第三章砂型铸造

应用：只适用于中、小铸件成批或大量的生产。
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第一节 砂型和砂芯的制造方法
砂型铸造造型生产线
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第二节 粘土湿型
一、 湿型的原料
定义：造好的砂型不烘干，直接进行浇注的砂型。
1） 原砂
硅砂（SiO2，熔点：1713℃）以圆形颗粒为优。
LOGO 第三章 砂型铸造
第三章砂型铸造
砂型铸造重要概念 砂型铸造：利用型砂作铸型，将液态金属在重力下浇注到铸型中冷
却凝固成型的铸造方法。
❖ 型砂：是按一定比例配制的造型材料。 ❖ 砂型：型砂被舂紧在砂箱之中,连同砂箱一起称作砂型。 ❖ 铸型：铸型是型砂制成的组合整体,是金属液凝固后形成铸件的地方. ❖ 型芯：是用来获得铸件的内孔或局部外形，由芯砂制成的芯体.
粘土型砂中水分 控制原理图
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第二节 粘土湿型
3）附加物（煤粉、渣油、淀粉等） 作 用：改善铸件表面质量。 机 理：在合金液的高温作用下于铸型表面
产生大量还原性气体（CO）, 防止 金属液被氧化，使金属液表面的氧 化物被还原。 加入量： 3﹪-8﹪（质量分数）
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刮板
砂箱
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第一节 砂型和砂芯的制造方法
三箱造型
特点：采用上、下、中三个砂箱，中箱高度与中间模样
的高度相等，要特制中箱。操作复杂，生产率低。
应用：单件小批生产，适合于中间截面小，两端截面大
的铸件。
上砂箱
Βιβλιοθήκη Baidu分型面
中砂箱
下砂箱
分型面
实际生产中手工造型用材料、工具及造型方法
性能
砂 粘结剂 水 附加物
足够的强度 良好的可塑性
高的耐火性和化学稳定性 一定的透气性 一定的退让性 出砂性（溃散性）
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第一节 砂型和砂芯的制造方法
二、砂型（芯）的制造方法分类
根据砂型（芯）粘结机理分类
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第一节 砂型和砂芯的制造方法
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第一节 砂型和砂芯的制造方法
（2）机器造型（Machine Molding）
定义：将手工造型中的紧砂和起模实现了机械化的方法。 紧砂方法：压实、震实、震压等，以震压紧砂法为主。 起模方法:顶箱起模；翻转起模；漏模起模等。 特点：①生产率高，铸件尺寸精度较高；
②节约金属，降低成本； ③改善了劳动条件； ④设备投资较大。
应用：最大截面在端都且为一平面的铸件， 应用较广。如齿轮坯、轴承、皮带、轮罩 等。
上砂箱
浇口棒 分型面
下砂箱
模样
轮罩
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第一节 砂型和砂芯的制造方法
分模造型
特点：模样在最大截面处分开，型腔 位于上、下两个砂箱中，操作较简单， 但制作模样较麻烦。
应用：最大截面在中部的铸件，常用 于回转体类等铸件。如套筒、水管、
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第一节 砂型和砂芯的制造方法
挖砂造型
特点：整体模样，分型面为一曲面，需挖去阻碍起模的
型砂才能取出模样。造型麻烦、生产率低。
应用：适宜中小型、分型面不平的铸件。
挖去分型 面上的砂
放置上 砂箱
下砂箱
模样
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第一节 砂型和砂芯的制造方法
假箱造型
特点：将模型置于预先做好的假箱或成型底板上，可直 接造出曲面分型面，代替挖砂造型，操作较简单。 应用：用于小批或成批生产，分型面不平的铸件。
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第一节 砂型和砂芯的制造方法
刮板造型
特点：刮板形状和铸件截面相适应，代替实体模样，可 省去制模的工序。 应用：单件小批生产，大、中型轮类、管类铸件。如皮 带轮、齿轮等。
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砂型铸造重要概念
砂型接触区——与金属液直接接触及其受影响的薄层（面砂 层），与铸件壁厚相当。
处于恶劣工作条件的部分是砂型接触区
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砂型铸造重要概念
金属与砂型接触区的相互作用
机械作用——冲击与冲刷等； 热的作用——由热交换引起； 化学作用——有机物、炭粉燃烧。
阀体、箱体、曲轴等。
上半模
分型面 套筒
下半模
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第一节 砂型和砂芯的制造方法
活块造型
特点：将模样上阻碍起模的部分做成活动，取出模样主体
部分后，将活块取出。操作难度较大，生产率低。
应用：造型较复杂，用于单件小批生产，带有凸台，难以
起模的铸件。
分型面
模样
模样
可用钉子、燕尾榫槽等方 法连接
结果： 1）导致铸件尺寸、形状和性能改变； 2）铸件可能出现表面夹砂、内外孔洞（气孔、
砂眼）、裂纹和变形等缺陷。
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第一节 砂型和砂芯的制造方法
一、砂型铸造的组成及性能
砂型铸造→铸型→
组成
型砂和芯砂。
造
造型材料（molding
型 材
material）：用来制造 料
铸型或砂型的材料。
❖ 蒙脱石结构是由两个硅氧四 面体夹一层铝氧八面体组成 的2：1型晶体结构
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第二节 粘土湿型
粘土粘结性
粘土水湿后使型砂具有粘结性 和可塑性 。干态下具有一定强度。
粘土的粘结力基于粘土质点的水 化作用，形成水化膜，对原砂粒起着 “桥”的作用而使之连结起来。
加入适量的苏打(Na2CO3) 水对粘土进行活化处理可提高 粘土的粘结性和可塑性。
按造型（芯）时的机械化程度分类
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第一节 砂型和砂芯的制造方法
（1）手工造型（Hand Molding）
刮砂板
手
工 造
砂箱
底板
砂舂
型
工
具
通气针 起模针
皮老虎
镘刀
镘勺
提勾
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第一节 砂型和砂芯的制造方法
整模造型
常见手工造型方法
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。
按 wSiO2 (≥80﹪~95﹪) 分成7级( GB/T 9442— 1998)，泥含量越少越好。
硅砂主要应用于铸铁和铸造有色合金。
粘土型砂结构示意图 1-原砂粒 2-孔洞 3-附加物 4-粘土、水分胶 体
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第二节 粘土湿型
2）粘土
❖ 粘土（膨润土）：是以 蒙脱石（Al2O3-2SiO2-2H2O） 为主的含水粘土矿。