砂型铸造的方法课件.ppt

1、第第2章章 铸造铸造 2.1 铸浩概述铸浩概述 2.2砂型铸造的方法砂型铸造的方法 2.3其他铸造方法其他铸造方法 2.4 技能训练项目技能训练项目返回第第2章章 铸造铸造 将液态金属浇注到铸型型腔中，待其冷却凝固后，获得一定形状的将液态金属浇注到铸型型腔中，待其冷却凝固后，获得一定形状的毛坯或零件的方法，称为铸造。铸造是生产机器零件毛坯的主要方法毛坯或零件的方法，称为铸造。铸造是生产机器零件毛坯的主要方法之一，其实质是液态金属逐步冷却凝固而成形，因而具有下列优点之一，其实质是液态金属逐步冷却凝固而成形，因而具有下列优点:(1)可以铸造出内腔、外形很复杂的毛坯。可以铸造出内腔、外形很复杂的毛坯

2、。(2)工艺灵活性大。几乎各种合金，各种尺寸、形状、重量和数量的铸工艺灵活性大。几乎各种合金，各种尺寸、形状、重量和数量的铸件都能生产。如铸件重量可由几克到几百吨，壁厚可由几毫米到几米件都能生产。如铸件重量可由几克到几百吨，壁厚可由几毫米到几米左右。铸件材料可用铸铁、碳钢、合金钢，也可用铜合金和铝合金等。左右。铸件材料可用铸铁、碳钢、合金钢，也可用铜合金和铝合金等。其中，铸铁材料应用极广。某些形状极复杂的零件只能用铸浩方洪制其中，铸铁材料应用极广。某些形状极复杂的零件只能用铸浩方洪制造毛坏。造毛坏。(3)铸件成本较低。铸造用原材料大都来源广泛，价格低廉，并可直铸件成本较低。铸造用原材料大都来源

3、广泛，价格低廉，并可直接利用房机件和一切屑。接利用房机件和一切屑。下一页返回第第2章章 铸造铸造液态成形也给铸造带来某些缺点，如铸造组织疏松、晶粒粗大，内部液态成形也给铸造带来某些缺点，如铸造组织疏松、晶粒粗大，内部易产生缩孔、缩松、气孔等缺陷。因此铸件的机械性能，特别是冲击易产生缩孔、缩松、气孔等缺陷。因此铸件的机械性能，特别是冲击韧性，比同样材料锻件的机械性能差。另外铸造工序多，且难以精确韧性，比同样材料锻件的机械性能差。另外铸造工序多，且难以精确控制，使得铸件质量不够稳定。铸造的劳动条件也较差。控制，使得铸件质量不够稳定。铸造的劳动条件也较差。虽然铸造存在上述的缺点，但由于铸造的上述各项

4、优点更加明显，虽然铸造存在上述的缺点，但由于铸造的上述各项优点更加明显，因而在工业生产中得到广泛的应用。在各类机械工业中，铸件所占比因而在工业生产中得到广泛的应用。在各类机械工业中，铸件所占比重很大。重很大。上一页返回下一页2.1铸造概述铸造概述 2.1.1型砂配置型砂配置1.型砂的性能型砂的性能砂形铸造的造型材料为型砂，其质量好坏直接影响铸件的质量、生产砂形铸造的造型材料为型砂，其质量好坏直接影响铸件的质量、生产效率和成本。生产中为了获得优质的铸件和良好的经济效益，对型砂效率和成本。生产中为了获得优质的铸件和良好的经济效益，对型砂性能有一定的要求。性能有一定的要求。1)强度强度型砂抵抗外力破

5、坏的能力称为强度。它包括常温湿强度、干强度和硬型砂抵抗外力破坏的能力称为强度。它包括常温湿强度、干强度和硬度，以及高温强度。型砂要有足够的强度，以防止造型过程中产生塌度，以及高温强度。型砂要有足够的强度，以防止造型过程中产生塌箱和浇注时液体金属对铸型表面的冲刷破坏。箱和浇注时液体金属对铸型表面的冲刷破坏。2)成形性成形性型砂要有良好的成形性，包括良好的流动性、可塑性和不粘模性，型砂要有良好的成形性，包括良好的流动性、可塑性和不粘模性，下一页返回上一页2.1铸造概述铸造概述铸型轮廓清晰，易于起模。铸型轮廓清晰，易于起模。3)耐火性耐火性型砂在高温作用下不熔化、不烧结的性能为耐火性。型砂要有较高的

6、型砂在高温作用下不熔化、不烧结的性能为耐火性。型砂要有较高的耐火性，同时应有较好的热化学稳定性，较小的热膨胀率和冷收缩率。耐火性，同时应有较好的热化学稳定性，较小的热膨胀率和冷收缩率。4)透气性透气性型砂要有一定的透气性，以利于浇注时产生的大量气体的排出。透气型砂要有一定的透气性，以利于浇注时产生的大量气体的排出。透气性过差，铸件中易产生气孔性过差，铸件中易产生气孔;透气性过高，易使铸件粘砂。另外，具透气性过高，易使铸件粘砂。另外，具有较小的吸湿性和较低发气量的型砂对保证铸造质量有利。有较小的吸湿性和较低发气量的型砂对保证铸造质量有利。5)退让性退让性 退让性是指铸件在冷凝过程中，型砂能被压缩

7、变形的性能。型砂退退让性是指铸件在冷凝过程中，型砂能被压缩变形的性能。型砂退上一页 下一页返回2.1铸造概述铸造概述让性差，铸件在凝固收缩时将易产生内应力、变形和裂纹等缺陷，所让性差，铸件在凝固收缩时将易产生内应力、变形和裂纹等缺陷，所以型砂要有较好的退让性。以型砂要有较好的退让性。此外，型砂还要具有较好的耐用性、溃散性和韧性等。此外，型砂还要具有较好的耐用性、溃散性和韧性等。2.型砂的组成型砂的组成将原砂或再生砂与勃结剂和其他附加物混合制成的物质称为型砂和芯将原砂或再生砂与勃结剂和其他附加物混合制成的物质称为型砂和芯砂。砂。1)原砂原砂原砂即新砂，铸造用原砂一般采用符合一定技术要求的天然矿砂

8、，最原砂即新砂，铸造用原砂一般采用符合一定技术要求的天然矿砂，最常使用的是硅砂。其二氧化硅含量在常使用的是硅砂。其二氧化硅含量在80%98%，硅砂粒度大小及均，硅砂粒度大小及均匀性、表面状态、颗粒形状等对铸造性能有很大影响。除硅砂外的各匀性、表面状态、颗粒形状等对铸造性能有很大影响。除硅砂外的各种铸造用砂称为特种砂，如石灰石砂、错砂、镁砂、橄榄石砂、种铸造用砂称为特种砂，如石灰石砂、错砂、镁砂、橄榄石砂、上一页 下一页返回2.1铸造概述铸造概述铬铁矿砂、钦铁矿砂等，这些特种砂性能较硅砂优良，但价格较贵，铬铁矿砂、钦铁矿砂等，这些特种砂性能较硅砂优良，但价格较贵，主要用于合金钢和碳钢铸件的生产。

9、主要用于合金钢和碳钢铸件的生产。2)黏结剂黏结剂黏结剂的作用是使砂粒粘结在一起，制成砂型和芯型。黏土是铸造生黏结剂的作用是使砂粒粘结在一起，制成砂型和芯型。黏土是铸造生产中用量最大的一种黏结剂，此外水玻璃、植物油、合成树脂、水泥产中用量最大的一种黏结剂，此外水玻璃、植物油、合成树脂、水泥等也是铸造常用的勃结剂。等也是铸造常用的勃结剂。用戮土作黏结剂制成的型砂又称戮土砂，其结构如用戮土作黏结剂制成的型砂又称戮土砂，其结构如图图2-1所示黏土资所示黏土资源丰富，价格低廉，它的耐火度较高，复用性好。水玻璃砂可以适应源丰富，价格低廉，它的耐火度较高，复用性好。水玻璃砂可以适应造型、制芯工艺的多样性，在

10、高温下具有较好的退让性，但水玻璃加造型、制芯工艺的多样性，在高温下具有较好的退让性，但水玻璃加人量偏高时，砂型及砂芯的溃散性差。油类勃结剂具有很好的流动性人量偏高时，砂型及砂芯的溃散性差。油类勃结剂具有很好的流动性和溃散性、很高的干强度，适合于制造复杂的砂芯，浇出的铸件内腔和溃散性、很高的干强度，适合于制造复杂的砂芯，浇出的铸件内腔表面粗糙度表面粗糙度Ra值低。值低。上一页 下一页返回2.1铸造概述铸造概述 3)涂料涂料 涂敷在型腔和芯型表面、用以提高砂型表面抗粘砂和抗金属液冲刷涂敷在型腔和芯型表面、用以提高砂型表面抗粘砂和抗金属液冲刷等性能的铸造辅助材料称为涂料。使用涂料，有降低铸件表面粗糙

11、度等性能的铸造辅助材料称为涂料。使用涂料，有降低铸件表面粗糙度值，防止或减少铸件粘砂、砂眼和夹砂缺陷，提高铸件落砂和清理效值，防止或减少铸件粘砂、砂眼和夹砂缺陷，提高铸件落砂和清理效率等作用。涂料一般由耐火材料、溶剂、悬浮剂、黏结剂和添加剂等率等作用。涂料一般由耐火材料、溶剂、悬浮剂、黏结剂和添加剂等组成。耐火材料有硅粉、刚玉粉、高铝矾土粉，溶剂可以是水和有机组成。耐火材料有硅粉、刚玉粉、高铝矾土粉，溶剂可以是水和有机溶剂等，悬浮剂如膨润土等。涂料可制成液体、膏状或粉剂，用刷、溶剂等，悬浮剂如膨润土等。涂料可制成液体、膏状或粉剂，用刷、浸、流、喷等方法涂敷在型腔、型芯表面。浸、流、喷等方法涂敷

12、在型腔、型芯表面。型砂中除含有原砂、黏结剂和水等材料外，还加人一些辅助材料如型砂中除含有原砂、黏结剂和水等材料外，还加人一些辅助材料如煤粉、重油、锯木屑、淀粉等，使砂型和芯型增加透气性、退让性，煤粉、重油、锯木屑、淀粉等，使砂型和芯型增加透气性、退让性，提高抗铸件粘砂能力和铸件的表面质量，使铸件具有一些特定的性能。提高抗铸件粘砂能力和铸件的表面质量，使铸件具有一些特定的性能。上一页 下一页返回2.1铸造概述铸造概述3.型砂的制备型砂的制备黏土砂根据在合箱和浇注时的砂型烘干与否分为湿型砂、干型砂和表黏土砂根据在合箱和浇注时的砂型烘干与否分为湿型砂、干型砂和表面烘干型砂。湿型砂造型后不需烘干，生产

13、效率高，主要应用于生产面烘干型砂。湿型砂造型后不需烘干，生产效率高，主要应用于生产中、小型铸件中、小型铸件;干砂型需要烘干，它主要靠涂料保证铸件表面质量，干砂型需要烘干，它主要靠涂料保证铸件表面质量，可采用粒度较粗的原砂，其透气性好，铸件不容易产生冲砂、粘砂等可采用粒度较粗的原砂，其透气性好，铸件不容易产生冲砂、粘砂等缺陷，主要用于浇注中、大型铸件缺陷，主要用于浇注中、大型铸件;表面烘干型砂只在浇注前对型腔表面烘干型砂只在浇注前对型腔表面用适当方法烘干一定深度，其性能兼具湿砂型和干砂型的特点，表面用适当方法烘干一定深度，其性能兼具湿砂型和干砂型的特点，主要用于中型铸件生产。主要用于中型铸件生产

14、。湿型砂一般由新砂、旧砂、黏土、附加物及适量的水组成。铸铁件湿型砂一般由新砂、旧砂、黏土、附加物及适量的水组成。铸铁件用的湿型砂配比用的湿型砂配比(质量比质量比)一般为旧砂一般为旧砂50%80%、新砂、新砂5%20%,黏土黏土6%10%,煤粉煤粉2%一一7%、重油、重油1%、水、水3%6%。各种材料通过混制。各种材料通过混制上一页 下一页返回2.1铸造概述铸造概述工艺使成分混合均匀，戮土膜均匀包覆在砂粒周围，混砂时先将各种工艺使成分混合均匀，戮土膜均匀包覆在砂粒周围，混砂时先将各种干料干料(新砂、旧砂、黏土和煤粉新砂、旧砂、黏土和煤粉)一起加人混砂机进行干混，再加水湿一起加人混砂机进行干混，再

15、加水湿混后出碾。型砂混制处理好后，应进行性能检测，对各组元含量如戮混后出碾。型砂混制处理好后，应进行性能检测，对各组元含量如戮土含量、有效煤粉含量、含水量等，砂性能如紧实率、透气性、湿强土含量、有效煤粉含量、含水量等，砂性能如紧实率、透气性、湿强度、韧性参数做检测，以确定型砂是否达到相应的技术要求，也可用度、韧性参数做检测，以确定型砂是否达到相应的技术要求，也可用手捏的感觉对某些性能作出粗略的判断。手捏的感觉对某些性能作出粗略的判断。上一页 下一页返回2.1铸造概述铸造概述 2.1.2 模样的制作模样的制作 模样是根据零件形状设计制作，用以在造型中形成铸型型腔的工艺模样是根据零件形状设计制作，

16、用以在造型中形成铸型型腔的工艺装备。设计模样要考虑到铸造工艺参数，如铸件最小壁厚、加工余量、装备。设计模样要考虑到铸造工艺参数，如铸件最小壁厚、加工余量、铸造圆角、铸造收缩率和起模斜度等。铸造圆角、铸造收缩率和起模斜度等。(1)铸件最小壁厚是指在一定的铸造条件下，铸造合金能充满铸型的铸件最小壁厚是指在一定的铸造条件下，铸造合金能充满铸型的最小厚度。铸件设计壁厚若小于铸件工艺允许最小壁厚，则易产生浇最小厚度。铸件设计壁厚若小于铸件工艺允许最小壁厚，则易产生浇不足和冷隔等缺陷。不足和冷隔等缺陷。(2)加工余量是为保证铸件加工面尺寸和零件精度，在铸件设计时预先加工余量是为保证铸件加工面尺寸和零件精度

17、，在铸件设计时预先增加的金属层厚度，该厚度在铸件机械加工成零件的过程中去除。增加的金属层厚度，该厚度在铸件机械加工成零件的过程中去除。(3)铸件浇注后在凝固冷却过程中，会产生尺寸收缩，其中以固态收缩铸件浇注后在凝固冷却过程中，会产生尺寸收缩，其中以固态收缩阶段产生的尺寸缩小对铸件的形状和尺寸精度影响最大，此时的收缩阶段产生的尺寸缩小对铸件的形状和尺寸精度影响最大，此时的收缩率又称线收缩率。率又称线收缩率。上一页 下一页返回2.1铸造概述铸造概述 (4)当零件本身没有足够的结构斜度，为保证造型时容易起模，避免当零件本身没有足够的结构斜度，为保证造型时容易起模，避免损坏砂型，应在铸件设计时给出铸件

18、的起模斜度。损坏砂型，应在铸件设计时给出铸件的起模斜度。图图2-2所示为零件及模样关系示意图。所示为零件及模样关系示意图。1.木模木模木模是用木材制成的模样。木模是用木材制成的模样。1)常用的制模木材常用的制模木材红松木、白松木、杉木、银杏木、柚木等。红松木、白松木、杉木、银杏木、柚木等。2)木模的制作方法木模的制作方法 在制作木模前，首先要根据铸造工艺要求在木板上绘制木模放样图。在制作木模前，首先要根据铸造工艺要求在木板上绘制木模放样图。然后确定木模结构，绘制木模结构图。对于复杂木模，为便于加工制然后确定木模结构，绘制木模结构图。对于复杂木模，为便于加工制造，可将木模分解成许多通用胡合件造，

19、可将木模分解成许多通用胡合件.朴别加丁朴别加丁.最后熬体胡奖而成。最后熬体胡奖而成。上一页 下一页返回2.1铸造概述铸造概述有了正确的太樟结构有了正确的太樟结构.还需有正确的操作步骤，如果把步骤弄错，不还需有正确的操作步骤，如果把步骤弄错，不仅影响工作进度和成品质量，有时可能无法进行工作。例如轴衬的木仅影响工作进度和成品质量，有时可能无法进行工作。例如轴衬的木模制造，轴衬的机械图样见模制造，轴衬的机械图样见图图2-3，由于外形为半圆形，轴孔在木模，由于外形为半圆形，轴孔在木模上铲出，故在轴衬的平面处分型。先用一块直纹木料做成半圆柱形主上铲出，故在轴衬的平面处分型。先用一块直纹木料做成半圆柱形主

20、体体1，主体外圆的中间铲出凹槽，主体外圆的中间铲出凹槽2，然后用横纹木料做两只半圆形法兰，然后用横纹木料做两只半圆形法兰3，与主体对准中心后勃接钉牢，再用圆凿铲出轴孔即可，见，与主体对准中心后勃接钉牢，再用圆凿铲出轴孔即可，见图图2-4。若操作步骤不是这样，而是先铲出主体与法兰的轴孔然后再钉接，若操作步骤不是这样，而是先铲出主体与法兰的轴孔然后再钉接，那么由于主体是直纹木料，没有两端的横纹木料拉住很容易变形，而那么由于主体是直纹木料，没有两端的横纹木料拉住很容易变形，而且两端法兰轴孔铲好后，钉接时很容易开裂而使工件成为废品。且两端法兰轴孔铲好后，钉接时很容易开裂而使工件成为废品。上一页 下一页

21、返回2.1铸造概述铸造概述2.金属模金属模金属模是用金属制成的模样。金属模是用金属制成的模样。1)制造金属模的材料制造金属模的材料铝合金、钢合金、灰铸铁、铸钢及钢材等。它们具有不同的加工性能铝合金、钢合金、灰铸铁、铸钢及钢材等。它们具有不同的加工性能和力学性能，应根据具体情况合理地选用。和力学性能，应根据具体情况合理地选用。(1)铝合金铝合金:铝合金密度小具有足够的强度和较低的硬度，易加工，模铝合金密度小具有足够的强度和较低的硬度，易加工，模样表面光滑不生锈，不易粘砂，具有很好的使用性能。常用来制造金样表面光滑不生锈，不易粘砂，具有很好的使用性能。常用来制造金属模的铝合金有属模的铝合金有:ZA

22、1Si7Mg,ZAlSi10,ZA1Si5Cu2Mn、ZA1Si9MnMg,ZAlCu10和和ZA1Zn11Si7Mg等。等。(2)铜合金铜合金:铜合金有很好的强度和耐磨性，不生锈，加工后模样表面铜合金有很好的强度和耐磨性，不生锈，加工后模样表面光滑，不粘砂。常用的牌号是光滑，不粘砂。常用的牌号是:ZCuZn40Mn3,ZCuZn42Mn4和和ZCuSn6Zn6等。等。上一页 下一页返回2.1铸造概述铸造概述 (3)铸铁铸铁:材料的强度和硬度高，耐磨性好成本低材料的强度和硬度高，耐磨性好成本低;但密度大，易生锈。但密度大，易生锈。常用的牌号是常用的牌号是:HT150、HT200.(4)铸钢铸钢

23、:材料的韧性好，但铸造性能比铸铁差，其他性能与铸铁相近。材料的韧性好，但铸造性能比铸铁差，其他性能与铸铁相近。一般用于制造易受冲击或易损坏的模样。一般用于制造易受冲击或易损坏的模样。此外，有的模样是直接用结构钢材经机加工制成。此外，有的模样是直接用结构钢材经机加工制成。2)金属模的制造方法金属模的制造方法 金属模一般是用铸坯经机加工制成，因此要先制作母模，制造母模金属模一般是用铸坯经机加工制成，因此要先制作母模，制造母模时要考虑双重的工艺尺寸，即考虑由母模加工成金属模和用金属模铸时要考虑双重的工艺尺寸，即考虑由母模加工成金属模和用金属模铸造成零件时的收缩余量、加工余量等工艺尺寸。金属模的结构要

24、满足造成零件时的收缩余量、加工余量等工艺尺寸。金属模的结构要满足工艺上的要求，在此基础上尽可能使其重量轻、制造简便、成本低。工艺上的要求，在此基础上尽可能使其重量轻、制造简便、成本低。为减轻金属模重量，模样的平均轮廓尺寸大于为减轻金属模重量，模样的平均轮廓尺寸大于50mm，或高度大于，或高度大于上一页 下一页返回2.1铸造概述铸造概述30mm时，均采用空心结构。空心模样尽量减小壁厚，采用内壁设加时，均采用空心结构。空心模样尽量减小壁厚，采用内壁设加强肋的办法增加强度和刚度。模样上妨碍起模的部分可做成活块。强肋的办法增加强度和刚度。模样上妨碍起模的部分可做成活块。3.塑料模塑料模 1)塑料模的原

25、材料塑料模的原材料(1)黏结剂黏结剂:环氧树脂起勃结作用，常用的牌号有环氧树脂起勃结作用，常用的牌号有6101#,634#、637#等。等。(2)硬化剂硬化剂:环氧树脂本身不能硬化，必须加人一定量的硬化剂后才能环氧树脂本身不能硬化，必须加人一定量的硬化剂后才能硬化成坚固的固体。常用的硬化剂是仔经乙基乙二胺。加人量为树脂硬化成坚固的固体。常用的硬化剂是仔经乙基乙二胺。加人量为树脂的的15%18%。(3)增塑剂增塑剂:常用的增塑剂是邻苯二甲酸二丁醋。加人量为树脂的常用的增塑剂是邻苯二甲酸二丁醋。加人量为树脂的10%25%。上一页 下一页返回2.1铸造概述铸造概述 (4)稀释剂稀释剂:采用丙酮、酒精

26、、二甲苯等作为稀释剂以便配料及制模操采用丙酮、酒精、二甲苯等作为稀释剂以便配料及制模操作。加人量为树脂的作。加人量为树脂的10%20%.(5)填充剂填充剂:常用的填充剂有石英粉、铁粉、氧化铜粉、氧化铝粉、碳常用的填充剂有石英粉、铁粉、氧化铜粉、氧化铝粉、碳化硅粉、立德粉、滑石粉及玻璃纤维等，以提高耐磨性、硬度及抗弯化硅粉、立德粉、滑石粉及玻璃纤维等，以提高耐磨性、硬度及抗弯强度等。由于填料的密度差别很大，填料的用量大致为树脂的强度等。由于填料的密度差别很大，填料的用量大致为树脂的1000025000，或更多一些。，或更多一些。(6)脱模剂脱模剂:用作脱模剂的材料很多，如喷漆、过氯乙烯清漆、地板

27、蜡、用作脱模剂的材料很多，如喷漆、过氯乙烯清漆、地板蜡、凡士林等。涂刷在塑料模的表面，以免型凡士林等。涂刷在塑料模的表面，以免型(芯芯)砂粘模，影响造型砂粘模，影响造型(芯芯)时的起模。时的起模。2)塑料模的制作方法塑料模的制作方法 塑料模的制作方法有浇注法和层敷法两种。浇注法是将需要的混合塑料模的制作方法有浇注法和层敷法两种。浇注法是将需要的混合上一页 下一页返回2.1铸造概述铸造概述料加热到适当温度，从浇注系统加压注人阴模中，硬化后即得到整体料加热到适当温度，从浇注系统加压注人阴模中，硬化后即得到整体塑料模。层敷法的制造工艺分为三个过程塑料模。层敷法的制造工艺分为三个过程:制作母模一用母模

28、制作阴制作母模一用母模制作阴模一用阴模制作塑料模。母模一般用木材制作，要求尺寸精确、表面模一用阴模制作塑料模。母模一般用木材制作，要求尺寸精确、表面光滑，只考虑铸件材料的收缩余量。阴模多采用石膏、塑料、木材金光滑，只考虑铸件材料的收缩余量。阴模多采用石膏、塑料、木材金属等制成。在涂有脱模剂的阴模上，涂刷一层属等制成。在涂有脱模剂的阴模上，涂刷一层lmm2 mm的塑料作为的塑料作为表面层，停放表面层，停放2h3h之后再用沽有塑料的玻璃纤维填塞棱角沟槽处，之后再用沽有塑料的玻璃纤维填塞棱角沟槽处，然后贴敷几层浸透有塑料的玻璃布，放人骨架或加强肋，并继续层敷然后贴敷几层浸透有塑料的玻璃布，放人骨架或

29、加强肋，并继续层敷玻璃布，将骨架包人层敷层内，粘成一体，经硬化后即可脱模。玻璃布，将骨架包人层敷层内，粘成一体，经硬化后即可脱模。4.菱苦土模菱苦土模菱苦土模是用菱苦土模料填敷在成型的支撑胃架上经硬化而成。菱苦土模是用菱苦土模料填敷在成型的支撑胃架上经硬化而成。1)菱苦土模料菱苦土模料用菱苦土用菱苦土(主要成分为主要成分为MgO)、卤水、卤水(主要成分为主要成分为MgCl2)和木屑组成，和木屑组成，上一页 下一页返回2.1铸造概述铸造概述其配比为菱苦土其配比为菱苦土20%，木屑，木屑60%80%，拌和均匀后，加适量卤水，拌和均匀后，加适量卤水，拌制成豆渣状即可。拌制成豆渣状即可。2)菱苦土模的

30、制作方法菱苦土模的制作方法 先按照模样基本形状作一个骨架，在骨架上用木板做出模样轮廓，先按照模样基本形状作一个骨架，在骨架上用木板做出模样轮廓，再将浸过水的填衬木条钉在木板上，衬条上斜钉一些露头圆钉，用来再将浸过水的填衬木条钉在木板上，衬条上斜钉一些露头圆钉，用来防止菱苦土层脱落，最后涂敷模料，待胶凝成弹性状态时可进行修整。防止菱苦土层脱落，最后涂敷模料，待胶凝成弹性状态时可进行修整。当气温高于当气温高于25oC,菱苦土模可自然干燥硬化。菱苦土模可自然干燥硬化。上一页返回下一页2.2 砂型铸造的方法砂型铸造的方法 在砂型铸造中，造型和造芯是最基本的工序。它们对铸件的质量、在砂型铸造中，造型和造

31、芯是最基本的工序。它们对铸件的质量、生产率和成本影响很大。按照紧实型砂和起模的方法，可分为手工造生产率和成本影响很大。按照紧实型砂和起模的方法，可分为手工造型和机器造型两大类。型和机器造型两大类。下一页返回上一页2.2 砂型铸造的方法砂型铸造的方法 2.2.1 手工造型手工造型 手工造型操作灵活，工艺装备手工造型操作灵活，工艺装备(模样、芯盒和砂箱等模样、芯盒和砂箱等)简单，生产准备简单，生产准备时间短，适应性强，可用于各种大小，形状的铸件。但是，手工造型时间短，适应性强，可用于各种大小，形状的铸件。但是，手工造型对工人的技术水平要求较高，生产率低，劳动强度大，铸件质量不稳对工人的技术水平要求

32、较高，生产率低，劳动强度大，铸件质量不稳定，故主要用于单件、小批生产。定，故主要用于单件、小批生产。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。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。表表2-1列出常用手工造型方法的特点和应用范围。列出常用手工造型方法的特点和应用范围。上一页 下一页返回2.2 砂型铸造的方法砂型铸造的方法 2.2.2合型与浇注合型与浇注1 一般铸件的合型一般铸件的合型 将已制作好的砂型和砂芯按照图样工艺要求装配成铸型的工艺过程将已制作好的砂型和砂芯按照图样工艺要求装配成铸型的工艺过程叫合型。叫合型。1)下芯下芯 下芯的次序，应根据操作上的方便和

33、工艺上的要求进行。砂芯多用下芯的次序，应根据操作上的方便和工艺上的要求进行。砂芯多用芯头固定在砂型里，下芯后要检验砂芯的位置是否准确、是否松动。芯头固定在砂型里，下芯后要检验砂芯的位置是否准确、是否松动。要通过填塞芯头间隙使砂芯位置稳固。根据需要也可用芯撑来辅助支要通过填塞芯头间隙使砂芯位置稳固。根据需要也可用芯撑来辅助支撑砂芯。对于吊芯，可以用铁丝、螺栓等通过芯胃把砂芯固定在上箱撑砂芯。对于吊芯，可以用铁丝、螺栓等通过芯胃把砂芯固定在上箱箱带上。箱带上。2)合型合型合型前要检查型腔内和砂芯表面的浮砂和脏物是否清除干净，各合型前要检查型腔内和砂芯表面的浮砂和脏物是否清除干净，各上一页 下一页返

34、回2.2 砂型铸造的方法砂型铸造的方法出气孔、浇注系统各部分是否畅通和干净，然后再合型。合型时，上出气孔、浇注系统各部分是否畅通和干净，然后再合型。合型时，上型要垂直抬起，找正位置后，垂直下落按原有的定位方法准确合型。型要垂直抬起，找正位置后，垂直下落按原有的定位方法准确合型。必要时必要时(例如干型例如干型)还要防止跑火。合型后，放好浇口杯，并盖好塑料还要防止跑火。合型后，放好浇口杯，并盖好塑料板，以防杂物落人多将所有通气孔做出标记，以便浇注时点火引气。板，以防杂物落人多将所有通气孔做出标记，以便浇注时点火引气。3)铸型的紧固铸型的紧固小型铸件的抬型力不大，可使用压铁压牢。中、大型铸件的抬型力

35、较小型铸件的抬型力不大，可使用压铁压牢。中、大型铸件的抬型力较大，可用箱卡、螺栓或大型螺杆与压梁固定。大，可用箱卡、螺栓或大型螺杆与压梁固定。2.一般铸型的浇注方法一般铸型的浇注方法浇注前要把浇包嘴后面及两侧的浮渣扒除干净，以免熔渣进人铸型造浇注前要把浇包嘴后面及两侧的浮渣扒除干净，以免熔渣进人铸型造成夹渣。浇注时要掌握好浇注顺序，除底注包浇注铸钢件采用先大件成夹渣。浇注时要掌握好浇注顺序，除底注包浇注铸钢件采用先大件后中、小件的浇注顺序外，一般为先薄壁件后厚壁件，先小件后大件后中、小件的浇注顺序外，一般为先薄壁件后厚壁件，先小件后大件上一页 下一页返回2.2 砂型铸造的方法砂型铸造的方法(大

36、件要求的浇注温度较低大件要求的浇注温度较低)。浇注时浇包嘴要靠近浇口杯，挡渣棒要。浇注时浇包嘴要靠近浇口杯，挡渣棒要放在浇包嘴附近的金属液表面上，防止渣子进人浇口杯。浇注开始时放在浇包嘴附近的金属液表面上，防止渣子进人浇口杯。浇注开始时应稳、准，使流量由小迅速增大，以便尽快充满浇口杯，并保持充满应稳、准，使流量由小迅速增大，以便尽快充满浇口杯，并保持充满状态，不可断流。此外，要点火引气，把砂芯排气孔处的纸团点着。状态，不可断流。此外，要点火引气，把砂芯排气孔处的纸团点着。从明冒口观察到铸件型腔充满后改从冒口浇注。稍停片刻，再点浇冒从明冒口观察到铸件型腔充满后改从冒口浇注。稍停片刻，再点浇冒口。

37、浇注后按规定时间在铸件已凝固时去除压铁等紧固装置，以减小口。浇注后按规定时间在铸件已凝固时去除压铁等紧固装置，以减小铸件收缩的阻力，防止铸件产生裂纹。铸件收缩的阻力，防止铸件产生裂纹。上一页 下一页返回2.2 砂型铸造的方法砂型铸造的方法 2.2.3 铸件的清理铸件的清理 普通铸件的清理方法普通铸件的清理方法:铸件的清理包括去除铸件的浇冒口，清除砂芯铸件的清理包括去除铸件的浇冒口，清除砂芯和芯骨，铲除飞翅和毛刺，清除内外表面的粘砂以及打磨浇冒口残根，和芯骨，铲除飞翅和毛刺，清除内外表面的粘砂以及打磨浇冒口残根，表面精整、校正等工作。表面精整、校正等工作。1)浇冒口的去除方法浇冒口的去除方法 一

38、般灰铸铁件的浇冒口可用重锤等工具打掉，大的浇冒口可先在根一般灰铸铁件的浇冒口可用重锤等工具打掉，大的浇冒口可先在根部锯槽，再打掉部锯槽，再打掉;非铁合金铸件的浇冒口软而韧，宜锯掉非铁合金铸件的浇冒口软而韧，宜锯掉;铸钢件的浇铸钢件的浇冒口用气割去掉冒口用气割去掉;有些特殊钢种的铸件无法用气割去除冒口，可采用有些特殊钢种的铸件无法用气割去除冒口，可采用碳弧气刨切割。等离子弧可以切割各种铁属金属、非铁合金和非金属碳弧气刨切割。等离子弧可以切割各种铁属金属、非铁合金和非金属材料。材料。2)砂芯的清除方法砂芯的清除方法(1)手工清除砂芯手工清除砂芯:多用风铲等工具。多用风铲等工具。上一页 下一页返回2

39、.2 砂型铸造的方法砂型铸造的方法(2)气动落芯机清除砂芯气动落芯机清除砂芯:依靠压缩空气推动活塞左右移动，并不断撞依靠压缩空气推动活塞左右移动，并不断撞击铸件，引起铸件振动而使砂芯碎裂落下。击铸件，引起铸件振动而使砂芯碎裂落下。(3)水力清砂水力清砂:利用高压水清除铸件粘附的砂子和砂芯。利用高压水清除铸件粘附的砂子和砂芯。(4)水爆清砂水爆清砂:在铸件冷却到一定温度时，从铸型中取出立即浸人水中，在铸件冷却到一定温度时，从铸型中取出立即浸人水中，靠进人砂芯中的水迅速气化、增压、发生爆炸，使芯砂从铸件中脱落靠进人砂芯中的水迅速气化、增压、发生爆炸，使芯砂从铸件中脱落下来。下来。3)铸件的表面清理

40、方法铸件的表面清理方法 一般采用清理滚筒、抛丸清理滚筒和喷砂、喷丸设备清理铸件表面一般采用清理滚筒、抛丸清理滚筒和喷砂、喷丸设备清理铸件表面的粘砂和氧化皮。的粘砂和氧化皮。4)铸件的表面精整方法铸件的表面精整方法 铸件清理后，其表面遗留的飞翅、浇冒口等残留部分，一般用砂轮铸件清理后，其表面遗留的飞翅、浇冒口等残留部分，一般用砂轮机将其磨去。对于砂轮打磨不到的粘砂和氧化铁皮可用碱性或酸性液机将其磨去。对于砂轮打磨不到的粘砂和氧化铁皮可用碱性或酸性液进行化学处理。进行化学处理。上一页 下一页返回2.2 砂型铸造的方法砂型铸造的方法 2.2.4 铸件的质量缺陷分析铸件的质量缺陷分析1.铸件缺陷的分类

41、铸件缺陷的分类铸件的缺陷种类很多，形式不一，各有其特征，按缺陷性质可分为五铸件的缺陷种类很多，形式不一，各有其特征，按缺陷性质可分为五大类大类:1)孔眼类孔眼类包括气孔包括气孔(侵人性气孔，析出性气孔和反应性气孔侵人性气孔，析出性气孔和反应性气孔)，缩孔和缩松，砂，缩孔和缩松，砂眼和渣气孔，铁豆等。眼和渣气孔，铁豆等。2)裂纹类裂纹类包括热裂、冷裂和温裂。包括热裂、冷裂和温裂。3)表面缺陷表面缺陷 包括粘砂、结疤、夹砂和冷隔等。包括粘砂、结疤、夹砂和冷隔等。上一页 下一页返回2.2 砂型铸造的方法砂型铸造的方法 4)尺寸、形状和质量缺陷尺寸、形状和质量缺陷 包括多肉、浇不足、抬型、错型、变形、

42、损伤等。包括多肉、浇不足、抬型、错型、变形、损伤等。5)成分、组织和性能不合格成分、组织和性能不合格 有些铸件的金相组织、化学成分、力学性能不符合技术要求，以及有些铸件的金相组织、化学成分、力学性能不符合技术要求，以及在同一铸件上出现化学成分、金相组织和性能不一致，铸件局部或全在同一铸件上出现化学成分、金相组织和性能不一致，铸件局部或全部过硬等。部过硬等。2.铸件常见缺陷种类及产生的主要原因铸件常见缺陷种类及产生的主要原因 1)气孔气孔 根据气体的来源和形成的原因不同，气孔一般分为侵人性气孔、析根据气体的来源和形成的原因不同，气孔一般分为侵人性气孔、析出性气孔和反应性气孔二种。出性气孔和反应性

43、气孔二种。(1)侵人性气孔。是铸型在金属液的热作用下所产生的气体侵人金属液侵人性气孔。是铸型在金属液的热作用下所产生的气体侵人金属液后造成的。其产生的原因是砂芯气路不通或烘干不适，砂型后造成的。其产生的原因是砂芯气路不通或烘干不适，砂型上一页 下一页返回2.2 砂型铸造的方法砂型铸造的方法透气性太低，修型时刷水过多导致浇注过程中型砂和芯砂中的水分和透气性太低，修型时刷水过多导致浇注过程中型砂和芯砂中的水分和粘结剂、附加物中碳的氧化物及其他挥发物所形成的气体，以及型腔粘结剂、附加物中碳的氧化物及其他挥发物所形成的气体，以及型腔中的空气等，以气泡形式侵人金属液内部，最后被凝固包围在铸件中。中的空气

44、等，以气泡形式侵人金属液内部，最后被凝固包围在铸件中。(2)析出性气孔。是溶解于金属液中的气体在金属液冷却凝固时从金析出性气孔。是溶解于金属液中的气体在金属液冷却凝固时从金属液中析出而形成的。析出性气孔产生的原因是熔炼工艺不当，金属属液中析出而形成的。析出性气孔产生的原因是熔炼工艺不当，金属液氧化严重，未采取脱气处理，液面覆盖保护不良等。由于金属液能液氧化严重，未采取脱气处理，液面覆盖保护不良等。由于金属液能溶解大量的氢气、氮气和氧气等，并在熔炼时及浇注前吸收了过多的溶解大量的氢气、氮气和氧气等，并在熔炼时及浇注前吸收了过多的气体，凝固时随溶解能力的显著下降，气体不断地以气泡形式析出，气体，凝

45、固时随溶解能力的显著下降，气体不断地以气泡形式析出，并凝固于铸件中。并凝固于铸件中。(3)反应性气孔。是铸型与金属间或在金属液内部发生化学反应产生反应性气孔。是铸型与金属间或在金属液内部发生化学反应产生气体形成的。反应性气孔常密集地出现在铸件表层下气体形成的。反应性气孔常密集地出现在铸件表层下1 mm2mm处，处，故又称为皮下针孔。故又称为皮下针孔。上一页 下一页返回2.2 砂型铸造的方法砂型铸造的方法 产生反应性气孔的主要原因是铸型返潮、浇注系统开设不当，面砂产生反应性气孔的主要原因是铸型返潮、浇注系统开设不当，面砂不合适等，使金属液界面上高温化学反应的产物不合适等，使金属液界面上高温化学反

46、应的产物氢溶人金属液表层，氢溶人金属液表层，凝固时又过饱和而析出凝固时又过饱和而析出;此外还有其他多种原因，例如此外还有其他多种原因，例如:钢液中的氧化钢液中的氧化铁和钢液中的碳发生化学反应生成的气体，其气泡被凝固在铸件中。铁和钢液中的碳发生化学反应生成的气体，其气泡被凝固在铸件中。2)缩孔和缩松缩孔和缩松 铸件在冷却凝固过程中，由于金属液的液态收缩和凝固收缩，使铸铸件在冷却凝固过程中，由于金属液的液态收缩和凝固收缩，使铸件在最后凝固的地方出现孔眼。体积大而集中的孔眼称为缩孔，细小件在最后凝固的地方出现孔眼。体积大而集中的孔眼称为缩孔，细小而分散的孔眼称为缩松。而分散的孔眼称为缩松。铸件产生缩

47、孔和缩松的基本原因是，铸件由表层向里层凝固的同时，铸件产生缩孔和缩松的基本原因是，铸件由表层向里层凝固的同时，金属由液态变成固态，体积缩小而得不到金属液的补充。金属由液态变成固态，体积缩小而得不到金属液的补充。上一页 下一页返回2.2 砂型铸造的方法砂型铸造的方法 3)砂眼和渣气孔砂眼和渣气孔 形成砂眼和渣气孔的主要原因是铸造操作不够细致，或金属原材料形成砂眼和渣气孔的主要原因是铸造操作不够细致，或金属原材料和造型原材料不符合技术要求，且处理和配制方法又不当造成的。和造型原材料不符合技术要求，且处理和配制方法又不当造成的。砂眼形成的具体原因有砂眼形成的具体原因有:(1)砂型和砂芯强度太低，被高

48、温金属液流冲刷进人型腔而形成砂眼。砂型和砂芯强度太低，被高温金属液流冲刷进人型腔而形成砂眼。(2)型腔内有薄弱部分，细薄部分和锐角很容易被金属液冲坏而形成型腔内有薄弱部分，细薄部分和锐角很容易被金属液冲坏而形成砂眼。砂眼。(3)内浇道开设不当。由于内浇道开设不合理，使进人型腔的金属液内浇道开设不当。由于内浇道开设不合理，使进人型腔的金属液流冲刷力较大，或浇注系统本身开得粗糙，窜致使金属液流将型砂冲流冲刷力较大，或浇注系统本身开得粗糙，窜致使金属液流将型砂冲落而带入型腔落而带入型腔。上一页 下一页返回2.2 砂型铸造的方法砂型铸造的方法 (4)铸型搁放时间太长，湿型表面风干，湿强度降低而粉化造成

49、砂眼。铸型搁放时间太长，湿型表面风干，湿强度降低而粉化造成砂眼。(5)下芯、合型工作不够细致。由于合型前没有将型腔中散落的型砂下芯、合型工作不够细致。由于合型前没有将型腔中散落的型砂清除干净，或下芯和合型时将砂型或砂芯碰坏，紧固时将砂型挤坏清除干净，或下芯和合型时将砂型或砂芯碰坏，紧固时将砂型挤坏;埋型时将散砂从浇冒口中落人型腔等，均是产生砂眼的原因。埋型时将散砂从浇冒口中落人型腔等，均是产生砂眼的原因。产生渣气孔的主要原因是金属液中的溶渣进人型腔造成的。其具体原产生渣气孔的主要原因是金属液中的溶渣进人型腔造成的。其具体原因有因有:(1)金属液熔炼时形成的熔渣去除不彻底，且挡渣措施不力。金属液

50、熔炼时形成的熔渣去除不彻底，且挡渣措施不力。(2)金属液在出炉、孕育处理、浇注过程中过度氧化而生成熔渣。金属液在出炉、孕育处理、浇注过程中过度氧化而生成熔渣。(3)设置的浇、冒系统挡渣效果不良。设置的浇、冒系统挡渣效果不良。4)粘砂和夹砂粘砂和夹砂粘砂是铸件表面粘附着一层难以清除的砂粒。夹砂是铸件浇注过程粘砂是铸件表面粘附着一层难以清除的砂粒。夹砂是铸件浇注过程上一页 下一页返回2.2 砂型铸造的方法砂型铸造的方法中，砂型表层受热膨胀拱起并开裂，金属液进人开裂的砂层缝隙，使中，砂型表层受热膨胀拱起并开裂，金属液进人开裂的砂层缝隙，使铸件表面产生疤片状金属凸起物，并内部夹有型砂。铸件表面产生疤片