铸造砂模造型系统(DISA)

砂处理系统
一完整的砂处理应具备以下系统：
●集尘系统
●回砂系统
●配料系统
●混砂系统
●供砂系统
其主要设备有：除尘机、爬坡OC、落砂机、筛砂机、回砂皮带、磁选机、斗提机、八角筛、加水滚筒、砂冷却机、储砂桶、供砂皮带、砂称、水称、粉料称、混砂机、圆盘机等。

造型砂流程图
CMT所用的为湿型砂，它的主要特点为：
砂型不需烘干，不经固化，具有一定的湿强度，虽然强度较低但退让性较好，而且便于落砂。

因为砂型不需烘干，所以造型效率高、生产周期短、材料成本低，便于组织流水生产，但是因为砂型不经烘干，所以浇注时，砂型表面就会出现水分的气化和迁移，使铸件容易产生气孔、夹砂以及砂眼、粘砂等缺陷。

混砂所需之原料：原砂、煤粉、粘结材料（粘土）及水。

●原砂：主要是硅砂，硅砂是构成砂型的基本成份，是铸造生产中用量最大的原材料。

它主要成份是硅的
氧化物。

铸造所生产用的硅砂主要由粒径为0.53—3.35mm的小石英颗粒所组成。

现CMT所用的硅砂粒度为50—70目（0.3—0.15mm），硅砂颗粒的大小和分布情况对硅砂的烧结点、热导率以及混砂后的透气性、强度等性能都有一定的影响。

对原砂的控制：
粒度指数：50—100 二氧化硅含量：80％以上，水分：0.5％以下
含泥量：0.5％以下砂峰：三峰以上
●煤粉：是以烟煤为原料经粉碎而制成的产品，其主要作用如下：
1．利用煤粉在高温的分解及分解后包覆在砂粒表面的碳膜以防止铸件产生粘砂及夹砂，同时也可提高型砂溃散。

2．在铁液的高温作用下，煤粉产生大量还原性气体，以防止铁液被氧化，并可使铁液表面的氧化铁还原，减少金属氧化物和型砂进行化学反映的可能性。

3．煤粉受热后开始软化，具有可塑性，可以缓冲石英颗粒受热而形成的膨胀应力，从而可以减少因砂型受热膨胀而产生的铸件夹砂缺陷。

4．煤粉受热后产生气、液、固三相的胶质体，胶质体的体积膨胀可部分的堵塞砂型表面砂粒间的孔隙，使铁液不易渗入。

另煤粉在受热时产生碳氢化物的挥发分在650-1000℃高温
下，还可产生一种结晶碳，称为“光亮碳”，它可以使砂型不受铁液润湿和难以向砂粒孔
隙中渗透，从而得到表面光洁的铸件。

对煤粉的控制：
水份：4％以下挥发物：30％以上灰粉：10％以下
●粘接材料：粘土、水玻璃、油类粘结剂、合成树脂粘结剂、水泥等
粘土：是铸造生产中用量最大的粘结剂，它是一种天然土状的细颗粒材料，一般为白色或灰白色，被水润湿后具有粘性和塑性，烘干后有一定的强度、耐火性较高、复用性好。

又分为铸造用粘土及铸造用膨润土。

（CMT主要用的为膨润土）
铸造用膨润土：主要由蒙脱石矿物所组成，铸造生产中常用的有钙剂膨润土、钠剂膨润土以及一些混合剂膨润土。

（CMT用的是混合剂膨润土）
主要作用：在湿型砂中，膨润土的主要作用是将松散的砂颗粒粘结在一起，使砂型具有适当的强度、硬度及韧性。

对粘土的控制：
水分：冬季11月-3月15％以下，其它月份12％以下。

吸蓝量：每100g粘土吸蓝量在20g以上。

强度：常态湿压强度在110kpa以上。

各种原料混砂中的配比：（以Ⅳ线为例）
●型砂性能及控制范围：
1．含水量:
混砂过程中为了能得到良好的型砂性能，还需加入一定比例的水，型砂的含水量对型砂各个方面都有直接的影响。

含水量偏低时型砂湿压强度高但韧性差，不容易拔模且易掉砂，含水量过高时，型砂韧性好但流动性差，砂型硬度和湿强度低，容易产生气孔及夹砂，且浇注后砂块较硬。

控制范围10月-3月为2.6-3.3％，4月-9月为2.7-3.5％。

2．湿透气性：
湿型砂从排气的角度来看，透气性要求高一些，但从降低铸件表面粗糙度来讲则希望透气性不要太高。

控制范围为110以上
3．湿强度：
湿强度是湿型砂试样在室温时的强度，包括抗压、抗拉、抗剪和抗弯曲等。

它时湿型砂最重要的性能之一。

控制范围为150-200kpa
4．有效煤粉量：
有效煤粉量因煤粉在型砂里有很重要的作用，它在高温作用下会燃烧损失，故通过检测燃损来检测有效煤粉量。

燃损控制范围为FC2.0-3.2%,FCD3.7-4.5%.曲轴类产品则控制在4.0-4.5％。

5．有效膨润土含量：
在高温作用下，膨润土受热后易烧损，迅速失去水分使蒙脱石结构得到破坏，而变成失去粘结力的死粘土，最后会使型砂变脆、拔模困难、透气性下降，同样的紧实率下的含水量提高，导致铸件易产生夹砂、冲砂、气孔等缺陷。

因未被烧损的膨润土中所含蒙脱石具有强烈的吸附亚甲基蓝的性能，可用来检验型砂中的有效膨润土含量，简称为吸蓝量发。

控制范围为
6．含泥量：（全粘土）
型砂的泥份是由有效膨润土和煤粉以及灰份组成。

所谓灰份则包括失效的膨润土和煤粉，以及硅砂颗粒破碎而成的细粉。

含泥量过多会使型砂的含水量增高，透气性下降铸件容易产生针孔、气孔等缺陷。

在湿压强度维持不变的情况下型砂韧性、热湿压强度降低，铸件易产生砂孔类和夹砂类缺陷。

控制范围：10月-3月为8-12％，4月-9月为7-12％。

综合来讲,生产中为了获得优质的铸件和良好的经济效果，要求型砂须具备以下性能;
1.良好的成型性：包括良好的流动性、可塑性、韧性及不粘膜性。

2.足够的强度：包括常温湿强度、硬度以及高温强度。

3.一定的透气性，较小的吸湿性以及较低的发气量。

4.较高的耐火度，较好的热化学稳定性，较小的膨胀率及收缩率。

5.较好的退让性、溃散性和耐用性。

砂模造型系统（DISA）
机器介绍
造型机的基本构造及动作：
●DISA砂模造型机（DMM）
●自动砂模输送机（AMC）
●同步皮带输送机（SPC）
●下芯机（CSE）
●快速换模机（QPC）
●DISA砂模造型机（DMM）
制作一个砂模，DMM需要完成6个基本动作循环，当循环开始时，造型室是关闭的。

1.造型室充满砂
当射砂门打开，贮气罐中的压缩空气将造型砂从砂斗中吹入造型室。

2.挤压砂模
砂模挤压直到达到预射的压力值，通过调整此压力可使砂模能达到所希望的硬度。

3.A．将砂模移至造型室前端
挤压后的砂模被夹在PP板与CP板之间，并移至造型室前端。

（这就是经常提起的3A操作）B．CP板脱模
振动CP板，以便使它缓慢的脱离砂模，并向上摆平至水平位置。

这时造型室已打开，同时当CP板向上摆时，砂型内的碎砂被压缩空气吹净。

4．A．砂模的靠合
PP板将砂模推出造型室，在砂模与砂模排列线靠合之前，PP板速度减慢。

B．砂模排列的传送
砂模靠合后自动砂模输送机（AMC）与PP板同步将砂模排列线向前传送一个砂模的间隔距离。

5. PP板脱模
振动PP板以便使它脱离砂模，然后在回到它在造型室的起始位置。

6. 关闭造型室
CP板下摆回至原来的位置，造型室随之关闭，为下一个循环作好准备。

DMM造型六步骤
●自动砂模输送机
自动砂模输送机（AMC）移动砂模至通过浇注区、凝固区到冷却区。

AMC的动作依DMM同步运行，AMC每工作一循环有四个步骤。

1.在起始位置，夹板尽可能的靠近DMM，此位置是它们开始动作并夹住砂模列的位置。

2.夹板将加紧的砂模列向前移动一模的距离，移动的速度与PP板的4B动作的速度是一样的
3.夹板放松回到模列。

4.夹板回到起始位置。

AMC夹板四步骤
●同步皮带输送机（SPC）
同步皮带输送机(SPC)连接在AMC延长的冷却线，SPC的传动连接在AMC的夹板上，SPC 的工作可分为四个阶段与AMC同步进行。

1．离合器：是由压缩空气鼓胀软管，使离合器动作将整个传送带在全长上同时从两边夹住。

2．与AMC同步，SPC离合器加紧传送带，向前运行一个砂模的间隔距离。

3．离合器的软管放气，放开传送带的两侧。

4．离合器与AMC的夹板同步退回原位置。

SPC皮带机四步骤
●下芯机（CSE）
在DMM制作一个新砂模的同时，下芯机将砂芯插入刚被制作出来的砂模上，共分七个步骤。

1．作业员将砂芯放入MASK面罩内，砂芯被真空吸附住。

2．MASK向DMM移动，并停在砂模排列线后面。

3．MASK向前移直到接触最后制造的砂模。

4．下芯机用可控制的设定压力，将砂芯下到砂模中。

5．解除真空，将砂芯从MASK上松开。

6．MASK从砂模移开，向后运动。

7．最后MASK回到起始位置。

为保证每一砂模中都插有仅有一砂芯，DMM和CSE是同步运动的，一个单元完成操作循环之前，另一单元不会开始新的操作循环。

CSE下芯机七步骤
●快速换模机（QPC）
快速换模机能使较重的模板更换变得容易、快速、安全、准确。

更换模板共分为五个步骤。

1．PP板位于换模位置，即DMM的第五步操作。

2．换模机将模板取下。

3．模板放于模板架。

4．换模机取下新模板。

5．将模板装在DISA上。

QPC换模机
●机器常用参数的设定及对铸件产生的影响
●PP板高度（设定范围是0-315mm）根据模具实际高度。

●PP板厚度（设定范围是20-335mm）根据模板实际厚度。

●CP板高度（设定范围是0-155mm）根据模具实际高度。

●CP板厚度（设定范围是20-335mm）根据模板实际厚度。

以上四项如设置不合适将会导致：
1．模板相撞，损坏模具。

2．浇注时涨模、漏模。

3．型砂浪费，成本提高。

●修正砂型在造型室的位置。

（设定范围是-100--100mm）
此项选择可使浇口杯躲开吹砂口，以免影响射砂效果。

●选择3A操作（设定范围是Yes或NG）
●修正3A操作的最终位置（设定范围是-100--0mm）
此两项选择不当会使铸件砂眼严重，主要控制型腔内有无浮砂。

●离型液喷洒次数及喷洒时间（设定范围是0—100模/次及0.1—1S）
离型液喷洒过多会导致气孔的产生，过少则会影响拔模，应根据铸件形状选择合适的喷洒次数及喷洒时间。

●射砂压力（设定范围是1—4bar）
●修正射砂时间（设定范围是-0.5—10S）
此两项选择根据生产时的射砂状况（如射砂不实）进行适当调整。

射砂不实将会导致铸件烧结严重，处理困难。

●挤压压力（设定范围是Ⅰ、Ⅱ线为25—50 Ⅳ线是0—15kp/cm2）
●挤压延时（设定范围为0—1S）
挤压压力设置偏小会导致砂模硬度小，浇注时易冲砂，产品缩孔、缩松、凹陷的倾向偏大，压力设置偏大易导致拔模不良等状况，但对铸件的收缩会有很大帮助，故在拔模良好的情况下挤压压力尽可能的做到最大。

对于球铁来讲，生产时所要求的砂模硬度一般都比较高，故挤压压力设定也会高。

●PP板脱模加速度（设定范围为0.01—1.0S2）
●PP板脱模距离（设定范围为0—200mm）
●CP板脱模加速度（设定范围为0.01—1.0S2）
●CP板脱模距离（设定范围为0—200mm）
此几项的设置可提高造模速度，脱模距离正常设置为5mm，加速度不可过快，一般设置为0.5S2，过快会导致模具脱模后再次撞击砂模，形成铸件外观不良。

●合模压力（设定范围为0—2500kp）
合模压力过小会导致浇注时漏铁水及涨模，过大时易出现铸件挤砂、砂眼等缺陷，一般合模压力为1300kp。

●下芯机油压减速器（设定范围为1—8段）
●此项设置是根据MASK的厚度设定的，现CMT共有两种MASK，70mm厚及130mm厚，故
分别选用第四段及第一段。

●横向速度（设定范围为0--100）
此项应根据砂芯形状来设置，速度可快可慢。

●驱动缸及下芯压力（设定范围为1—5bar）
一般设置为2.5bar，很难下到位的砂芯则压力可向上调。