第4章材料的液态成形工艺-2

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1、4-3 砂型铸造砂型铸造型（芯）砂组成型（芯）砂组成：石英砂：石英砂+粘土粘土+水。水。型（芯）砂性能型（芯）砂性能：强度、透气性（强度、透气性（permeability）、）、耐火性（耐火性（refractoriness）、退让性（）、退让性（collapsibility）。）。造型方法造型方法：手工造型和机器造型。：手工造型和机器造型。 砂型铸造砂型铸造是传统的铸造方法，适用于是传统的铸造方法，适用于各种各种形状、大小形状、大小以及以及各种合金各种合金铸件的生产。铸件的生产。 以型砂和芯砂为造型材料的铸造方法称砂型以型砂和芯砂为造型材料的铸造方法称砂型铸造。铸造。 一、造型方法的选择一、造

2、型方法的选择1. 手工造型手工造型全部用手工或手动工具完成的造型工序。全部用手工或手动工具完成的造型工序。按模样分：按模样分： 整模、分模、刮板、活块、挖砂、假箱等；整模、分模、刮板、活块、挖砂、假箱等；按砂箱分：按砂箱分： 两箱、三箱、地坑、脱箱等。两箱、三箱、地坑、脱箱等。手工造型操作灵活，大小铸件均适应手工造型操作灵活，大小铸件均适应；用于单；用于单件、小批量生产。件、小批量生产。 整模造型整模造型模样为一整体，造型时将整个模样全部放在一个砂箱模样为一整体，造型时将整个模样全部放在一个砂箱内，分型面为平面。内，分型面为平面。 分模造型分模造型模样分成两半，造型时分别放在上、下砂箱内，分型

3、模样分成两半，造型时分别放在上、下砂箱内，分型面为平面。面为平面。 挖砂造型挖砂造型模样为一整体且最大截面不再端部，造型时把妨碍起模样为一整体且最大截面不再端部，造型时把妨碍起模的型砂挖掉。模的型砂挖掉。 假箱造型假箱造型需要挖砂造型的零件生产数量多时，用一砂箱代替底需要挖砂造型的零件生产数量多时，用一砂箱代替底板进行造型，但不参与浇注。板进行造型，但不参与浇注。 活块造型活块造型 零件侧面凸起部分妨碍起模，把凸起部分做成活块。零件侧面凸起部分妨碍起模，把凸起部分做成活块。 刮板造型刮板造型 利用与铸件断面相适应的刮板模样绕固定轴旋转，在利用与铸件断面相适应的刮板模样绕固定轴旋转，在砂型中刮制

4、出所需要的型腔。砂型中刮制出所需要的型腔。按模样分：按模样分：手工手工(紧实紧实)造型造型造型时填砂造型时填砂手工造型实景手工造型实景手工造型方法的优缺点手工造型方法的优缺点优点：优点：(1)操作灵活，大小铸件均可适用；操作灵活，大小铸件均可适用；(2)对模样要求不高（一般木模，刮板）；对模样要求不高（一般木模，刮板）；(3)对砂箱要求不高。对砂箱要求不高。缺点：缺点：(1)生产效率低，工作环境差；生产效率低，工作环境差；(2)对工人的技术要求较高；对工人的技术要求较高；(3)铸件的尺寸精度及表面质量较差。铸件的尺寸精度及表面质量较差。2. 机器造型机器造型用机器全部完成或至少完成紧砂操作的造

5、用机器全部完成或至少完成紧砂操作的造型工序型工序。 特点特点：生产率高，铸型质量好；：生产率高，铸型质量好； 但投资大，生产周期长，但投资大，生产周期长， 主要用于成批大量生产。主要用于成批大量生产。 分类：分类： 震压造型、震压造型、 抛砂造型、抛砂造型、 射砂造型。射砂造型。 震压造型震压造型震压造型震压造型 以压缩空气为动力；通过以压缩空气为动力；通过震击使砂箱下部的型砂在惯性震击使砂箱下部的型砂在惯性力下紧实，上部松散的型砂再力下紧实，上部松散的型砂再用压头压实。用压头压实。 优点：设备价格低。优点：设备价格低。 缺点：型砂紧实度不高，缺点：型砂紧实度不高，造型表面粗糙，造型时噪声较造

6、型表面粗糙，造型时噪声较大。大。砂团砂团填砂、紧实填砂、紧实叶片叶片 抛砂头转子上装有叶片，型砂由皮带输送机连续地送入，高速旋转的叶片接住型砂并分成一个个砂团。当砂团随叶片转到出口处时，由于离心力的作用，以高速抛入砂箱，同时完成填砂与紧实。 抛砂造型抛砂造型 由储气筒中迅速进入到射膛的压缩空气，将型芯砂由射砂孔射入芯盒的空腔中，而压缩空气经射砂板上的排气孔排出，射砂过程是在较短的时间内同时完成填砂和紧实，生产率极高。 射砂造型射砂造型 二、砂型铸造常见缺陷二、砂型铸造常见缺陷孔洞：气孔、缩孔、缩松、砂眼、渣眼；孔洞：气孔、缩孔、缩松、砂眼、渣眼；表面缺陷：粘砂、夹砂；表面缺陷：粘砂、夹砂；裂纹

7、：热裂、冷裂等。裂纹：热裂、冷裂等。常见缺陷的特征及原因如下。常见缺陷的特征及原因如下。 P.146表表4-3铸件常见缺陷及其原因铸件常见缺陷及其原因类类别别缺陷名称和特征缺陷名称和特征主要原因分析主要原因分析孔洞气孔 铸件内部出现的孔洞，常为梨形、球形，孔的内壁较光滑 1砂型和型芯紧实度过高 2型砂太湿，起模、修型时刷水过多 3砂芯未烘干或通气道堵塞 4浇注系统不正确，气体排不出去缩孔 铸件厚截面处出现的形状极不规则的孔洞，孔的内壁粗糙 缩松 铸件截面上细小而分散的缩孔 1浇注系统或冒口设置不正确，无法补缩或补缩不足 2浇注温度过高，金属液收缩过大 3铸件设计不合理，壁厚不均匀无法补缩 4与

8、金属液化学成分有关，铸铁中C、si含量少、合金 元素多时易出现缩松砂眼 铸件内部或表面带有砂粒的孔洞 1型砂和芯砂强度不够或局部没舂实，掉砂 2型腔、浇注系统内散砂未吹净 3合箱时砂型局部挤坏，掉砂 4浇注系统不合理，冲坏砂型(芯)渣气孔 铸件浇注时的上表面充满熔渣的孔洞，常与气孔并存，大小不一，成群集结 1浇注温度太低，熔渣不易上浮 2浇注时没挡住熔渣 3浇注系统不正确，挡渣作用差表 面 缺 陷机械粘砂 铸件表面粘附着一层砂粒和金属的机械混合物，使表面粗糙 1砂型舂得太松，型腔表面不致密 2浇注温度过高，金属液渗透力大 3砂粒过粗，砂粒间空隙过大夹砂 铸件表面产生的疤片状金属突起物。表面粗糙

9、，边缘锐利，在金属片和铸件之间夹有一层型砂 1型砂热湿强度较低，型腔表面受热膨胀后 易鼓起或开裂 2砂型局部紧实度过大，水分过多，水分烘干后， 易出现脱皮 3内浇道过于集中，使局部砂型烘烤厉害 4浇注温度过高，浇注速度过慢裂纹热裂 铸件开裂，裂纹断面严重氧化，呈暗蓝色，外形曲折而不规则冷裂 裂纹断面不氧化，并发亮，有时轻微氧化，呈连续直线状1砂型(芯)退让性差，阻碍铸件收缩而引起 过大的内应力 2浇注系统开设不当，阻碍铸件收缩 3铸件设计不合理，薄厚差别大4-4 特种铸造特种铸造所谓特种铸造，是指有别于砂型铸造方法的其他铸造工艺。所谓特种铸造，是指有别于砂型铸造方法的其他铸造工艺。铸造方法公差

10、等级(CT)GB6414-86手工砂型1113机器砂型810金属型69低压69熔模57特种铸造一般能至少实现以下一种性能：特种铸造一般能至少实现以下一种性能：提高铸件的尺寸精度和表面质量提高铸件的尺寸精度和表面质量提高铸件的物理及力学性能提高铸件的物理及力学性能提高金属的利用率提高金属的利用率( (工艺出品率工艺出品率) )减少原砂消耗量减少原砂消耗量适宜高熔点、低流动性、易氧化合金铸适宜高熔点、低流动性、易氧化合金铸造造改善劳动条件，便于实现机械化和自动改善劳动条件，便于实现机械化和自动化化特种铸造方法特种铸造方法特种铸造特种铸造金属型铸造金属型铸造离心铸造离心铸造压力铸造压力铸造熔模铸造熔

11、模铸造低压铸造低压铸造挤压铸造挤压铸造陶瓷型铸造陶瓷型铸造一、金属型铸造（一、金属型铸造（permanent mould casting） 金属型铸造又称硬模铸造，是将液体金属浇入金属铸金属型铸造又称硬模铸造，是将液体金属浇入金属铸型，在重力作用下充填铸型，以获得铸件的铸造方法。型，在重力作用下充填铸型，以获得铸件的铸造方法。 铸型是用金属制成，可以反复使用多次。铸型是用金属制成，可以反复使用多次。1.导热性好；导热性好；2.透气性差；透气性差；3.没有退让性。没有退让性。 金属型的这些特点决定了它在铸件形成过程中有自金属型的这些特点决定了它在铸件形成过程中有自己的规律。己的规律。金属型和砂型