第六章 铸造——造型方法(02)

现代铸造中几种造型方法介绍及应用信息类型：技术交流信息加入时间：2005年11月29日10:16双击自动滚屏现在铸造工厂所采用的造型方法，过去十年间没有大的变化而造型技术有了大的进步。

对湿砂造型、精密砂型、消失模铸造分别叙述如下。

◆湿砂造型法。

Mount公司认为：适用于大部分金属材质、大批量生产的造型法中，粘土湿砂造型是最经济的造型法。

铸造工厂装备有最新技术的控制装置，就应逐步做到，用湿型砂控制技术可以反复得到最佳的性能。

这些控制装置包括，筛分分离金属、回用砂的冷却、回用砂混练时准确释量添加剂等等。

Vulcan 公司认为，现在的粘土湿砂造型机具有优良的性能，能以二年前从未达到过的速度，制造要求严格、允许差别很小时湿砂型。

再加上准确控制效率高的供砂装置，使粘土湿砂型在铁基合金和非铁合金的造型中保持最重要的地位。

Macler Assoc认为，在湿砂造型中，垂直分型与水平分型两种加以比较，对于大批量生产中、小型，灰铁件或球铁件的铸造工厂，重直分型造型都占优势，因其设备费用比较便宜、可以高速造型、所需人员少、紧实度的偏差小等优点。

但采用垂直分型工艺，在浇口方案与昌口与形态上，以及在用复杂的芯子、过滤片、冷铁、套管、舂入芯等方面都受到限制。

此外，用流动性好的合金铸造时，由于金属静压比较高，容易引起金属渗透粘砂。

在制造有色合金铸件方面，已设计了适合这类合金铸件的大批量生产各种特性垂直分型造型法，现正在推广。

但是，具有要求的机械特性的铸件，在用这种造型法达到相当高度的大批量生产之前，作为大批量铝合金铸件的生产方式，金属型铸造法依然占有优势。

Macler Assoc认为，水平分型湿砂型铸造法，对于中、小批量铸造工厂，还是有利的造型法之一，无论是上型、下型方式，或双面模板方式，对复杂铸件的生产都有适应性。

可在一个循环期内更换模样，短时间运行、长时间运行都可以有效的进行生产。

但手工操作需要机械化，为了保证生产表面优良、尺寸精度高的铸件，还需对整套设备进行改造。

各种典型铸造技术的原理和方法根据铸型特点分类，有一次型铸造(砂型铸造、熔模铸造、石膏型铸造、实型铸造等)、半永久型铸造(陶瓷型铸造、石墨型铸造等)、永久型铸造(金属型铸造、压力铸造、挤压铸造、离心铸造等)；根据浇注时金属液的驱动力及压力状态分类，有重力作用下的铸造和外力作用下的铸造。

金属液在重力驱动下完成浇注称自由浇注或常压浇注。

金属液在外力作用下实现充填和补缩，如压力铸造、挤压铸造、离心铸造和反重力铸造等。

本章介绍的铸造技术有：属于重力充型的有砂型铸造、金属型铸造和熔模铸造；属于外力充型的有压力铸造、离心铸造和挤压铸造；属于反重力铸造的有低压铸造和差压铸造/真空吸铸等。

铸造业中砂型铸造约占80％。

型砂中粘土砂、水玻璃砂和树脂砂等又占了90％的份额。

三种型砂间的比例视各国具体情况而异，平均来看，大致为5：3：2。

以型砂铸造与其它铸造方法相比，其缺点是：劳动条件较差，铸件外观质量欠佳；铸型只能使用一次，生产率低。

优点是：不受零件形状、大小、复杂程度及合金种类的限制；造型材料来源广，生产准备周期短，成本低。

因此，砂型铸造是铸造生产中应用最广泛的一种方法，世界各国用砂型铸造生产的铸件占总产量的80%~90%。

本章的重点在砂型铸造。

而铸造用砂型的种类及制造是重中之重。

第1节砂型铸造一、铸造用砂型的种类及制造（一）概述1．砂型铸造的特征及工艺流程配制型砂—造型—合型—浇注—冷却—落砂—清理—检查—热处理—检验—获得铸件特征：使用型砂构成铸型并进行浇注的方法，通常指在重力作用下的砂型铸造过程。

名词：型砂——将原砂或再生砂+粘结剂+其它附加物等所混制成的混合物；铸型——形成铸件外观轮廓的用型砂制成的空腔称为铸型；砂芯——形成铸件内腔的用芯砂制成的实体(用于制做砂芯的型砂称为芯砂)；造型——制造砂型的工艺过程；制芯——制造砂芯的工艺过程。

造型(芯)方法按机械化程度可分为手工造型(芯)和机器造型(芯)两大类。

选择合适的造型(芯)方法和正确的造型(芯)工艺操作，对提高铸件质量、降低成本、提高生产率有极重要的意义。

铸造基础知识铸造的定义——铸造是将通过熔炼的金属液体浇注入铸型内，经冷却凝固获得所需形状和性能的零件的制作过程，是制造业常用的制造方法之一。

铸造是一种古老的制造方法，在我国可以追溯到6000年前。

随着工业技术的发展，铸大型铸件的质量直接影响着产品的质量，因此，铸造在机械制造业中占有重要的地位。

铸造工艺种类：铸造工艺可分为重力铸造、压力铸造、砂型铸造、压铸、熔模铸造和消失模铸造。

铸造方法常用的是砂型铸造，其次是特种铸造方法，如：金属型铸造、熔模铸造、石膏型铸造等。

各种特种铸造方法均有其突出的特点和一定的局限性，对铸件结构也各有各自的特殊要求。

重力铸造重力铸造是指金属液在地球重力作用下注入铸型的工艺，也称浇的重力铸造包括砂型浇铸、金属型浇铸、熔模铸造，泥模铸造等；窄义的重力铸造专指金属型浇铸。

压力铸造压力铸造是指金属液在其他外力（不含重力）的作用下注入铸型的工艺。

广义的压力铸造包括压铸机的压力铸造和真空铸造、低压铸造、离心铸造等；窄义的压力铸造专指压铸机的金属型压力铸造，简称压铸。

这几种铸造工艺是目前有色金属铸造中最常用的、也是相对价格最低的。

砂型铸造砂型铸造是一种以砂作为主要造型材料，制作铸型的传统铸造工艺。

砂型一般采用重力铸造，有特殊要求时也可采用低压铸造、离心铸造等工艺。

砂型铸造的适应性很广，小件、大件，简单件、复杂件，单件、大批量都可采用。

砂型铸造用的模具，以前多用木材制作，通称木模。

木模缺点是易变形、易损坏；除单件生产的砂型铸件外，可以使用尺寸精度较高，并且使用寿命较长的铝合金模具或树脂模具。

虽然价格有所提高，但仍比金属型铸造用的模具便宜得多，在小批量及大件生产中，价格优势尤为突出。

此外，砂型比金属型耐火度更高，因而如铜合金和黑色金属等熔点较高的材料也多采用这种工艺。

但是，砂型铸造也有一些不足之处：因为每个砂质铸型只能浇注一次，获得铸件后铸型即损坏，必须重新造型，所以砂型铸造的生产效率较低；又因为砂的整体性质软而多孔，所以砂型铸造的铸件尺寸精度较低，表面也较粗糙。

第二节常用的铸造方法(五)离心铸造离心铸造是将金属液浇入绕水平、倾斜或立轴旋转的铸型，在离心力的作用下凝固的铸造方法。

铸件的轴线与旋转铸型的轴线重合。

铸型可用金属型、砂型、陶瓷型、熔模壳型等。

1．离心铸造机离心铸造机是离心铸造所用的设备，按其旋转轴空间位置的不同分为立式、卧式二种。

立式离心铸造机的铸型是绕垂直轴旋转（图2-2-41a）,由于金属液的重力作用,铸件的内表面呈抛物线形,故铸件不易过高,它主要用于铸造高度小于直径的环类、套类及成形铸件。

卧式离心铸造机的铸型是绕水平轴旋转（图2-2-41b），铸件的壁厚较均匀，主要用长度大于直径的管类、套类铸件。

图2-2-41 离心铸造示意图图 2-2-9 离心铸造2．离心铸造的特点和应用与其它铸造方法相比，离心铸造的优点是：（1）优点1）铸件组织致密，无缩孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷，力学性能好。

2）铸造圆形中空铸件时，不用型芯和浇注系统，简化了工艺过程，降低了金属消耗。

3）提高了金属液的充型能力，改善了充型条件，可用于浇注流动性较差的合金及薄壁铸件。

4）可生产双金属铸件，如钢套内镶铜轴承等，其结合面牢固、耐磨，又可节约贵重金属材料。

5）离心铸造适应性较广，铸造合金的种类几乎不受限制。

既合适于铸造中空件，又可以铸造成形铸件。

中空铸件的内径通常为8～3000mm；铸件长度可达8000mm；质量可由几克至十几吨。

但离心铸造不宜生产易偏析的合金（如铅青铜等），铸件内表面较粗糙，尺寸不易控制。

（2）应用离心铸造主要用于生产各种管、套、环类铸件，如铸铁管、铜套、滑动轴承、缸套、双金属钢背铜套等铸件，也可用于生产齿轮、叶轮、涡轮等成形铸件。

（六）熔模铸造熔模铸造是指在易熔（如蜡料）制成的模样上包覆若干层耐火涂料，待其干燥硬化后熔出模样而制成型壳，型壳经高温培烧后即可浇注的铸造方法。

熔模铸造是精密铸造方法之一。

1．熔模铸造的工艺过程熔模铸造的工艺过程如动画2-2-7所示。

铸造厂造型操作方法
铸造厂是指进行铸造加工的工厂，铸造操作是将熔化的金属倒入铸模中，经过冷却凝固后得到所需的铸件。

造型操作方法包括以下几个步骤：
1. 准备模具：根据所需铸件的形状和尺寸，制作模具。

常见的模具材料有砂型、金属型、陶瓷型等。

2. 模具涂料处理：对于砂型模具，需要在模具内表面涂覆涂料，以增加耐热性和抗粘性。

涂料常使用的有石蜡、石棉、酒精等。

3. 模具准备：将模具按照设计要求进行组装和调整，确保其形状、尺寸和表面质量符合要求。

4. 熔化金属：将需要铸造的金属加热到熔化状态，通常使用电炉、煤气炉或其他热源进行加热。

5. 铸造操作：将熔化的金属倒入模具中，填充整个模腔，待金属冷却凝固后，即可得到所需的铸件。

6. 冷却和处理：待铸件冷却至室温后，可将其取出模具。

根据需要，还可以进行去毛刺、研磨、喷漆、镀层等后续处理。

需要注意的是，造型操作的具体步骤和方法会根据不同的铸件材料、形状和工艺要求而有所不同。

铸造厂通常会根据具体情况制定相应的操作流程和工艺方案，以确保铸件的质量和生产效率。

浅谈铸造中造型的方法作者：崔永来源：《环球市场》2019年第14期摘要：随着新时代的高速发展，人类的生活也发生着翻天覆地的变化，而在这巨大的变化中，充当中坚力量的自然是我们的制造业，而在制造板块中，大部分机械零件是由金属材料制成的，而这些金属材料大部分都是通过铸造方法制成的毛坯或零件加工而来的，本文将对铸造中的砂型铸造所用的造型方法进行简要描述总结。

关键词：铸造;手工造型;整模造型;分模造型;挖砂造型;活块造型铸造的工艺方法很多，一般将铸造分成砂型铸造和特种铸造两大类。

用型砂和型芯砂制造铸型的方法称为砂型铸造;由于砂型铸造的造型材料来源广“泛，价格低廉，因此砂型铸造目前仍然是国内外应用最广泛的铸造方法，也是最基本的铸造方法。

砂型铸造中造型的方法可分为手工造型和机器造型两大类。

手工造型成本低，操作灵活，适应性强，生产准备工作简单，但生产率低，质量不稳定，工人劳动强度高。

主要用于单件、小批量生产及新产品试制等。

机器造型中的填砂、紧实、起模等基本操作都为机械化，生产率高，铸件质量高，质量稳定。

易于组织自动流水线生产，大大减轻了工人的劳动强度，适于成批、大量生产。

一、手工造型手工造型常用的砂箱和工具。

砂箱是牢固的固紧所捣实的砂子，以便于铸型的搬运及在浇注时承受液体金属的压力。

造型工具主要有底板、春砂锤、通气针、起模针、皮老虎、馒刀、秋叶、提钩和半圆等。

手工造型操作灵活，使用不同的造型工具可进行整模造型、分模造型、活块造型、挖砂造型、三箱造型、刮板造型及地坑造型等。

根据铸件的形状、大小和生产批量选择造型方法。

（一）整模造型。

整模造型是指用整體模样进行造型的方法。

图1所示为整模造型的基本过程。

它的特点是：模样是一个整体的，型腔全部位于一个砂型内，分型面是平面。

此方法操作简便，铸型型腔形状和尺寸精度较好，适用于形状简单而且最大截面在一端的铸件，如齿轮坯、带轮、轴承座之类的简单铸件。

（二）分模造型。

模样为沿最大截面分成两半的分开模，造型时模样分别在上下型内，分型面是平面。