耐磨性差；铜 合金易加工，表面光滑，耐蚀、耐磨，但成本高，重量大；铸铁强度硬 度高，耐磨，低价，但重量大、易锈且不易加工。 c、塑料：制造简便、修理方便、较耐磨、变形小、生产周期短，但导热 性差、不可加热。 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。
浇铸
落砂 清理 表面处理
3.砂型铸造工艺
但生产3率.1低造，型劳动强度大，铸件质量不易保证。
b、触变性；
此外，还需手要进工行造铸件型质：量操进行作射方线便检验灵。活、适应性强，模样生产准备时间短；但生产率低，劳动强度大 清f、除较砂高，芯的铸的耐方件火法度质主；量要有不水易力保清砂证除。芯只法、适水用爆于清砂单除件芯小法等批。量生产。
1.砂型铸造简介
砂型铸造较之其它铸造方法成本低、生产工艺简单、生产周期短。 所以像汽车的发动机气缸体、气缸盖、曲轴等铸件都是用粘土湿型砂工 艺生产的。
砂型铸造流程
砂型铸造流程砂型铸造是一种常见的金属铸造工艺，通过在砂型中浇铸熔化的金属，然后等待其冷却凝固，最终得到所需的铸件。
这种工艺被广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域。
下面将介绍砂型铸造的流程及其相关注意事项。
首先，准备模具。
模具是砂型铸造的关键，它决定了最终铸件的形状和尺寸。
通常情况下，模具由两部分组成，上模和下模。
上模和下模之间的接触面称为分型面。
模具的制作需要考虑到铸件的结构、缩孔、浇口、冷却等因素。
其次，准备砂型。
选择合适的砂型材料非常重要，常见的砂型材料包括湿砂、干砂和化学硬化砂。
在制作砂型的过程中，需要将模具分成上、中、下几个部分，然后在模具中填充砂料，用压实工具进行振实，最终得到完整的砂型。
然后，制作浇注系统。
浇注系统包括浇口、冒口、滤料等组成部分。
浇口的设计应考虑金属液的顺利流入和填充整个砂型的需要，冒口则是用来排出砂型中的燃烧气体和热风的。
滤料则可以净化金属液，防止杂质进入铸件。
接下来，进行浇注。
在浇注之前，需要预热砂型，以防止金属液的急剧冷却和热应力。
然后，将预热的砂型放置在浇注设备下方，打开炉门，将熔化的金属液倒入浇口，让其顺着浇口流入砂型内部。
待金属液冷却凝固后，即可取出铸件。
最后，进行后处理。
铸件在取出后，需要进行去砂、切割、修磨等工艺，以得到符合要求的最终产品。
在后处理的过程中，需要注意安全防护，防止因铸件温度过高而造成烫伤或其他意外。
总的来说，砂型铸造流程包括模具准备、砂型制作、浇注系统设计、浇注、后处理等多个环节。
每个环节都需要严格控制，以确保最终铸件的质量。
同时，还需要注意安全生产，确保生产过程中不发生意外事故。
希望以上内容对您有所帮助，谢谢阅读。
砂型铸造
机器造型
机器造型是将手工造型中的紧砂和 起模工步实现了机械化的方法。与手工 造型相比，不仅提高了生产率、改善劳 动条件而且提高了铸件精度和表面质量。 但是机器造型所用的造型设备和工艺装 备的费用高、生产准备时间长，只适用 于中、小铸件成批或大量的生产。
机器造型（1）-- 震压造型
以压缩空气为动力的震压造型机最为常用。其原理是通过震击使得砂箱下部的型 砂在惯性力作用下紧实，再用压头将砂箱上部松散的型砂压实。
造型（芯）方法
手工造型
手工造型操作灵活、大小铸件均能适应。在实 际生产中，由于铸件的结构特点、批量大小、使用 要求及生产条件的不同，所用的造型方法也不一样， 手工造型对模型的要求不高，一般采用成本较低的 木模。尽管手工造型的生产率较低、获得铸件的尺 寸精度及表面质量也较差，但对工人的技术水平要 求较高，且在实际生产中很难完全以机器造型取代。 尤其是对于单件、小批铸件的生产。
微震压实 造型
抛砂造型
气冲造型
负压造型
型砂不含粘结剂，被密封于 砂箱与塑料膜之间，抽真空 使干砂紧实
机器造型的起模方法
型砂紧实以后就要进行起模，以获得完整的型腔。大部分机器造型 机均带有起模机构。大体有顶箱起模、漏模和翻箱起模三类 。
机器造型的特点
（1）、采用模板的两箱造型。
所谓模板就是将模型、浇注系统沿分型面
铸
造
工 艺
砂型铸造基本术语
铸 型：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、型芯和浇冒系统的组合 整体。 型 腔：铸型中造型材料所包围的空腔部分。
铸 件：用铸造方法制成的金属件，一般作毛坯 用。 分型面：铸型组元间的接合面。
分模面：模样组元间的接合面。
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。
砂型铸造流程
最小铸出孔的参考数值见表1-7。对于零件图上不要求加工的孔、槽以及弯曲孔
等，一般均应铸出。
表1-7 铸件毛坯的最小铸出孔（mm）
生产批量
大量生产 成批生产 单件、小批量生产
最小铸出孔的直径 d
灰铸铁件
铸钢件
12~15
—
15~30
30~50
30~50
50
2. 起模斜度 为了使模样（或型芯）易于从砂型（或芯盒）中取出，凡垂
注意：为了提高型芯的刚度和强度，需在型芯中放入芯骨；为了提高型芯的 透气性，需在型芯的内部制作通气孔；为了提高型芯的强度和透气性，一般型芯 需烘干使用。
二、砂型铸造工艺设计 目的：为了获得健全的合格铸件，减小铸型制造的工作量，降低铸件成本， 在砂型铸造的生产准备过程中，必须合理地制订出铸造工艺方案，并绘制出铸造 工艺图。 铸造工艺图：在零件图中用各种工艺符号表示出铸造工艺方案的图形，其中 包括：铸件的浇注位置；铸型分型面；型芯的数量、形状、固定方法及下芯次序； 加工余量；起模斜度；收缩率；浇注系统；冒口；冷铁的尺寸和布置等。铸造工 艺图是指导模样（芯盒）设计、生产准备、铸型制造和铸件检验的基本工艺文件。 依据铸造工艺图，结合所选造型方法，便可绘制出模样图及合箱图。图1-19为支 座的铸造工艺图、模样图及合箱图。
式中 ——模样或芯盒工作面的尺寸，单位为 mm； ——铸件的尺寸，单位为 mm。
通常，灰铸铁的铸造收缩率为0.7%~1.0%，铸造碳钢为1.3%~2.0%，铸造锡青 铜为1.2%~1.4%。
4. 型芯头 型芯头可分为垂直芯头和水平芯头两大类，如图1-30所示。
图1-30 型芯头的构造 a）垂直芯头 b）水平芯头 （四）铸造工艺设计的一般程序
铸造工艺设计：在生产铸件之前，编制出控制该铸件生产工艺的技术文件。 铸造工艺设计主要是画铸造工艺图、铸件毛坯图、铸型装配图和编写工艺卡片等， 它们是生产的指导性文件，也是生产准备、管理和铸件验收的依据。因此，铸造 工艺设计的好坏，对铸件的质量、生产率及成本起着决定性的作用。
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
f）应使合箱位置、浇注位置和铸件冷却位置一致 ）应使合箱位置、
2、分型面的选择 分型面为铸型组元间的接合面，选择分型面应考虑以下原则： 分型面为铸型组元间的接合面，选择分型面应考虑以下原则： 分型面应尽量采用平面分型，避免曲面分型， a）分型面应尽量采用平面分型，避免曲面分型，并应尽量选在最 大截面上，以简化模具制造和造型工艺。见图9 大截面上，以简化模具制造和造型工艺。见图9－4。
b) 高压紧实
震击紧实主要依靠震击 力坚实砂型。 力坚实砂型。该方法机 器结构简单， 器结构简单，制造成本 但噪声大、 低，但噪声大、生产率 要求厂房基础好。 低、要求厂房基础好。 砂型坚实度沿砂箱高度 方向愈往下愈大。 方向愈往下愈大。主要 适用于需成批生产的中， 适用于需成批生产的中， 小型铸件。 小型铸件。
二、砂型铸造工艺设计 铸造工艺图： 铸造工艺图：在零件图中用各种工艺符号表示出铸造工 艺方案的图形，铸造工艺图是表示铸型分型面、浇冒口系统、 艺方案的图形，铸造工艺图是表示铸型分型面、浇冒口系统、浇
注位置、型芯结构尺寸、控制凝固措施（冷铁、保温衬板） 注位置、型芯结构尺寸、控制凝固措施（冷铁、保温衬板）等的图 图中应表示出：铸件的浇注位置、分型面、型芯的数量、形状、 样。图中应表示出：铸件的浇注位置、分型面、型芯的数量、形状、 尺寸及固定方法、加工余量、起模斜度、浇口、冒口、 尺寸及固定方法、加工余量、起模斜度、浇口、冒口、冷铁的尺寸 和位置。 和位置。 1、浇注位置的选择 浇注位置的选择应考虑以下原则： 浇注位置的选择应考虑以下原则： 体积收缩大的合金及壁厚差较大的铸件，应按定向凝固的原则 a）体积收缩大的合金及壁厚差较大的铸件，应按定向凝固的原则， 将壁厚较大的部位和铸件的热节部置于上部或侧部， 将壁厚较大的部位和铸件的热节部置于上部或侧部，以便设置冒口 进行补缩。 进行补缩。
砂型铸造的工艺流程
砂型铸造的工艺流程砂型铸造是一种常见的铸造工艺，用于制造各种金属零件。
下面，我将介绍一下砂型铸造的工艺流程。
首先，选择适合的铸造砂料。
铸造砂料通常由一种或多种天然或人工砂料组成，如石英砂、膨胀砂和粘土等。
这些砂料具有良好的耐火性和流动性。
接下来，准备铸型。
铸型通常由两部分构成，一部分是上模，一部分是下模。
上模是用于形成零件外表面的模具，下模用于形成零件的内部和底部。
根据零件的设计要求，将上下模制作成相应的几何形状。
然后，将上下模合并成一个完整的铸型。
上模和下模之间通常需要设有进料和排气系统。
进料系统用于将熔融金属引导到模腔，并填满整个零件。
排气系统用于排除模腔内的气体，以防止产生气泡。
接着，将铸型充填粘土砂料。
通过在铸型中加入一定量的濕砂，并使用振动或敲击方法使砂料均匀分布和密实，形成一个坚固的砂型。
这个过程被称为砂型充填。
然后，将砂型进行整型和整平。
使用各种工具和设备对砂型进行加工，以确保其与零件的设计要求一致。
去除不必要的砂块和砂角，并确保砂型表面平整。
接下来，进行预烘干和烘干。
将砂型放入烘炉中进行预烘干，以去除砂型中的残留水分。
然后，将砂型放入更高温度的烤箱中进行烘干，以确保砂型具有足够的强度和耐火性。
最后，进行金属浇注和冷却。
将预热的金属液体倒入铸型中，填满整个模腔，并保持一定的冷却时间，以确保熔融金属凝固成型。
一旦金属凝固，就可以取出铸件。
总的来说，砂型铸造是一种简单而有效的铸造工艺，适用于制造各种形状和大小的金属零件。
它具有成本低、生产周期短、适用范围广等优点，在各个行业中得到了广泛应用。
砂型铸造
机器造型工艺特点：
1）需采用模板进行两箱造型； 2）不宜进行三箱及活块造型
三、真空密封造型
真空密封造型又称真空薄膜造型、减压造型、负压造型或V法，适用于生产薄 壁、面积大、形状不太复杂的扁平铸件。 真空密封造型过程： (1)通过抽气箱抽气，将预先加热好的塑料薄膜吸贴到模样表面上。 (2)放置砂箱，充填型砂，微振紧实。 (3)刮平，覆背膜，抽真空，使砂型保持一定的真空度。 (4)在负压状态下起模、下芯、合型浇注。铸件凝固后恢复常压，型砂自行溃散， 取出铸件。
通常3～15mm
4. 铸造收缩率
铸造收缩率K定义如下：
K
式中： L模──模样尺寸； L件──铸件尺寸。
ห้องสมุดไป่ตู้
L模－L件 L件
100 ％
通常灰铸铁为0.7~1.0%，铸造碳钢为1.3~2.0%，铝硅合金为 0.8~1.2%，锡青铜为1.2~1.4%。
5. 铸型起模斜度
为了起模方便又不损坏砂型，凡垂直于 分型面的壁上留有起模斜度，如图2-22所示。 起模斜度值见JB/T 5105－1991。
缺点：
对形状复杂、较高的铸件覆膜成形困难，工艺装备复杂， 造型生产率比较低。
四、气流冲击造型
原理：利用气流冲击，使预填在砂箱内的型砂在极短的时间内完成冲击 紧实过程。
1. 气冲紧实过程：
气冲紧实过程可分成两个阶段：
(1) 型砂自上而下加速并初步紧实阶段 在顶部气压迅速提高的作用下，表面层型砂上下 产生很大的气压差，使表面层型砂紧实度迅速提 高，形成一初实层。在气压的推动下，初实层如 同一块高速压板，以很大的速度向下移动，使下 面的砂层加速并初步紧实。
2、机器造型
1)生产效率高; 2)铸型质量稳定（紧实度高而均匀、型腔轮廓清晰）; 3)设备和工艺装备费用高，生产准备时间较长。
砂型铸造的分类
砂型铸造的分类砂型铸造是指将熔化后的金属倒入砂型中进行铸造的一种工艺。
按照不同的分类标准，砂型铸造可以分为多种类型，下面就对其进行详细介绍。
一、按照砂型材料分类1. 硅砂铸造硅砂是一种常见的砂型材料，其耐高温、抗压强度高、易于加工等特点，使其成为铸造行业最常用的砂型材料之一。
硅砂铸造适用于各种材料的铸造，如铁、钢、铜、铝等。
2. 石膏砂铸造石膏砂铸造主要用于铸造锌合金、铝合金等低熔点金属。
石膏砂铸造具有成本低、制作简单、铸件表面光滑等优点。
3. 粘土砂铸造粘土砂铸造是一种传统的砂型铸造工艺，在冶金、航空、机械等领域得到广泛应用。
粘土砂铸造可用于铸造各种材料，如铁、钢、铜、铝等。
二、按照铸件形状分类1. 平板砂铸造平板砂铸造用于制造平面或近似平面的铸件，如平板、板状零件等。
平板砂铸造的特点是铸件精度高、表面光滑、尺寸稳定。
2. 壳型砂铸造壳型砂铸造是一种高精度、高质量的铸造工艺，适用于制造形状复杂、尺寸精度高的铸件，如涡轮叶片、航空发动机叶轮等。
3. 砂芯砂铸造砂芯砂铸造是一种通过在砂型中插入砂芯，使铸件中产生内腔或复杂空间结构的铸造工艺。
砂芯砂铸造适用于制造具有内腔或复杂结构的铸件，如汽车发动机缸体、水泵叶轮等。
三、按照铸造方法分类1. 真空砂铸造真空砂铸造是一种在真空环境下进行的铸造工艺。
真空砂铸造可消除气孔、夹杂等缺陷，提高铸件质量和性能。
2. 低压砂铸造低压砂铸造是一种通过在熔融金属上施加一定的压力，使其在砂型中充填的铸造工艺。
低压砂铸造适用于制造高精度、高质量的铸件。
3. 高压砂铸造高压砂铸造是一种将熔融金属通过高压喷射入砂型中进行铸造的工艺。
高压砂铸造具有生产效率高、成本低等优点，适用于大批量铸造。
砂型铸造是一种应用广泛的铸造工艺，其分类也十分多样化。
在实际应用中，铸造厂家可以根据铸件的形状、材料、生产需求等因素选择不同的砂型铸造工艺，以达到最佳的铸造效果。
砂型铸造基础知识
砂型铸造一、铸造用砂型的种类及制造（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。
名词：型砂——将原砂或再生砂+粘结剂+其它附加物等所混制成的混合物；铸型——形成铸件外观轮廓的用型砂制成的空腔称为铸型；砂芯——形成铸件内腔的用芯砂制成的实体(用于制做砂芯的型砂称为芯砂)；造型——制造砂型的工艺过程；制芯——制造砂芯的工艺过程。
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。
和手工造型相比，机器造型生产率高，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。
但设备和工艺装备费用较高，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。
2.4砂型铸造
参见表2-12
有色金属：表面光洁，加工余量少。
生产批量 大批量生产，机器造型
单件、小批生产，手工造型
最小铸出孔直径 铸铁件 铸钢件
Ф 15～30
＜Ф25 ＜Ф35
3.工艺参数的选择
2）起模斜度 ：便于模样从砂型中取出。
取决于起模高度、造型方法、模样材料、等。
机器造型比手工造型斜度小； 木模比金属模斜度大； 立壁越高，斜度越小； 内斜度比外斜度大。
造型材料应具备以下性能：
可塑性：砂和芯砂在外力作用下要易于成形。 足够的强度：型砂和芯砂在外力作用下要不易破坏。 耐火性：型砂和芯砂在高温下要不易软化、烧结、粘附。 透气性：型砂和芯砂紧实后要易于通气。
退让性：型砂和芯砂在冷却时其体积可以被压缩。
2）造型方法
用造型混合料及模样等工艺装备制造铸型的过程称为造型，是 砂型铸造的最基本工序。
单面模板
是模板底面一面有模样的模板。 上模板→上型
下模板→下型
合型两块模板。用两台造型机。
(a)铸件
(b)上模板（有浇注系统）
(c)下模板
特点：结构简单，应用较多。
双面模板
上半个模样和浇注系统固定在模底板一侧，下半个模样固定在该 模底板另一侧对应位臵，在同一台造型机上造出上、下型。
双面模板
造下型 1-模底板;
2.铸型分型面的选择 4.铸造工艺图的绘制
作用：制模（模样、 芯盒）、造型（芯）、 准备生产设备、铸件 检验的依据。
定义：在零件图上用各 种工艺符号及参数表示 出铸造工艺方案的图形。
1. 浇注位置的选择
① 铸件重要加工面、主要工作面、大平面、基准面应朝下 （或侧面）， 以防产生气孔等，使其组织致密、质量好。
工程材料-(砂型铸造)
技术方案确定:
造型方法
铸造工艺
思考题
P210 8-7
习题8-7a 轴承 铸件分型方案 （大批量）
下 下
上 上
上下
?
上 下
? 活块造 型
下 下
上 上
大批量生产宜 采用机器造型, 机器造型为两 箱造型。
下 上
浇注位置示意（水平浇铸）
习题8-7b 调整座 分型方案（大批量）
方案1
方案1
第一步：型（芯）砂的制备
型(芯)砂由原砂、粘结剂、水及其它附加物混制 分为：粘土砂、水玻璃砂、树脂砂 (P180) 技术要求：型（芯）砂
具有一定的强度、透气性、 退让性和溃散性等。
砂型质量的影响因素：
A. 型砂的影响：
a) 原砂的粒度状况、形状
一般认为：粒度在小尺寸范围呈正态分布，有利于
砂型强度的提高，但透气性较差。
➢ 具有所要求的化学成分 ➢ 杂质含量低 ➢ 具有所需要的温度
常用设备：冲天炉、反射炉、
A. 铸铁的熔炼 电弧炉、工频炉等。
冲天炉
冲天炉熔炼：通过焦炭的燃 烧放热使固体金属炉料熔化 并过热后成为液态金属。
出炉以浇注
B. 铸钢合金的熔炼
常用设备：电弧炉、感应电炉、平炉
C. 有色合金的熔炼
对设备要求：
B. 最小铸出孔：最小孔直径和经济性原则。
C. 起模斜度：取决于立壁高度、造型方法和模样材 料等因素，一般15’-3°。 内外壁有分（内壁3-10° ）。
铸件的起模斜度示意
D. 收缩率：模样尺寸放大率K=(Lp-Lc)/Lp*100％
➢ 经验数据（HT：0.7-1%；ZG1.3-2.0 % ）
E. 型芯头：芯头关系到装配的工艺性和稳定性。
第二节 砂型铸造
2. 分型面的选择
2.2 分型面尽量少
2. 分型面的选择
2.3 避免不必要的活块和型芯
2. 分型面的选择
2.4 尽量置于同一沙箱
加工面与基准面于 同一砂箱易保证铸件精 度，分在两个砂箱，易 产生错型
2. 分型面的选择
型腔及主要型 芯位于下型，便于 造型、下芯、合箱 和检验铸件壁厚
2.5 尽量位于下型
铸件的结构：铸件的外形、内腔、壁厚、壁 间的连接形式、加强筋和凸台的安置。 进行铸件结构设计，不仅要保证其力学性能要 求，还必需考虑铸造工艺和合金铸造性能对铸件结 构的要求，使铸件的结构与这些要求相适应。使这 些铸件具有良好的工艺性，以便保证铸件质量，降 低生产成本，提高生产率。
1、铸件结构应利于简化铸造工艺
从基准面D分型；凸台E和槽C用活块或型芯形成；九个 轴孔不铸出，留待切削加工。用于单件、小批量手工造型
4. 铸造工艺图与实例分析
4.5 方案3
从B面分型；凸台E、A和槽C采用活块或型芯形成；九个 轴孔不铸出，留待切削加工。用于单件、小批量手工造型
4. 铸造工艺图与实例分析
4.6 工艺图
三、铸件结构工艺性
地坑造型：在车间地坑内造型，只要一个砂箱，节约砂箱使 用量，适用于批量不大的大、中型铸件
4. 脱箱造型
合型后将砂箱脱出，浇注前须用型砂将脱箱后的铸型周围填实， 也可加上套箱，适用于小铸件生产。
5. 整模造型
模样是一个整体，通常型腔都在下半箱中，上半箱只有浇冒口系 统。造型简单，不会出现合型错位缺陷，适用于一端为最大截面 的铸件。
脆弱结合面
应力集中 易裂纹
外圆角还可美化铸件 外形； 内圆角还可防止金属 液冲坏型腔尖角。
热节
砂型铸造造型的实验原理
砂型铸造造型的实验原理
砂型铸造造型的实验原理如下:
1. 将砂与粘结剂、添加剂等混合,使砂获得一定的塑性。
2. 将混砂压实在型板模型上,砂获得模型的轮廓,这是下砂。
3. 小心取出模型,留下其印模的空腔,作为铸件的形状。
4. 根据所铸铸件的形状,合理设置流道和浇注系统。
5. 再覆盖上砂,使砂型完整封闭,这是上砂。
6. 将熔融的金属从浇口灌入砂型腔内,冷却凝固后破损砂型取出铸件。
7. 砂型硬度要适中,既要能承受金属压力,又要便于去型。
8. 金属凝固时,砂型需要给予较好的通气效果。
9. 实验可观察不同压实程度、含水量对砂型性能的影响。
10. 也可以研究不同型砂配方、不同模型形状对铸件表面质量的影响。
通过反复实验,可以全面掌握砂型铸造的技能。
砂型铸造工艺设计
数字化转型
利用计算机技术实现铸 造过程的数字化控制， 提高生产效率和产品质
量。
环保节能
采用环保材料和节能技 术，降低铸造过程中的
能耗和污染排放。
智能化制造
结合物联网、大数据等 技术，实现铸造生产线 的智能化管理，提高生
产效率。
定制化生产
满足个性化需求，实现 定制化生产，提高产品 附加值和市场竞争力。
工艺流程
主要包括模具制作、型砂 配置、模具填充、金属浇 注、冷却和脱模等步骤。
砂型铸造工艺的重要性
应用广泛
砂型铸造工艺适用于各种 金属材料和复杂形状铸件 的生产，具有较高的灵活 性和适应性。
成本较低
砂型铸造工艺相对其他铸 造方法成本较低，能够降 低生产成本，提高经济效 益。
高效生产
砂型铸造工艺具有较高的 生产效率和规模化生产能 力，能够满足大规模生产 的需求。
砂型铸造工艺设计
contents
目录
• 引言 • 砂型铸造工艺流程 • 砂型铸造材料选择 • 砂型铸造工艺优化 • 砂型铸造工艺应用与发展
01 引言
砂型铸造工艺简介
01
02
03
定义
砂型铸造是一种使用砂型 模具进行金属铸件生产的 工艺。
历史
砂型铸造工艺起源于古代， 随着技术的发展不断改进， 至今仍广泛应用于工业生 产。
未来砂型铸造工艺展望
创新材料应用
探索新型铸造材料，提高产品 性能和降低成本。
智能检测与质量控制
利用先进检测技术实现铸造过 程的实时监控和质量控制。
绿色铸造
推动环保法规的实施，实现铸 造行业的绿色可持续发展。
国际化合作与交流
加强国际合作与交流，引进先 进技术和管理经验，提升我国
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固区的宽窄。铸件的“凝固方式”就是依据凝固区的宽窄来划分的。
• 逐层凝固
纯金属和共晶成分的合金在凝固 中因为不存在固液两相并存的凝固区 ，所以固体与液体分界面清晰可见， 一直向铸件中心移动。
•
糊状凝固
铸件在结晶过程中，当结晶温度范围 很宽，且铸件截面上的温度梯度较小，则 不存在固相层，固液两相共存的凝固区贯
穿整个区域。
•
中间凝固
大多数合金的凝固是介于逐层凝固和糊 状凝固之间，称为中间凝固。
•
铸件的收缩：
•
定义：收缩是指合金从浇注、凝固到冷却至室温的过程中，其体积或尺
寸缩减的现象。
•
： 。 分类 分为三类，液态收缩、凝固收缩和固态收缩
•
•
影响收缩的因素
•
①化学成分的影响
•
②浇注温度的影响
•
③铸件结构与铸型条件的影响
Hale Waihona Puke 浇注、冷却、落砂等设备组成简单的直线系统，占地省，易实现自动化。主
要用于大批量生产形状较为简单的中、小型铸件。
• 1.2 铸造工艺设计
•
主要影响因素
铸造的主要影响因素主要体现在二个方面：一是影响充型的主要因
素和影响凝固收缩的主要因素。
•
： 金属的流动性
• 浇注温度
• 充型能力：
•
•
在铸件凝固过程中，对铸件质量影响较大的主要是固液两相并存的凝
两大类。
• • •
种。
1.手工造型 手工造型是紧砂、起模用手工进行，其方法很多，主要介绍以下几
•
1）整箱造型
•
模样是整体构造，最大截面在模样一端且为平面，分型面与分模面
多为同一平面。整箱造型过程如图所示。
•
•
•
整箱造型过程示意图
•
2）分模造型
•
模样被分成两半，分模面是模样的最大截面，型腔被分置在两个砂
箱内，易产生因合箱误差而形成的错误。适用于形状较复杂且有良好对面
的铸件，如套筒、管子和阀体等。分模造型过程如下图所示。
• 3）三箱造型
• 用三个砂箱制造铸型，中箱的高度与铸件两个分型面间距离相同，操 作费工，需要中间砂箱。主要用于手工造型中单件小批量，具有两个分型的 铸件。三箱造型过程如图所示。
• 4）刮板造型 • 用与零件截面形状相应的特制刮板，通过旋转、直线或曲线运动完 成造型的方法。此造型节省制模材料，降低制模成本。但造型操作复杂， 对工人的操作技术要求较高。对单件大尺寸铸件尤为适用。刮板造型过 程如图所示。
工艺装备。 零 件：铸件经切削加工制成的金属件。 砂 芯：为获得铸件的内孔或局部外形，用芯砂或其他材料制
成的，安放在型腔内部的 铸型组元。 芯 盒：制造砂芯或其他耐火材料所用的装备。
• 1.1 砂型铸造造型方法
•
用造型混合料，按照模样形状制造铸型的过程叫做造型，是砂型铸
造最基本的工序。按紧实型砂的方法，造型方法可分为手工造型和机械造型
•
产生原因： 当合金的结晶温度范围很宽或铸件断面温度梯度较小时，凝固过程中有较宽的糊状凝固
两相并存的区域。随着树枝晶长大，该区域被分割成许多孤立的小熔池，各部分熔池内剩余液态合金的 收缩得不到补充，最后形成了形状不一的分散性孔洞即缩松。
•
另外，疏松还可能由凝固时被截留在铸件内的气体无法排除所致。不过，疏松内表面应该是光滑，
近似球状。
• 裂纹与变形：
谢谢观看！
铸造缺陷：
缩孔
定义：缩孔是指金属液在铸模中冷却和凝固时，在铸件的厚大部位及
最后凝固部位形成一些容积较大的孔洞。
•
产生原因：先凝固
区域堵住液体流动的
通道，后凝固区域收
缩所缩减的容积得不 到补充。
•
疏松：
•
定义：疏松是指金属液在铸模中冷却和凝固时，在铸件的厚大部位及最后凝固部位形成一些分散性
的小孔洞。
•
2.机器造型及其工艺特点
•
随着现代化大生产的发展，机械造型已代替了大部分的手工造型，
它不但生产率高，而且质量稳定，是成批生产铸件的主要方法。机械造型
的实质是用机器进行紧砂和起模，根据紧砂的起模方式的不同，有各种不
同种类的造型机。
•
1）气动微振压实造型机造型
•
气动微振压实造型机是采用振击—压实—微振紧实型砂的。这种造
型机噪音较小，型砂紧实度均匀和生产率高。
•
2）射压式造型机造型
•
射压式造型机是利用压缩空气将砂型快速射入射腔，并进行辅助压
实、起模后以获得铸型的方法。如下图所示。
•
射压式造型机工作原理
•
•
射压式这种方法依次射压的砂型可两面成型，合型后不用砂箱，不
仅生产效率高，而且砂型紧实度大，型腔表面光洁，尺寸精确，并可使造型、
砂型铸造
砂型铸造
• 砂型铸造生产过程
• 基本术语
铸 型：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 芯和浇冒系统的组合整体。
型 腔：铸型中造型材料所包围的空腔部分。 铸 件：用铸造方法制成的金属件，一般作毛坯用。 分型面：铸型组元间的接合面。 分模面：模样组元间的接合面 模 样：由木材、金属或其他材料制成，用来形成铸型型腔的