砂型铸造工艺基础 PPT

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混砂机
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铸造混砂
• 自硬砂生产工艺流程 • 根据铸造车间布局、工艺性质及生产纲领要求，自硬树脂砂生产工艺
流程可以有很多种变化，但一般主要由旧砂回收、旧砂破碎再生、旧 砂风选、调温、砂输送及混砂等组成。
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1、旧砂回收
• 旧砂、散落砂通过落 砂机落砂后，由输送 设备（振动输送、皮 带输送、斗式提升机 等）输送到砂块料斗 储存，其间通过磁选 设备去除砂中的金属 余料。
合箱
配料 熔炼
*
孕育处理
热处理
*
浇注 落砂清理
检验
机加工
成品
* 炉前检测
三角试样 化学成分取样 Y型试块
*化学分析
附体试样 金相组织标准 力学性能
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5.球铁生产工艺过程
砂处理 造型制芯
合箱
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配料 熔炼 球化处理 孕育处理
热处理
ห้องสมุดไป่ตู้
*
浇注 落砂清理
检验
机加工
成品
* 炉前检测
三角试样 化学成分取样 Y型试块
常用方法有： 1）整模造型：整体模型，分型面为平面
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整模两箱造型
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造型造芯
分模造型：分开模型，分型面多是平面
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分模两箱造型
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三箱造型
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造型造芯
活块造型：将模样上有妨碍取模 的部分做成活动的
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造型造芯
•型 芯
• 用来获得铸件的内孔或局部 外形而制造的独立砂型，其 由芯砂或其它材料组成。
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铸造混砂
型（芯）砂的组成 （1）原砂
（2）粘结剂：树脂 （3）附加物：固化剂 （4）涂料
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铸造混砂
• 混制工艺： • 配比及混制 • 混合料配比：
呋喃树脂的加入量一般占砂重的0.8－1.5%，而 固化剂的加入量占树脂重的20－70%，依据季节 的温度变化来调节。
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铸造混砂
• 造型最好采用连续式混砂机混制。一般是 将原砂、再生砂、固化剂、树脂依次快速 混合而成，随混随用。用间歇式混砂机时， 应先加砂，开动混砂机后小心加入固化剂， 混拌1－2min之后加入树脂，混匀后立即 卸砂。
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造型造芯
• 合箱工序：
• 1.合箱前要有专人对砂型进行检查，主要检查砂 型内是否有砂眼、缺少砂芯、砂芯位置不对等情 况。合格后用Φ４－６㎜的封箱泥条进行封箱， 封箱泥条不要距离型腔和浇注系统太近。有一些 砂箱不需要进行封箱。
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造型造芯
2.合箱时检查砂箱衬套是否齐全、正确，两根行 车吊链长度要一样，上箱处于水平位置，不得 有倾斜现象，以防错箱缺陷的发生。合箱时一 定要用正确的合箱销，严禁不用合箱销进行合 箱、打箱卡。然后座上浇口圈砂芯，浇口圈砂 芯不得重复使用。
• 2.把砂芯的芯头部分涂料积存清除掉，下箱砂芯芯头不要 进行修磨，上箱砂芯可以进行轻微修磨，修磨量为１．５ －２㎜为宜。下芯时要保持砂芯水平，砂型的芯头部分不 能有突起的砂子和砂块，防止砂芯高起不平，注意砂型铸 件的壁厚，必要时用卡板进行检查。需要粘结的砂芯用专 用修补膏粘结牢固，待牢固后再进行合箱。
• 而球墨铸铁中的碳在合金中以球状石墨存在，它 在浇注前以镁、镁合金或稀土镁合金为球化剂进 行球化处理，故使铁水温度降低，流动性变差。 且收缩较大，容易产生铸造缺陷。
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熔炼浇注
• 2.感应电炉熔炼铸铁 • 感应电炉熔炼铸铁是
利用交流电的感应作 用，使坩埚内的金属 炉料本身发出热量， 使其熔化，并进一步 将铁液过热的一种熔 炼方法。
定的范围；进一步清除非金属夹杂物和降低气体 含量；提高铁液温度至符合出炉要求。
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熔炼浇注
• 在取样分析后，如果成份不合格，需要调整成份 调整前，炉渣扒干净，调碳时，除去铁液表面熔 渣后，加入增碳剂，当增碳小于0.2 % 时，可将 增碳剂直接加入铁水中，并进行人工搅拌。当增 碳大于0.2 % 时，必须先倒出部分铁水，在炉内 加入增碳剂，然后铁水冲入. 使增碳剂迅速熔解并 被铁液均匀吸收。常用的增碳剂有石墨电极、天 然石墨和石油焦等。石墨电极成分较纯，完全适 用于灰铸铁和球墨铸铁的增碳。从铁液液面加入 增碳剂，其回收率为85%－92%，增碳剂粒度为
• 开通气孔排气。
• 刷涂料和烘干， 提高其耐火性、 强度和透气性。
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造型造芯
2.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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造型造芯
• 下芯工序：
• 1.下芯前操作者检查砂芯、砂型的质量情况，检查项目有 涂料质量、浇冒口质量、气眼、活块位置、是否有严重的 松砂等情况。
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熔炼浇注
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熔炼浇注
• 先配料，后装料
• （1）中频炉装料是在不带剩余铁液的情况下进行的， 装料次序为：回炉料和生铁→（切屑）→废钢。回 炉料熔点低可及早形成熔池，底装渣料则可及时对 初期熔池起保护作用。
• 此外，装料重量应计入5%左右 熔损和烧损。
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熔炼浇注
（2）熔化 开始以低压供电，为40%－60%，然后 逐步提高电压。
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熔炼浇注
• 熔炼：将各种金属 炉料按一定的比例 加入炉内，重新熔 化并加热到一定程 度的过程。
• 熔炼设备：冲天炉、 电炉。
• 本公司采用中频电 炉熔炼
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熔炼浇注
• 1.合金的铸造性能 • 合金的铸造性能主要有：①流动性，即液态金属
充填铸型的能力。②收缩性，是使铸件产生缩孔、 缩松、内应力、变形和裂纹等铸造缺陷的主要原 因。③偏析现象，因金属内部化学成分不一致， 铸件各部分性能有差异。
•
造型造芯 .
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• 落砂清理
混砂之后 2 3
熔炼浇注 .
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造型现场
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造型造芯
造型
造型是铸型制造过程中的重要工序，它的任务是获得质量合格的铸型。 1.造型工具及辅具
2.铸型结构
3.造型方法 按造型手段可分为手工造型和机器造型两大类。
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造型造芯
手工造型 手工造型方法很多，要根据铸件的形状、大小和生产批量的不同进行选择，
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3、旧砂的风选及调温
• 含有大量微粉的热旧砂由流幕式 布料器均匀布料，并经风选器多 级风力分选后，微粉被除尘系统 带走，去除微粉后的旧砂经调温 器，调温器中的旧砂在调量板的 节流作用下均匀缓慢向下移动， 同时与换热片进行热交换，达到 工艺要求的温度后发送往再生砂 库中储存备用，至此，完成旧砂 的再生工作。
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4、新砂系统
• 湿新砂或袋装新砂经 三回程新砂烘干系统 烘干后，由气力输送 装置送入新砂料库备 用。
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5、新旧砂配送
• 根据不同的工艺要求， 新旧砂的配送可以预先 按比例混合后输送，也 可新旧砂分别输送到混 砂机上方砂库后再按比 例混合。
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树脂砂设备
• 现有的树脂砂设备有： 落砂机；带式传送机； 永磁皮带轮；振动再 生机；斗式提升机； 1号砂库；离心再生 机；风分离机；2号 砂库；砂温调节器； 气力输送装置；3号 砂库；混砂机；电气 控制柜；水冷系统； 除尘器。
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2、旧砂破碎再生
• 砂块料库中的块砂料由定量振动给料机均匀向破碎机给料， 经破碎筛分（有预再生功能）后根据工艺要求的不同，在 不同的再生设备组合中进行进一步的再生。再生设备的主 要形式有撞击再生、离心再生、强力摩擦再生等，可根据 工艺要求进行组合以达到要求的脱膜率。经再生的砂料存 于热砂库中。
• 手工造型步骤： • ①造外模―型板放平―套砂箱―放砂―舂砂― 剖面刮
平―硬化―起模―适当修型 ―上涂料― • 烘干 • ②制芯：芯子放好―放芯骨砂―舂实―硬化―脱模―上
涂料―烘干 • ③配模：小号先下，按号码顺序。合箱、披缝嵌
掉。
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熔炼浇注
获得一定成分和一定温度的铁水, 浇入铸件型腔中
•熔炼浇注 •落砂清理
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造型造芯
3.合完箱后要有专人进行检查，主要检查项目有： 合箱是否到位；浇冒口是否通畅；是否有未上 涂料的部位；是否错箱；浇口圈位置是否正确 等情况。
4.合箱后班长要对当班的生产数量、品种进行统 计，填写生产报表和生产标牌。生产标牌包含 品种、数量、铸件牌号。
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小结：造型工艺过程
*化学分析
附体试样 金相组织标准 力学性能
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•铸造混砂
1 •铸造混砂 3 •熔炼浇注
•造型造芯 2 •落砂清理 4
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铸造混砂
造型（芯）材料
用来制造砂型和砂芯的材料统称造型材料。用于制 造砂型的的称型砂，用于制造砂芯的的称芯砂。
1.对型（芯）砂的要求 （1）强度 （2）透气性 （3）耐火性 （4）退让性 （5）可塑性 （6）回用性
将熔融金属与 固体炉料的搭 桥料相隔开的 空间
熔融金属
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• 如让过热气 体积聚在下 面空间，炉 顶上形成一 个盖，就会 发生搭桥。 如产生了搭 桥，需立即 切断电源
将熔融金属与固体炉 料的搭桥料相隔开的 空间
熔融金属
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熔炼浇注
• 后续炉料都要在前次投入的炉料未熔完前投 入。切屑均匀投于熔池液面，一次投入量不 宜超过炉子熔炼的6%－8%。切屑冷装在炉 内是不允许的，因为这将增加氧化烧损。
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熔炼浇注
• 铸造性能好的合金应是流动性好，收缩小， 偏析小。灰口铸铁的熔点低，凝固范围窄， 故流动性好；在结晶时析出石墨，产生体 积膨胀，可部分抵消凝固收缩，故收缩也 小。而球墨铸铁的铸造性能比灰铸铁差。
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熔炼浇注
• 灰口铁是含碳量为2.5-4%、含硅量1-3%的铁碳 合金，碳在合金中以片状石墨存在 .
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熔炼浇注
• 熔化过程中会产生一定量的非金属夹杂物， 它们中有一些是由炉料和炉衬带来，也有 的是元素氧化生成的氧化物。由于感应电 炉的电磁搅拌作用，绝大多数非金属夹杂 物会浮升至液面，与渣料一起结合为熔渣， 而另有少量的可能黏附于炉壁或残留在铁 液之中。
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熔炼浇注
• （3）精炼 炉料化清，熔渣形成后即进入精练期。 • 精练期的主要任务是：调整铁液的化学成分至规
• 中频炉功率连续可调，且密度大，有利于实现快 速熔炼，但操作时也须遵循功率先小后大的原则。
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熔炼浇注
• 熔化期要密切注意炉料有否 “搭桥”故障。一旦发现有 搭桥现象，要及时加以排除。 因为产生炉料搭桥时，下部 铁液将过热，温度剧增，可 能引起底部炉衬的严重侵蚀， 甚至导致漏炉事故。铁液过 热也会加剧元素烧损和含气 量的增加。
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铸造概述
3.铸造的方法 铸造的方法主要分砂型铸造和特种铸造两
大类。本公司采用砂型铸造。
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铸造概述
• 本公司砂型铸造生产过程： • 制模配砂－混砂 ―造型制芯―上涂料―配
模―合箱―熔炼浇注― 落砂― • 清理―检验入库
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砂型铸造
砂型铸造是以砂为主要造型材料制备铸型的一种铸造方法。目前 90%以上的铸件是用砂型铸造方法生产的。
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中频炉的构造
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熔炼浇注
• 感应电炉的 工作原理
• 感应电炉就是利用电 磁感应的原理进行工 作，熔化金属炉料的。 以无芯感应电炉（坩 埚式）为例，如图所 示。
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熔炼浇注
• 在一个用耐火材料制成的 坩埚外面，套着螺旋形的 感应线圈（感应器）。坩 埚内装有金属炉料。当线 圈上通过交流电时，交流 电感应作用在金属炉料内 部产生感应电动势，从而 在炉料内部产生感应电流， 并克服金属炉料的电阻而 转换为热量，将金属炉料 熔化。
砂型铸造工艺基础
砂型铸造工艺基础
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铸造概述
2
铸造混砂
3
造型造芯
4
熔炼浇注
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落砂清理
2
铸造概述
1.铸造的概念 铸造是将金属熔化并浇注到具有零件形状
相适应的铸型型腔中，等其冷却凝固后， 获得毛坯或零件的方法。
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铸造概述
2.铸造的特点 铸造的特点是金属在液态下成形，即熔化
的液态金属在一定的压力作用下充满铸型 而获得铸件。
一、砂型铸造的工艺过程
熔炼金属
造型
工
艺
合箱
浇注
落砂
清理
准
备 造芯
检验
配砂、制模
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4.灰铁生产工艺过程
砂处理 造型制芯
合箱
配料 熔炼
*
孕育处理
热处理
*
浇注 落砂清理
检验
机加工
成品
* 炉前检测
三角试样 化学成分取样 Y型试块
*化学分析
附体试样 金相组织标准 力学性能
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4.灰铁生产工艺过程
砂处理 造型制芯
• 要求：更高的强度、透气 性、耐火性和退让性。
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造型造芯
造芯
造芯和造型一样，可用于手工制造，也可 用机器制造。
1.手工造芯：造芯时多用芯盒制造，有时 也用刮板制造。 （1）用芯盒制造 （2）用刮板制造
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造型造芯
• 为增加型芯的强 度，在型芯中应
芯座
放置芯骨（小型
芯骨大多用铁丝
或铁钉制成）。
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小结：混砂工艺流程：
• 旧砂→磁选皮带机（铁丸，铁屑分离剔除）→ 振动再生机→斗式提升机
• →离心再生机→风选器→斗式提升机 砂仓（加适量新砂）→连续混砂机（加固化剂， 树脂）→ 造型。
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• 造型造芯
用模型（木模、金属模）制造铸型（砂型、金属型）型腔以形成铸件 的外表面，称造型。用芯盒制造型芯，以形成铸件的内表面称为造芯。