粘土型(芯)砂

粘土砂铸造工艺LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】粘土砂铸造工艺一．概述粘土砂是以粘土（陶土）作粘结剂的型（芯）砂。

粘土砂造型由于其成本低廉，适合于批量大规模生产，所以目前仍然作为铸件生产的最主要方式。

粘土砂旧沙由于在循环使用过程中各组份的热分解，发生物理性能的变化，如未经再生就加以使用，将使型砂质量不稳定。

据统计铸件废品率中30～40%为型砂质量引起，因此型砂质量的控制在粘土砂造型中起十分重要的作用。

随着目前对铸件要求的提高，对型砂质量的要求也越来越高。

二．粘土砂造型中几种与型砂质量有关的常见缺陷。

1.气孔、浇不到、冷隔粘土砂型砂的组成绝大部分为旧砂（85～95%），由于旧砂循环使用过程中经过反复热冲击，一些组分会出现热分解，发生物理性能的变化：a. 粘土在砂型温度高于500度的区域，膨润土晶体结构受到完全破坏，就变成没有湿态粘结力的无效粘土以粉尘状态存在与旧砂中，成为旧砂泥份中的一种；b. 煤粉炭化成为枯化物；c. 不稳定的砂粒（包含杂质）会粉化。

这些衍生物共同成为旧砂的微粉。

微粉含量超过一定的限度，微粉堵塞砂砾空隙就会造成型砂透气性差。

而且无效粘土吸水能力比有效粘土强，从有效粘土中夺取有效水分，因此当无效粘土含量较多时，达到调匀所需的加水量就得增加。

加大了型砂加水量，在某种程度上也就加大了型砂的发气量。

由于发气量增加而透气性减少，浇铸时液体所收的阻力增大，必然导致侵入性气孔、浇不到、冷隔等缺陷的形成。

2.表面光洁度差（包括砂眼、毛刺、夹砂结疤等）大量的无效粘土造成型砂的抗拉强度差、韧性低、透气性差。

增大型砂的脆性，使型砂易塌箱、掉砂，在浇铸时砂粒容易掉落形成砂眼、毛刺、夹渣结疤等缺陷，进而影响铸件质量。

3.粘砂无效粘土（死黏土）部分约占整个砂型重的2～5%，无效粘土的一部分在高温作用下包裹在砂粒表面上，烧结形成一层牢固的膜，不能用水洗掉，成为砂粒的一部分，这层膜又称为惰性膜。

粘土砂铸造工艺流程一、模具制造模具是粘土砂铸造的关键部分，它用于形成砂型，保持金属液体在浇注过程中的形状。

模具可以分为两种类型：单件模和多件模。

单件模用于制造形状简单的零件，而多件模则用于制造形状复杂的零件。

模具制造的步骤主要包括模板设计、模板制造、模板组装和模板调整等。

二、砂型制作砂型是粘土砂铸造的重要组成部分，它用于容纳金属液体并形成最终产品的外部形状。

砂型制作的步骤如下：1.振动:首先将砂料加载到模具中，然后用振动设备将其压实和排气，以确保砂型的密实度和平整度。

2.砂芯制作:对于一些需要内部空间的零件，需要制作砂芯。

砂芯可以通过制作模具进行成型，然后放入砂型中。

3.分模:将模具分开，取出零件的上下型。

4.拼装:拼装上下型，然后用销、夹具或模压机将其固定在一起。

5.排气:通过在砂型中钻孔或打孔，以释放零件浇注过程中产生的气体。

三、熔炼及浇铸1.配料:将合适比例的金属材料和熔剂放入熔炉中进行加热熔化，以达到所需的浇注温度。

2.准备浇注:当金属液体达到合适的浇注温度后，将其倒入专用容器中，以备浇注。

3.浇注:将金属液体从容器中倒入砂型中，并通过控制浇注速度和压力，使其填充整个砂型。

四、冷却和清理1.冷却:当金属液体充满整个砂型后，需要等待一定的时间，以便金属液体冷却和凝固。

冷却时间根据铸件的尺寸和形状而定。

2.分离:在金属凝固之后，拆开模具，取出砂型。

3.去除余料:清理过程中，需要去除铸件上的闪光部分，也就是余料。

可以使用切割、剥离、抛光等工艺进行处理。

4.表面处理:根据要求，可以对铸件表面进行进一步的处理，如抛光、喷砂、喷涂等。

总结：粘土砂铸造工艺流程包括模具制造、砂型制作、熔炼及浇铸、冷却和清理等步骤。

这种工艺可以用于制造各种形状和尺寸的金属零件，广泛应用于汽车、机械、航空航天等行业。

在制造过程中，需要注意模具制作、砂型制作和浇铸等环节的精度和质量控制，以确保最终产品的质量和性能。

黏土砂型铸造工艺过程及特点按生产工部分类，黏土砂型铸造又可分为造型工部、制芯工部、砂处理工部、熔化工部、清理工部五大部分。

每个工部所采用的工艺、材料、装备、控制方式等都会影响铸件的生产质量。

1.造型工部造型工部是铸造车间及生产的核心工部，典型的黏土砂造型工艺流程如图1-1所示。

图1-1 典型的黏土砂造型工艺流程造型工部的主要生产工序是造型、下芯、合箱、浇注、冷却和落砂。

在铸造生产过程中，由熔化工部、制芯工部和砂处理工部供给造型工部所需的液态金属、砂芯和型砂；造型工部将铸件和旧砂分别运送给清理工部和砂处理工部。

获得高精度和足够紧实度铸型是造型工部的主要任务，也是生产高表面质量和内在质量铸件的前提之一。

目前的实际生产中，除少量手工造型方法外，常用的机器造型有：震压式造型、多触头高压造型、射压造型、静压造型、气冲造型等。

不同的铸件产品、质量要求和生产率，可选择不同的造型方法及装备。

2.制芯工部制芯工部的任务是生产出合格的砂芯。

典型的制芯工部工艺流程如图1-2所示。

图1-2 典型的制芯工部工艺流程由于采用的黏结剂不同，芯砂的性能（流动性、硬化速度、强度、透气性等）都不相同，型芯的制造方法及其所用的设备也不相同。

根据黏结剂的硬化特点，制芯工艺有如下几种：1）型芯在芯盒中成形后，从芯盒中取出，再放进烘炉内烘干。

属于此类制芯工艺的芯砂有黏土砂、油砂、合脂砂等。

2）型芯的成形及加热硬化均在芯盒中完成。

属于这类制芯工艺的有热芯盒及壳芯制芯等。

3）型芯在芯盒里成形并通入气体而硬化。

属于这类制芯工艺的有水玻璃CO2法及气雾冷芯盒法等。

4）在芯盒中成形并在常温下自行硬化到形状稳定。

这类制芯工艺有自硬冷芯盒法、流态自硬砂法等。

在制芯工部中，制芯机是核心设备。

但砂芯的质量除与制芯机装备水平有直接关系外，还与芯砂种类、硬化方式、砂芯的形状结构等有关。

3.砂处理工部砂处理工部的任务是提供造型、制芯工部所需要的合乎一定技术要求的型砂及芯砂。

黏土湿型砂的性能要求为了制造出合格的砂型和砂芯，黏土湿型砂应具有良好的常温工艺性能，如湿度、流动性、强度、可塑性与韧性、不粘模性等。

液态合金浇入铸型后，与型腔表面砂层之间发生着机械作用、热作用和化学作用。

机械作用是指液态合金充填过程中对腔壁的动压力和静压力，合金液凝固收缩时对铸型产生的压应力。

热作用是由于合金液与铸型腔存在着很大的温差，型腔壁被强烈加热，靠近合金液的型腔表面加热特别严重，局部甚至开裂或烧结。

化学作用是液态合金及其氧化物与型腔表面的砂层发生化学反应。

因此黏土湿型砂应具有良好的高温性能，如耐火度、发气性、热膨率、溃散性、退让性等。

下面分别简述这些主要性能。

1）湿度（水分）为了得到所需的可塑性、韧性和湿态强度，黏土湿型砂必须含有适量水分。

生产现场判断型砂湿度有以下几种方法：有丰富经验的混砂和造型工人常根据手捏型砂是否容易捏成闭和是否粘手来判断型砂的干湿程度；还可根据捏紧的动作中型砂是否柔软和变形情况来判断型砂的可塑性；根据手指掐碎砂团时用力大小判断型砂的湿强度是否合适。

如果用手捏砂时，只有潮的感觉，不觉得沾手，且柔和，印在砂团上手指痕迹清晰，那这样的型砂干湿度就比较合适。

2）流动性型（芯）砂在外力或自重作用下，沿模样（或芯盒表面）和砂粒间相对移动的能力称为流动性。

流动性好的型砂可形成紧实度均匀、无局部疏松、轮廓清晰、表面光洁的型腔，这有助于防止机械粘砂，获得光洁铸件。

此外，还能减轻型砂紧实时的劳动强度，提高生产率和便于实现造型、制芯过程的机械化。

3）强度型砂必须具备一定的强度以承受各种外力的作用，如果强度不足，在起模、搬运砂型、下芯、合型等过程中，铸型有可能破损塌落；浇注时可能承受不住金属液的冲刷和冲击，冲坏砂型而造成砂眼缺陷，或者造成胀砂（铸件肿胀）或跑火（漏铁液）等现象。

但是强度也不宜过高，因为高强度的型砂需要加入更多的黏土，不但增加了水分需求量，降低了砂型透气性，还会使铸件的生产成本增加，而且给混砂、紧实砂型和落砂等工序带来困难。

实验一型砂配制及性能检测材料成形工艺实验名称：型砂配制及性能检测一、分组：每班45min一班：7:30～8:15按学号每五人一组（分六组）；二班：8:15～9:00 按学号每五人一组（分六组）二、实验内容1.型砂配制（粘土砂），每三组配砂一碾子（3kg）。

型砂性能检测：每组进行三个试样的测定取平均值（但其中任一试样与平均值相差超出10%时，实验应重新进行）。

2.透气性能测定3.湿压强度测定三、型砂配方干混2～3min 湿混4～6min 原砂（50/100）100%＋膨润土５～７% ＋水4～7% 出砂四、制样按标准操作（现场教师指导）(标准方法，GB268d－81)首先，用SHN型辗轮式混砂机混制型砂，将混制好的试样混合料，在SAC-A型锤击式制样机上冲击三次，制成φ50×50mm圆柱形标准试样，紧实后标准圆柱试样的直径为φ50±0．2毫米，高度为50±1毫米。

标准圆柱形试样的舂制过程如下：(1)称出一定重量的试样(约为160～180g)，倒入带底垫的标准圆柱形试样筒中(试样筒内径带锥度的一头应朝上，不能装反)；(2)搬动手柄将冲头举起，把底垫和砂样筒放于冲头下，慢慢放下手柄，使冲头进入砂样筒内。

3)转动偏心轮手柄三次，使落锤舂试样三次，此时捡查芯棒的红线位置是否在试样高度的公差线之内，如在公差线之内，试样便制成。

如试样高度超出公差，该试样应作废，在调整试料的重量后，再按上述步骤操作，直到获得合格的试样。

(4)搬动手柄使冲头提起，取出砂样筒。

在砂样筒内的试样，用于测透气性，测完透气性后，用顶棒将砂样顶出后即可用来进行强度试验。

五、透气性测定在STZ-A型透气性测定仪上进行，透气性测定仪的原理图如附图。

试验前应该先检查仪器的准确度：(1)仪器的全部系统不应有漏气现象，用密封样筒做试验时，保持10分钟，钟罩应不下降。

(2)用密封样筒做试验时，水柱的高度应为10厘米，不得低于9.8厘米。

铸造芯砂工艺流程一、芯砂的选择。

芯砂的种类那可不少呢。

有黏土砂，这就像咱小时候玩泥巴一样，不过是有专业要求的那种。

黏土砂成本低，来源广，用起来比较顺手。

还有树脂砂，这就比较高级啦。

它强度高，造型很方便，能做出各种复杂的形状，就像个百变精灵似的。

水玻璃砂也很有特点，耐火性不错，在一些特定的铸造环境里特别好用。

不同的芯砂适用于不同的铸造产品，就像不同性格的人适合不同的工作一样。

二、芯砂的混制。

混制芯砂可是个有趣的过程。

把各种原料按照一定的比例放在混砂机里。

这就像是做一道特别的菜肴，各种调料得放对量才行。

比如说，要是砂多了，可能做出来的芯子就不够结实；要是黏结剂多了呢，又可能会太黏糊，不好操作。

混砂机就像个大厨师的锅，把这些原料搅拌均匀。

在这个过程中，要注意搅拌的时间和速度。

时间太短，混合不均匀，时间太长呢，可能会破坏原料的一些特性。

速度也得合适，就像人走路一样，太快了容易摔倒，太慢了又到不了目的地。

三、芯砂的制芯。

制芯的方法有好多呢。

有手工制芯，这就很考验工人师傅的手艺啦。

就像捏泥人一样，得有一双巧手。

手工制芯可以做出一些比较精细的芯子，不过效率可能低一点。

还有机器制芯，这就像开了挂一样。

机器制芯速度快，质量也比较稳定。

不管是用哪种方法，都要保证芯子的形状和尺寸准确无误。

要是芯子的形状不对，就像穿错了鞋子，那整个铸造产品可就出问题啦。

四、芯砂芯子的干燥。

芯子做好了还不能直接用，得干燥一下。

干燥就像是给芯子做个SPA。

干燥的方式也有不同的选择。

有的是自然干燥，把芯子放在通风良好的地方，让它慢慢地晾干。

这种方式比较环保，不过时间会长一点。

还有烘干的方式，就像用吹风机吹干头发一样，把芯子放在烘干炉里，用合适的温度烘干。

温度很关键哦，温度低了，干燥不完全，温度高了，可能会把芯子烤坏，那就前功尽弃啦。

五、芯砂芯子的检验。

检验芯子也是很重要的一步。

就像检查一个艺术品有没有瑕疵一样。

要看看芯子的尺寸是不是符合要求，有没有裂缝之类的缺陷。

铸造材料型(芯)砂的种类及应用
型(芯)砂都是由原砂、粘结剂、附加物及水等原材料配制而成的。

按粘结剂的种类可分为以下几种。

1、黏土砂。

A土砂由原砂(应用最广泛的是硅砂)、R 土(或膨润土)、水及附加物(煤粉、木屑等)按一定比例配制而成，A土砂是迄今为止铸造生产中应用最广泛的型砂。

它可用于制造铸铁件、铸钢件及铸造非铁合金的砂型和不重要的型芯。

图1-3所示为9土砂结构示意图。

9土砂根据其功能及使用方式的不同，可分为而砂、背砂等。

2、水玻璃砂。

水玻璃砂是用水玻璃作粘结剂配制成的型砂。

它是除了a土砂以外用得最广泛的一种型砂。

水玻璃砂铸型或型芯无需烘于、硬化速度快、生产周期短、易于实现机械化、工人劳动条件好。

但铸件易粘砂、型(芯)砂退让性差、落砂困难、耐用性更差。

3、油砂和合脂砂。

虽然r土砂和水玻璃砂也可用来制造型芯，但对于结构形状复杂、要求高的型芯，则难以满足要求。

因为型芯在浇注后被高温金属液所包围，型芯砂应具有比一般型砂更高的性能要求。

尺寸较小、形状复杂或较重要的型芯，可用油砂或合脂砂制造。

4、树脂砂。

树脂砂是以树脂为粘结剂而配制成的型砂。

用树脂砂造型或造芯，铸件质量好、生产率高、节省能源和工时费用、减少清理上作量、工人劳动强度低、易于实现机械化及自动化、适宜于成批大量生产。

除此以外，还有白硬砂、石灰石砂等。