创新管理
科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald
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DOI：10.16660/https://www.doczj.com/doc/bf9534015.html,ki.1674-098X.2018.22.131
精确砂型铸造技术
张涛
(航空工业西安飞机工业（集团）有限责任公司 陕西西安 710089)
摘 要：随着我国经济的不断发展，我国的综合实力也在不断增强。而各领域在进行建设时都离不开铸件，航空领域也是如此，在航空领域，大大小小的铸件需要很多，且对这些铸件有着很高的要求，若是不能满足这些要求，就容易使得最终的成型物不能达到相应的标准。本文主要针对精确砂型铸造技术进行了介绍，先介绍了精确砂型铸造技术的产生与发展，接下来分别介绍了精确砂型铸造技术中的快速成型制造技术和转移涂料技术。关键词：快速成型 转移涂料 铸造技术中图分类号：TG242 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)08(a)-0131-02
航空航天领域要发展离不开铸造行业的支持，一些大型飞机中往往会需要用到很多铸件，如果不能保证铸件的质量，那么最终生成的成品也将质量不好。对于铸件质量的要求应该是:既要保证铸件的外在精度，又要保证铸件的内部质量，为了实现这一点就需要不断进行铸造技术的探索。而精确砂型铸造技术的产生很好保证了铸件质量，且这种技术用于生产时也非常方便，没有很高的要求，因此对这种技术进行研究是非常有必要的事情。
1 精确砂型铸造技术的产生与发展
铸造行业是非常传统的行业，人们生活中使用到的任
何东西都离不开铸造。我国的铸造技术历史悠久，距今已有6000多年的灿烂历史，在此之间发展出来的技术也非常的繁多。商朝时期人们就已经掌握了十分高超的青铜文化。而近年来，我国的铸件数量逐步递增，有往铸造大国发展的趋势，我国近年来的铸件年产量已经达到了1000万t，这些铸件为我国的各个领域的生产提供了便利。而我国的铸件水平也在逐渐提升，铸件质量越发趋于国际水平。
在航空领域，对铸件的要求则更高，过去我国由于技术上的不发达多进口别国铸件，然而，随着我国科技技术的攀升，我国的铸件水平提高了，生产的铸件也逐步被应用在了航空领域中。相比于过去，现在的逐渐技术明显提升，这是因为我国对铸件质量要求也在逐步提升。单单是铸件机械加工上的要求就有很多，既要求铸件的起模斜度不能很大，又要求机械加工余量要小，既要求各项指标不能超标，又要求铸件的内在质量要达到要求[1]。
近些年来，国外也逐渐创新出了一些新型的铸件技术，这些铸件技术也具有很多优势，然而在实际生产的过程中，还是砂型铸造的方式最为常见，这是因为，砂型铸造较为经济实惠，成本比较低廉，而在生产时具有很高的灵活性，能够被用到很多的领域。近些年来为了保证铸件质量，研究人员不断进行铸件技术的研究，这时，精确砂型铸造技术出现了，一经出现，就引发了铸件届的广泛关注。
简单来说，精确砂型铸造技术指的是一类铸造方法的统称，而这类铸造方法指的是以砂型为铸型，以零缺陷
制造以及近净形为目标的一类铸造方法[2]。而这种铸造方法在使用的过程中，生产效率很高，且能够被用在各种范围，同时生产出的铸件有着很高的品质，外部精度和内在品质都很高。为了得到这样的铸件，本文主要介绍了两种铸造技术，分别是快速成型制造技术和转移涂料技术，这两种技术一种是保证铸件外在精度，一种是保证铸件内在品质。这两种铸造技术的结合能够得到质量上乘的铸件[3]。
2 快速成型制造技术
2.1 快速成型制造技术简介
快速成型技术是20世纪80年代出现并崛起的一种技术，这种技术最初源于美国，并很快在全球得到了发展[4]。这种技术的原理是离散堆积原理，而这种技术在使用过程中用到了激光技术、计算机技术等先进技术，采用了材料加工方式进行从模型到实体的自动转换，转换出的产品有着很高的精度。
2.2 主要的快速成型技术
覆膜砂SLS （选择性激光烧结）技术相对于其他的快速铸造技术，最大的特点是制造中无需任何机械辅助设备，灵活性高，稳定性好，适合制造复杂形状的砂型（芯），是当前较成熟的快速成形技术之一。SLS工作原理见图１。
在CAD切片模型的驱动下，铺粉装置逐层铺粉，激光束选择性地固化粉末，形成各截面轮廓，直到叠加成实体。
目前，SLS直接砂型制造的方法有两种，直接烧结工艺和间接烧结工艺。2003年新加坡国立大学对硅砂的直接烧结工艺进行研究，提出由于硅砂中少量A ｌ2Ｏ3的存在可降低砂粒表面的熔点，因此无需粘结剂即可烧结的观点。此方法激光功率在140～200Ｗ之间，但成形速度较慢，制造周期较长，且它对设备要求高，因此未得到广泛地应用。
与SLS工艺一样，3DP也是通过将粉末粘结成整体来制作零部件，不同之处在于，它不是通过激光熔融的方式粘结，而是通过喷头喷出的粘结剂，其详细工作原理如下：(1)3DP的供料方式与SLS一样，供料时将粉末通过水平压辊平铺于打印平台之上；(2)将带有颜色的胶水通过加压的方式输送到打印头中存储；(3)接下来打印的过程就很
砂型铸造工艺流程 砂型铸造工艺流程图 制作木模-造型-熔化-浇注-落砂-冒口拆除-检验入库 熔模铸造工艺 失蜡铸造现在称为熔模铸造。这是一种很少切割或不切割的铸造工艺，是铸造行业的一项优秀技术。它被广泛使用。它不仅适用于各种类型和合金的铸造，而且可以生产出比其他铸造方法具有更高尺寸精度和表面质量的铸件，甚至复杂的、耐高温的、难以加工的、其他铸造方法难以铸造的铸件也可以通过熔模精密铸造来铸造。 熔模铸造是在古代蜡模铸造的基础上发展起来的。作为一个古老的文明，中国是最早使用这项技术的国家之一。早在公元前几百年，中国古代劳动人民就创造了这种失传的铸蜡技术，用来铸造钟鼎和具有各种精美图案和文字的器皿，如春秋时期曾侯乙墓的青铜板。曾侯乙墓雕像板的底座是多条龙缠绕在一起，首尾相连，上下交错，形成一个中间镂空的多层云纹图案。这些图案很难用普通的铸造工艺来制作，而失蜡法的铸造工艺可以利用石蜡无强度、易雕刻的特点，用普通的工具雕刻出与曾侯乙墓的雕像板相同的石蜡工艺品，然后加入浇注系统，经过上漆、脱蜡、浇注，得到精美的曾侯乙雕像板 现代熔模铸造法在20世纪40年代实际应用于工业生产当时，航空喷气发动机的发展要求制造具有复杂形状、精确尺寸和光滑表面的耐热合金部件，如叶片、叶轮和喷嘴。由于耐热合金材料难以加工，零件形状复杂，因此不可能或难以用其他方法制造。因此，需要找到一
种新的精确的成型工艺。因此，现代熔模铸造法借鉴了古代传下来的失蜡铸造法，通过对 材料和工艺的改进，在古代工艺的基础上取得了重要的发展。因此，航空工业的发展促进了熔模铸造的应用，熔模铸造的不断改进也为航空工业进一步提高性能创造了有利条件。 中国在20世纪50年代和60年代开始将熔模铸造应用于工业生产此后，这种先入为主的铸造技术得到了极大的发展，并已广泛应用于航空、汽车、机床、船舶、内燃机、燃气轮机、电信仪器、武器、医疗器械、切割工具等制造业，以及工艺品的制造。所谓的 熔模铸造工艺简单地指用易熔材料(如蜡或塑料)制作易熔模型(称为熔模或模型)，在其上涂覆几层特殊的耐火涂层，干燥并硬化形成整体外壳，然后用蒸汽或温水将外壳上的模型熔化，然后将外壳放入砂箱中，在其周围填充干砂，最后将模具放入穿透式烘烤器中进行高温烘烤(例如，当使用高强度外壳时，脱模后的外壳可以不造型直接烘烤)、模具或外壳 熔模铸件尺寸精度高，一般可达CT4-6(砂型铸造CT10~13，压铸CT5~7)。当然，由于熔模铸造工艺过程复杂，影响铸件尺寸精度的因素很多，如模具材料的收缩、熔模的变形、加热和冷却过程中模壳的线性变化、合金的收缩率以及铸件在凝固过程中的变形等。因此，普通熔模铸件的尺寸精度相对较高，但其一致性仍有待提高(使用中高温蜡材料的铸件的尺寸一致性有待提高)用 压制熔体模具时，采用型腔表面光洁度高的型材，因此熔体模具的
第1章铸造工艺设计基础 § 1-1零件结构的铸造工艺性分析 § 1-2铸造工艺方案的确定 § 1-3铸造工艺参数的确定 § 1-4砂芯设计 铸造生产周期较长，工艺复杂繁多。为了保证铸件质量，铸造工作者应根据铸件特点，技术条件和生产批量等制订正确的工艺方案，编制合理的铸造工艺流程，在确保铸件质量的 前提下，尽可能地降低生产成本和改善生产劳动条件。本章主要介绍铸造工艺设计的基础知 识，使学生掌握设计方法，学会查阅资料，培养分析问题和解决问题的能力。 § 1-1零件结构的铸造工艺性分析 铸造工艺性，是指零件结构既有利于铸造工艺过程的顺利进行，又有利于保证铸件质量。 还可定义为：铸造零件的结构除了应符合机器设备本身的使用性能和机械加工的要求外，还应符合铸造工艺的要求。这种对铸造工艺过程来说的铸件结构的合理性称为铸件的铸造工艺性。 另定义：铸造工艺性是指零件的结构应符合铸造生产的要求，易于保证铸件品质，简化 铸造工艺过程和降低成本。 铸造工艺性不好，不仅给铸造生产带来麻烦，不便于操作，还会造成铸件缺陷。因此，为了简化铸造工艺，确保铸件质量，要求铸件必须具有合理的结构。 一、铸件质量对铸件结构的要求 1 .铸件应有合理的壁厚 某些铸件缺陷的产生，往往是由于铸件结构设计不合理而造成的。采用合理的铸件结构，可防止许多缺陷。 每一种铸造合金，都有一个合适的壁厚范围，选择得当，既可保证铸件性能（机械性能）要求，又便于铸造生产。在确定铸件壁厚时一般应综合考虑以下三个方面：保证铸件达到所需要的强度和刚度；尽可能节约金属；铸造时没有多大困难。 （1 ）壁厚应不小于最小壁厚 在一定的铸造条件下，铸造合金能充满铸型的最小壁厚称为该铸造合金的最小壁厚。为了避免铸件的浇不足和冷隔等缺陷，应使铸件的设计壁厚不小于最小壁厚。各种铸造工艺条件下，铸件最小允许壁厚见表7-1?表7-5 表1-1砂型铸造时铸件最小允许壁厚（单位：mm） 合金种类铸件最大轮廓尺寸为下列值时/ mm
砂型铸造工艺
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铸造的分类 砂型铸造
湿砂型 干砂型
铸造
（造型 方法）
化学硬化砂型
特种铸造
（造型材料）
以天然矿产砂石 为主要造型材料
以金属作为主 要造型材料
熔模铸造、壳型铸 造、负压铸造、泥 型铸造、实型铸造 、陶瓷型铸造等
金属型铸造、离心 铸造、连续铸造、 压力铸造、 低压铸造等
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（1）手工造型 ——单件、小批量生产 （2）机器造型 ——中、小件大批量生产 （3）机器造芯 ——中、小件大批量生产 （4）柔性造型单元 ——各种形状与批量生产
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砂型铸造
手工造型
整模造型 分模造型 三箱造型 活块造型（一）活块造型（二） 挖砂造型 刮板造型等
2020-6-9
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铸造由于具有适应性广，经济性好等 许多优点，通常用来提供切削加工的毛坯， 有时也直接铸造成形。
在机器中，铸件一般占很大比例，比如， 在汽车中，铸件重量占40-60%；机床中 占70-95%。而铸件中，砂型铸造占90%。
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主要铸造工艺设备
设备类别 合金熔化及浇注 造型与制芯 落砂清理及后处理 落砂清理及后处理
特种铸造 检验 环境保护与劳动卫 生
主要铸造工艺设备 举例
冲天炉，电弧炉，感应电炉，坩埚炉，反射炉，装料机械，金属输 送机械，浇注装置 混砂机，筛砂机，旧砂再生机，型砂输送及贮存装置 各种造型机，制芯机，烘干炉 捅箱机，振动落砂机，抛丸、喷丸清理机，浇冒口切割机，机械手， 热处理炉，浸渗装置 压铸机，低压铸造机，差压铸造机，金属型铸造机，离心铸造机， 熔模铸造设备，连续铸造设备等 型砂试验仪器，材料分析仪器，无损检测仪器 除尘与空气净化装置，噪声控制装置，污水处理装置
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《铁－石墨自生金属型特种成型技术》的优越性 我公司重点项目为：《铁－石墨自生金属型特种成型技术》 我公司与上海交通大学材料系联合研发该项技术：《铁-石墨自生金属型特种成型技术》，技术水平处于国内领先地位，该技术及利用该技术生产的产品（FPM件主要用于汽车、机床、压缩机和液压件等）填补了省内空白。该技术是把铁碳合金在金属模中高速冷却，使得微观组织中的石墨形成致密的珊瑚状（具有分支的纤维），均匀分布在基体组织中。这种珊瑚状石墨由于是在合金液凝固过程中通过冷却速度的控制和加入微量元素而得到的，无须外加加入非金属强化材料（纤维或粒子），故被认为是自生复合材料。由于石墨本身具有优良的润滑性能，当该材料用于耐磨件时，一方面，石墨有润滑作用，另一方面，石墨剥落形成的显微凹坑可以在摩擦面上形成储油腔，使得在工件相互运动时可在配合面形成一层均匀的油膜，对材料起到保护作用．因此，铁－石墨自生复合材料作为高强度耐磨材料，具有广泛的用途。 表8 典型金属型铸铁化学成分、组织与性能
注：1.表中化学成分含量百分数皆指质量分数。 2.净化球墨铸铁铁液，控制Ti、Pb、S、Mn、Cu等元素对金属型球铁质量也十分重要。 ①Mg：高冷却速度（铜）型薄壁件低硫铁液加Mg0.01%即可使石墨完全球化。过高残Mg是造成多种金属型球墨铸铁件废、次品的主因。 ②P：增加流动性，又可防热裂，有的加到3.6%[53]。还加Sb0.02%～0.04%53]。磷加于炉料中的效果比加于铁液中明显。 ③Ti对灰铸铁可增加铁液过冷度，促进生成D型石墨。低CE作用明显。为保护机加工刀具Ti＜0.075%。 该技术的主要优越性及先进性体现为：环境与资源是当今世界的两个重大课题。如何保护环境、节约资源是目前各国铸造工作者迫切追求的目标。为了实现这一目标，人们提出了绿色集约化铸造（绿色材料环境材料）的概念。所谓绿色集约化铸造是指铸造整个生产过程中应满足对环境无害、合理使用和节约自然资源、依靠科学技术得到最大的产出和效益等几个要求。所谓绿色材料是指资源和能源消耗小、对生态环境影响小、再生循环利用率高或可降解使用的具有优异实用性能的新型材料。按照这些要求，如前所述“铁－石墨自生金属型特种成型技术”代表了这一趋势。它除了在材料微观组织结构的优点，还摈弃了铁合金铸造中采用的砂型铸造的污染严重，劳动强度大等落后的生产方法。该技术生产的铸铁可保证致密无气孔、缩孔、缩松，工艺出品率高；铸铁尺寸精度高，表面光洁，加工量少且易加工（退火后）；结晶细，性
?砂型铸造的基本过程https://www.doczj.com/doc/bf9534015.html,/20111213/62031.html ?砂型铸造有六个基本步骤: 1) 把模样放入砂中制成一个模具。 2) 在浇注系统中把原型和砂子接合起来。 3) 把模样去掉。 4) 把模具的空隙用熔化了的金属填充起来。 5) 让金属冷却。 6) 把砂型模具敲掉取出铸件。 砂型铸造案例 项目导入：轴承座铸件的造型工艺方案。 铸件简图：轴承座如图2-1所示。 铸件材料：HT150。 体积参数：轮廓尺寸240mm′65mm′75mm，铸件重量约5kg。 生产性质：单件生产。 项目要求：确定铸件的造型工艺方案并完成造型操作。
图2-1 轴承座 将液体金属浇入用型砂捣实成的铸型中，待凝固冷却后，将铸型破坏，取出铸件的铸造方法称为砂型铸造。砂型铸造是传统的铸造方法，它适用于各种形状、大小及各种常用合金铸件的生产。套筒的砂型铸造过程如图2-2所示，主要工序包括制造模样型芯盒、制备造型材料、造型、制芯、合型、熔炼、浇注、落砂、清理与检验等。 图2-2 套筒的砂型铸造过程 铸件生产前需根据零件图绘制出铸造工艺图，铸造工艺图是在零件图上用各种工艺符号及参数表示出铸造工艺方案的图形。其中包括：浇注位置，铸型分型面，型芯的数量、形状、尺寸及其固定方法，加工余量，收缩率，浇注系统，起模斜度，冒口和冷铁的尺寸和布置等。铸造工艺图是指导模样(型芯盒)设计、生产准备、铸型制造和铸件检验的基本工艺文件。砂型铸造主要工序包括： (1) 根据零件图制造模样和型芯盒； (2) 配制性能符合要求的型(芯)砂； (3) 用模样和型芯盒进行造型和造芯； (4) 烘干型芯(或砂型)并合型； (5) 熔炼金属并进行浇注； (6) 落砂、清理和检验。 2.1.1 常用造型工模具 1. 砂箱
3.3.1 概述 到目前为止，铸造生产中应用最广泛的无机化学粘结剂是钠水玻璃。 水玻璃是各种聚硅酸盐水溶液的通称，别名泡花碱。铸造上使用的主要是钠水玻璃（Sodium silicate, water glass），价格便宜，来源充足；其次为钾水玻璃，此外还有锂水玻璃、钾钠水玻璃、季铵盐水玻璃等。钠水玻璃的化学式为Na2O·nSiO2·nH2O。直接影响钠水玻璃的化学和物理性质以及水玻璃砂的工艺性能的几个重要参数是： 1）模数模数的大小仅表示钠水玻璃中SiO2和Na2O的物质的量比。 M=nSiO2/mNa2O=1.033W SiO2/W Na2O 式中W Sio2、W Na20——分别为硅酸钠中SiO2和Na2O的质量百分数（%）。 模数越高，作为芯（型）砂粘结剂时的硬化速度越快，但模数过高，将使芯（型）砂的保存性差，不适于造型和制芯。铸造生产中，吹CO2硬化常用模数2的钠水玻璃。水玻璃的模数可以通过加入NaOH水溶液(浓度10-20%)或NH4Cl水溶液(浓度10%)进行调整。调整计算： X NaOH=13.3W SiO2/M-12.9W Na2O(克) X NH4Cl=1.73(W Na2O-W SiO2/M) (克) 2）密度、含固量和粘度 密度低，水的质量分数高，含固量少，不宜用作型（芯）砂粘结剂；反之，密度过大，粘稠，也不便定量和不利与砂子混合。铸造上通常采用密度p为1.32～1.68／ cm3或波美度30~54的钠水玻璃。实际上，水分和含固量较之采用密度更直接反映钠水玻璃的粘结力和价值。 3.3.2 水玻璃砂造型工艺 一、CO2钠水玻璃砂 目前广泛采用的CO2钠水玻璃砂，大都由石英砂加入4.5～8.0％的钠水玻璃配制而成。对于几十吨的质量要求高的大型铸钢件砂型（芯），全部面砂或局部采用镁砂、铬铁矿砂、橄榄石砂、锆砂等特种砂代替石英砂较为有利。 钠水玻璃砂可使用各种混砂机混制。混好的砂最好放在有盖的容器中，或者覆以湿的麻袋，以免砂中水分蒸发和与空气中CO2接触。 钠水玻璃砂流动性好，制芯时可用手工或靠微震紧实，也可采用吹射制芯（型）。大的砂芯为增加容让性和便于排气，砂芯内部放块度为30－40mm的焦碳块、炉渣或干砂，并在中心挖出气孔，上部通至箱口。型和芯一般要扎通气孔，使CO2气体可以通过，加速硬化。 目前应用较多的是插管发法和盖罩法（见图1），也有通过模样吹CO2硬化的方法，还开发了真空—CO2硬化和脉冲吹气硬化等方法。
有色金属手工砂型铸造操作工艺 有色金属手工砂型铸造操作工艺 手工砂型铸造操作工艺 一、配砂 1、湿型砂，选用红砂或石英砂加3-5%的水过筛既可循环使用。 2、型面砂，选用70-140目水洗砂加入膨润土（或白泥），加水用混砂机混制碾压而成。 碾压工艺：原砂＋膨润土混合碾压2-3分钟＋水再碾压3-5分钟即可。 质量要求：含水量4%～5% 湿压强度60～100kpa 透气率＞50 3、干型背砂。选用40-70目过筛砂，粘土选用白泥 碾压工艺：原砂＋膨润土混合碾压2-3分钟＋水再碾压3-5分钟即可。（碾压工艺同上） 制芯砂。黏土砂芯用干型背砂既可。油砂芯选用70-140目水洗砂，黏结剂用桐油或合脂油。碾压工艺：原砂＋黏结剂混合碾压5～8分钟。质量要求：干拉强度6～9Mpa 透气率＞100。 4、制芯砂。黏土砂芯用干型背砂既可。油砂芯选用70-140目水洗砂，黏结剂用桐油或合脂油。碾压工艺：原砂＋黏结剂混合碾压5～8分钟。质量要求：干拉强度6～9Mpa 透气率＞100。 5、自硬树脂砂型、芯。大型、芯原砂选用40-70目水洗砂，中小型芯选用70-140目水洗砂，树脂选用中氮树脂或有色铸件专用树脂，固化剂选用磺酸，其配方：树脂加入量为砂子重量的0.8%-1.5%，固化剂加入量为树脂加入量的40%-50%。混砂工艺：原砂＋固化剂用混砂机混拌均匀，然后加入树脂混碾1～2分钟出砂，混好的砂必须在可使用时间内用完。 6、用热芯盒机器射芯选用低发气量的覆膜砂。 7、涂料。自制涂料用石墨粉（铅粉）或小鳞片铅粉加入白泥，用机械搅拌而成，或用成品涂料。 二、造型 1、造型前的准备工作 1）熟悉零件图纸和工艺文件，研究操作顺序和操作要点，检查模样（含浇注系统）是否完整合格，并腊样。 2）检查造型底板是否符合要求。 3）检查砂箱不破损、断裂和少吊把。核对砂箱尺寸及吃砂量是否符合工艺要求。 4）砂箱的吃砂量参考资料： 砂箱分类砂箱平均尺寸 ≤500 模样四周吃砂量 ≥40 浇冒口吃砂量 ≥30 模样顶部吃砂量 15～20 黏土干型500～1000 ≥60 ≥60 ＞20-25 1000～2000 ≥100 ≥100 ＞25-30 2000～3000 ≥150 ≥120 ＞30-40 ＞3000 ≥250 ≥150 ＞40 湿型＜300 ≥30 ≥40 ≥30 300～800 ≥60 ≥100 ≥50 ＞800 ≥100 ≥100 ≥70 5）检查造型砂是否符合要求，造型工具是否齐备。
快速砂型 铸造用模具材料的新进展 X X X 焦作大学 中图分类号： 快速砂型铸造用模具材料的新进展 专业名称：机械制造与自动化 学生姓名： 导师姓名： 焦作大学机电工程学院 毕业论文
2009年 12 月
中图分类号：密级：公开资料 UDC: 单位代码： 11522 快速砂型铸造用模具材料的新进展Rapid Sand Casting Mold Material Progress 姓名学制三年 专业机械制造与自动化研究方向 导师职称 论文提交日期 2009/12/12论文答辩日期2010/01/04 焦作大学机电工程学院
摘要 快速砂型铸造川模具材料是实现快速砂型铸造的重要因素。分析和比较了当前快速砂型铸造川模具材料的现状并指出研究适合快速砂型铸造川模具材料和进行表而处理为今后的发展方向。 关键词:砂型铸造:模具材料:快速原型
Abstract Rapid River sand casting mold material is a rapid sand casting an important factor. Analysis and comparison of the current rapid sand casting mold material Sichuan suit the current situation and pointed out that rapid sand casting mold material and conduct of table Sichuan to process for the future direction of development. Key words: Sand casting; M old material; Rapid Prototyping
铸造生产的工艺流程 铸造生产是一个复杂的多工序组合的工艺过程，它包括以下主要工序： 1）生产工艺准备，根据要生产的零件图、生产批量和交货期限，制定生产工艺方案和工艺文件，绘制铸造工艺图； 2）生产准备，包括准备熔化用材料、造型制芯用材料和模样、芯盒、砂箱等工艺装备； 3）造型与制芯； 4）熔化与浇注； 5）落砂清理与铸件检验等主要工序。 成形原理 铸造生产是将金属加热熔化，使其具有流动性，然后浇入到具有一定形状的铸型型腔中，在重力或外力（压力、离心力、电磁力等）的作用下充满型腔，冷却并凝固成铸件（或零件）的一种金属成形方法。 图1 铸造成形过程
铸件一般作为毛坯经切削加工成为零件。但也有许多铸件无需切削加工就能满足零件的设计精度和表面粗糙度要求，直接作为零件使用。 型砂的性能及组成 1、型砂的性能 型砂（含芯砂）的主要性能要求有强度、透气性、耐火度、退让性、流动性、紧实率和溃散性等。2、型砂的组成 型砂由原砂、粘接剂和附加物组成。铸造用原砂要求含泥量少、颗粒均匀、形状为圆形和多角形的海砂、河砂或山砂等。铸造用粘接剂有粘土（普通粘土和膨润土）、水玻璃砂、树脂、合脂油和植物油等，分别称为粘土砂，水玻璃砂、树脂砂、合脂油砂和植物油砂等。为了进一步提高型（芯）砂的某些性能，往往要在型（芯）砂中加入一些附加物，如煤份、锯末、纸浆等。型砂结构，如图2所示。 图2 型砂结构示意图 工艺特点 铸造是生产零件毛坯的主要方法之一，尤其对于有些脆性金属或合金材料（如各种铸铁件、有色合金铸件等）的零件毛坯，铸造几乎是唯一的加工方法。与其它加工方法相比，铸造工艺具有以下特点：1）铸件可以不受金属材料、尺寸大小和重量的限制。铸件材料可以是各种铸铁、铸钢、铝合金、铜合金、镁合金、钛合金、锌合金和各种特殊合金材料；铸件可以小至几克，大到数百吨；铸件壁厚可以从0．5毫米到1米左右；铸件长度可以从几毫米到十几米。 2）铸造可以生产各种形状复杂的毛坯，特别适用于生产具有复杂内腔的零件毛坯，如各种箱体、缸体、叶片、叶轮等。 3）铸件的形状和大小可以与零件很接近，既节约金属材料，又省切削加工工时。 4）铸件一般使用的原材料来源广、铸件成本低。 5）铸造工艺灵活，生产率高，既可以手工生产，也可以机械化生产。 铸件的手工造型 手工造型的主要方法 砂型铸造分为手工造型（制芯）和机器造型（制芯）。手工造型是指造型和制芯的主要工作均由手工完成；机器造型是指主要的造型工作，包括填砂、紧实、起模、合箱等由造型机完成。泊头铸造工量具友介绍手工造型的主要方法： 手工造型因其操作灵活、适应性强，工艺装备简单，无需造型设备等特点，被广泛应用于单件小批量生产。但手工造型生产率低，劳动强度较大。手工造型的方法很多，常用的有以下几种： 1．整模造型 对于形状简单，端部为平面且又是最大截面的铸件应采用整模造型。整模造型操作简便，造型时整个模样全部置于一个砂箱内，不会出现错箱缺陷。整模造型适用于形状简单、最大截面在端部的铸件，如齿轮坯、轴承座、罩、壳等（图2）。
铸造工艺设计基础 铸造生产周期较长，工艺复杂繁多。为了保证铸件质量，铸造工作者应根据铸件特点，技术条件和生产批量等制订正确的工艺方案，编制合理的铸造工艺流程，在确保铸件质量的前提下，尽可能地降低生产成本和改善生产劳动条件。本章主要介绍铸造工艺设计的基础知识，使学生掌握设计方法，学会查阅资料，培养分析问题和解决问题的能力。 §1-1 零件结构的铸造工艺性分析 铸造工艺性，是指零件结构既有利于铸造工艺过程的顺利进行，又有利于保证铸件质量。 还可定义为：铸造零件的结构除了应符合机器设备本身的使用性能和机械加工的要求外，还应符合铸造工艺的要求。这种对铸造工艺过程来说的铸件结构的合理性称为铸件的铸造工艺性。 另定义：铸造工艺性是指零件的结构应符合铸造生产的要求，易于保证铸件品质，简化铸造工艺过程和降低成本。 铸造工艺性不好，不仅给铸造生产带来麻烦，不便于操作，还会造成铸件缺陷。因此，为了简化铸造工艺，确保铸件质量，要求铸件必须具有合理的结构。 一、铸件质量对铸件结构的要求 1．铸件应有合理的壁厚 某些铸件缺陷的产生，往往是由于铸件结构设计不合理而造成的。采用合理的铸件结构，可防止许多缺陷。 每一种铸造合金，都有一个合适的壁厚范围，选择得当，既可保证铸件性能（机械性能）要求，又便于铸造生产。在确定铸件壁厚时一般应综合考虑以下三个方面：保证铸件达到所需要的强度和刚度；尽可能节约金属；铸造时没有多大困难。 （1）壁厚应不小于最小壁厚 在一定的铸造条件下，铸造合金能充满铸型的最小壁厚称为该铸造合金的最小壁厚。为了避免铸件的浇不足和冷隔等缺陷，应使铸件的设计壁厚不小于最小壁厚。各种铸造工艺条件下，铸件最小允许壁厚见表7-1～表7-5 合金种类铸件最大轮廓尺寸为下列值时/㎜ ﹤200200-400400-800800-12501250-2000﹥ 2000 碳素铸钢 低合金钢 高锰钢 不锈钢、耐热钢灰铸铁 孕育铸铁 （HT300以上）球墨铸铁8 8-9 8-9 8-11 3-4 5-6 3-4 9 9-10 10 10-12 4-5 6-8 4-8 11 12 12 12-16 5-6 8-10 8-10 14 16 16 16-20 6-8 10-12 10-12 16～18 20 20 20-25 8-10 12-16 12-14 20 25 25 - 10-12 16-20 14-16铸件最大轮廓为下列值时mm
砂型铸造工艺流程 砂型铸造——在砂型中生产铸件的铸造方法。 钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来，一直是铸造生产中的基本工艺。 砂型铸造所用铸型一般由外砂型和型芯组合而成。为了提高铸件的表面质量，常在砂型和型芯表面刷一层涂料。涂料的主要成分是耐火度高、高温化学稳定性好的粉状材料和粘结剂，另外还加有便于施涂的载体（水或其他溶剂）和各种附加物。[编辑本段]原料及工艺砂型制造砂型的基本原材料是铸造砂和型砂粘结剂。最常用的铸造砂是硅质砂。硅砂的高温性能不能满足使用要求时则使用锆英砂、铬铁矿砂、刚玉砂等特种砂。为使制成的砂型和型芯具有一定的强度，在搬运、合型及浇注液态金属时不致变形或损坏，一般要在铸造中加入型砂粘结剂，将松散的砂粒粘结起来成为型砂。应用最广的型砂粘结剂是粘土，也可采用各种干性油或半干性油、水溶性硅酸盐或磷酸盐和各种合成树脂作型砂粘结剂。砂型铸造中所用的外砂型按型砂所用的粘结剂及其建立强度的方式不同分为粘土湿砂型、粘土干砂型和化学硬化砂型3种。 粘土湿砂型以粘土和适量的水为型砂的主要粘结剂，制成砂型后直接在湿态下合型和浇注。湿型铸造历史悠久，应用较广。湿型砂的强度取决于粘土和水按一定比例混合而成的粘土浆。型砂一经混好即具有一定的强度，经舂实制成砂型后，即可满足合型和浇注的要求。因此型砂中的粘土量和水分是十分重要的工艺因素。 粘土湿砂型铸造的优点是：①粘土的资源丰富、价格便宜。②使用过的粘土湿砂经适当的砂处理后，绝大部分均可回收再用。③制造铸型的周期短、工效高。④混好的型砂可使用的时间长。⑤砂型舂实以后仍可容受少量变形而不致破坏，对拔模和下芯都非常有利。缺点是：①混砂时要将粘稠的粘土浆涂布在砂粒表面上，需要使用有搓揉作用的高功率混砂设备，否则不可能得到质量良好的型砂。②由于型砂混好后即具有相当高的强度,造型时型砂不易流动，难以舂实,手工造型时既费力又需一定的技巧，用机器造型时则设备复杂而庞大。③铸型的刚度不高，铸件的尺寸精度较差。④铸件易于产生冲砂、夹砂、气孔等缺陷。 20世纪初铸造业开始采用辗轮式混砂机混砂，使粘土湿型砂的质量大为改善。新型大
砂型铸造实习报告 篇1：砂型铸造实习报告钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来，一直是铸造生产中的基本工艺。砂型铸造所用铸型一般由外砂型和型芯组合而成。为了提高铸件的表面质量，常在砂型和型芯表面刷一层涂料。涂料的主要成分是耐火度高、高温化学稳定性好的粉状材料和粘结剂，另外还加有便于施涂的载体(水或其他溶剂)和各种附加物。 铸造分类铸造分类主要有砂型铸造和特种铸造两大类。 1 普通砂型铸造，利用砂作为铸模材料，又称砂铸，翻砂，包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型3类，但并非所有砂均可用以铸造。好处是成本较低，因为铸模所使用的沙可重复使用;缺点是铸模制作耗时，铸模本身不能被重复使用，须破坏后才能取得成品。 2特种铸造，按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材料的特种铸造(如熔模铸造、泥型铸造、壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造，消失模铸造等)和以金属为主要铸型材料的特种铸造(如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等)两类。 砂型材料 制造砂型的基本原材料是铸造砂和型砂粘结剂。最常用
的铸造砂是硅质砂。硅砂的高温性能不能满足使用要求时则使用锆英砂、铬铁矿砂、刚玉砂等特种砂。为使制成的砂型和型芯具有一定的强度，在搬运、合型及浇注液态金属时不致变形或损坏，一般要在铸造中加入型砂粘结剂，将松散的砂粒粘结起来成为型砂。应用最广的型砂粘结剂是粘土，也可采用各种干性油或半干性油、水溶性硅酸盐或磷酸盐和各种合成树脂作型砂粘结剂。砂型铸造中所用的外砂型按型砂所用的粘结剂及其建立强度的方式不同分为粘土湿砂型、粘土干砂型和化学硬化砂型3种。 1.粘土湿砂型 以粘土和适量的水为型砂的主要粘结剂，制成砂型后直接在湿态下合型和浇注。湿型铸造历史悠久，应用较广。湿型砂的强度取决于粘土和水按一定比例混合而成的粘土浆。型砂一经混好即具有一定的强度，经舂实制成砂型后，即可满足合型和浇注的要求。因此型砂中的粘土量和水分是十分重要的工艺因素。 优点：①粘土的资源丰富、价格便宜。②使用过的粘土湿砂经适当的砂处理后，绝大部分均可回收再用。③制造铸型的周期短、工效高。④混好的型砂可使用的时间长。⑤砂型舂实以后仍可容受少量变形而不致破坏，对拔模和下芯都非常有利。 缺点：①混砂时要将粘稠的粘土浆涂布在砂粒表面上，需要使用有搓揉作用的高功率混砂设备，否则不可能得到质量良好的型砂。②由于型砂混好后即具有相当高的强度,造
砂型铸造工艺设计步骤 1、设计铸件图 根据零件图及相关技术要求设计铸件图，设计时涉及技术内容依次为零件铸造工艺性、铸件尺寸公差、机械加工余量、工艺肋、铸件最小铸出孔和槽。 2、设计铸造工艺图 （1）铸造毛坯三维成形 利用现代计算机辅助设计手段可以根据二维零件图绘制三维铸件实体，如果设计部门给出三维零件图，可在三维零件图基础上直接绘制三维铸件实体图。通过三维实体图绘制，可以得到准确的铸造毛坯重量。铸件形状复杂时，三维实体绘制显得更有必要。 （2）毛坯形体解析 目的是多角度分析铸造毛坯空间形状和结构特点，发现铸件厚大断面和热节位置分布，计算毛坯分体几何模数（若工艺设计需要），为后续的铸造方案确定和工艺参数设计做准备。 （3）工艺方案和参数确定 目的是确定铸件浇注位置、分型面、铸件线收缩率与模样放大率、起模斜度、非加工壁厚负余量、反变形量、工艺补正量、分型负数、浇冒口切割余量、铸件在砂型内冷却时间以及压铁重量计算和去压铁时间选择、起吊重量计算和铸件吊轴设计。 （4）砂芯设计 目的是形成铸件内腔或复杂外轮廓形状，包括砂芯设置、砂芯固定、砂芯定位、芯头尺寸和间隙、砂芯负数、芯撑、芯骨以及砂芯排气、拼合与预装配设计。
（5）补缩系统设计 目的是补充铸件凝固过程中的液态收缩，使铸造毛坯内部致密。包括冒口配置、冒口补缩距离设计、补贴设计、冷铁设计以及冒口尺寸计算。 （6）出气孔设计 目的是使铸件充型时型腔内气体（空气或铸型受热后产生的气体等）顺利排出，避免铸件内产生气孔缺陷。 （7）浇注系统设计 目的是设计出合理的液态金属进入铸型型腔的通道。 （8）生成铸造工艺图 （9）设计铸型装配图 在成批生产的铸件或重要的单件上使用。 3、铸造工装设计 在造型线上成批生产重要铸件时采用。内容包括模样、模板、芯盒、砂箱以及其他工艺装备设计。 4、铸造工艺卡 根据前述步骤产生的设计结果填写铸造工艺卡，用于指导工艺实施。
铸造生产的工艺流程 铸造生产就是一个复杂的多工序组合的工艺过程,它包括以下主要工序: 1)生产工艺准备,根据要生产的零件图、生产批量与交货期限,制定生产工艺方案与工艺文件,绘制铸造工艺图; 2)生产准备,包括准备熔化用材料、造型制芯用材料与模样、芯盒、砂箱等工艺装备; 3)造型与制芯; 4)熔化与浇注; 5)落砂清理与铸件检验等主要工序。 成形原理 铸造生产就是将金属加热熔化,使其具有流动性,然后浇入到具有一定形状的铸型型腔中,在重力或外力(压力、离心力、电磁力等)的作用下充满型腔,冷却并凝固成铸件(或零件)的一种金属成形方法。 图1 铸造成形过程
铸件一般作为毛坯经切削加工成为零件。但也有许多铸件无需切削加工就能满足零件的设计精度与表面粗糙度要求,直接作为零件使用。 型砂的性能及组成 1、型砂的性能 型砂(含芯砂)的主要性能要求有强度、透气性、耐火度、退让性、流动性、紧实率与溃散性等。 2、型砂的组成 型砂由原砂、粘接剂与附加物组成。铸造用原砂要求含泥量少、颗粒均匀、形状为圆形与多角形的海砂、河砂或山砂等。铸造用粘接剂有粘土(普通粘土与膨润土)、水玻璃砂、树脂、合脂油与植物油等,分别称为粘土砂,水玻璃砂、树脂砂、合脂油砂与植物油砂等。为了进一步提高型(芯)砂的某些性能,往往要在型(芯)砂中加入一些附加物,如煤份、锯末、纸浆等。型砂结构,如图2所示。 图2 型砂结构示意图 工艺特点 铸造就是生产零件毛坯的主要方法之一,尤其对于有些脆性金属或合金材料(如各种铸铁件、有色合金铸件等)的零件毛坯,铸造几乎就是唯一的加工方法。与其它加工方法相比,铸造工艺具有以下特点: 1)铸件可以不受金属材料、尺寸大小与重量的限制。铸件材料可以就是各种铸铁、铸钢、铝合金、铜合金、镁合金、钛合金、锌合金与各种特殊合金材料;铸件可以小至几克,大到数百吨;铸件壁厚可以从0.5毫米到1米左右;铸件长度可以从几毫米到十几米。 2)铸造可以生产各种形状复杂的毛坯,特别适用于生产具有复杂内腔的零件毛坯,如各种箱体、缸体、叶片、叶轮等。 3)铸件的形状与大小可以与零件很接近,既节约金属材料,又省切削加工工时。 4)铸件一般使用的原材料来源广、铸件成本低。 5)铸造工艺灵活,生产率高,既可以手工生产,也可以机械化生产。 铸件的手工造型 手工造型的主要方法 砂型铸造分为手工造型(制芯)与机器造型(制芯)。手工造型就是指造型与制芯的主要工作均由手工完成;机器造型就是指主要的造型工作,包括填砂、紧实、起模、合箱等由造型机完成。泊头铸造工量具友介绍手工造型的主要方法: 手工造型因其操作灵活、适应性强,工艺装备简单,无需造型设备等特点,被广泛应用于单件小批量生产。但手工造型生产率低,劳动强度较大。手工造型的方法很多,常用的有以下几种: 1. 整模造型 对于形状简单,端部为平面且又就是最大截面的铸件应采用整模造型。整模造型操作简便,造型时整个模样全部置于一个砂箱内,不会出现错箱缺陷。整模造型适用于形状简单、最大截面在端部的铸件,如齿轮坯、轴承座、罩、壳等(图2)。
铸造（founding） 铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。铸造毛胚因近乎成形，而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了时间．铸造是现代机械制造工业的基础工艺之一。 铸造种类很多，按造型方法习惯上分为：①普通砂型铸造，包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型3类。②特种铸造，按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材料的特种铸造（如熔模铸造、泥型铸造、铸造车间壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等）和以金属为主要铸型材料的特种铸造（如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等）两类。铸造工艺通常包括：①铸型（使液态金属成为固态铸件的容器）准备，铸型按所用材料可分为砂型、金属型、陶瓷型、泥型、石墨型等，按使用次数可分为一次性型、半永久型和永久型，铸型准备的优劣是影响铸件质量的主要因素；②铸造金属的熔化与浇注，铸造金属（铸造合金）主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金；③铸件处理和检验，铸件处理包括清除型芯和铸件表面异物、切除浇冒口、铲磨毛刺和披缝等凸出物以及热处理、整形、防锈处理和粗加工等。 铸造工艺可分为三个基本部分，即铸造金属准备、铸型准备和铸件处理。铸造金属是指铸造生产中用于浇注铸件的金属材料，它是以一种金属元素为主要成分，并加入其他金属或非金属元素而组成的合金，习惯上称为铸造合金，主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金。 金属熔炼不仅仅是单纯的熔化，还包括冶炼过程，使浇进铸型的金属，在温度、化学成分和纯净度方面都符合预期要求。为此，在熔炼过程中要进行以控制质量为目的的各种检查测试，液态金属在达到各项规定指标后方能允许浇注。有时，为了达到更高要求，金属液在出炉后还要经炉外处理，如脱硫、真空脱气、炉外精炼、孕育或变质处理等。熔炼金属常用的设备有冲天炉、电弧炉、感应炉、电阻炉、反射炉等。 不同的铸造方法有不同的铸型准备内容。以应用最广泛的砂型铸造为例，铸型准备包括造型材料准备和造型造芯两大项工作。砂型铸造中用来造型造芯的各种原材料，如铸造砂、型砂粘结剂和其他辅料，以及由它们配制成的型砂、芯砂、涂料等统称为造型材料造型材料准备的任务是按照铸件的要求、金属的性质，选择合适的原砂、粘结剂和辅料，然后按一定的比例把它们混合成具有一定性能的型砂和芯砂。常用的混砂设备有碾轮式混砂机、逆流式混砂机和叶片沟槽式混砂机。后者是专为混合化学自硬砂设计的，连续混合，速度快。 造型造芯是根据铸造工艺要求，在确定好造型方法，准备好造型材料的基础上进行的。铸件的精度和全部生产过程的经济效果，主要取决于这道工序。在很多现代化的铸造车间里，造型造芯都实现了机械化或自动化。常用的砂型造型造芯设备有高、中、低压造型机、抛砂机、无箱射压造型机、射芯机、冷和热芯盒机等。 铸件自浇注冷却的铸型中取出后，有浇口、冒口及金属毛刺披缝，砂型铸造的铸件还粘附着砂子，因此必须经过清理工序。进行这种工作的设备有抛丸机、浇口冒口切割机等。砂型铸件落砂清理是劳动条件较差的一道工序，所以在选择造型方法时，应尽量考虑到为落砂清理创造方便条件。有些铸件因特殊要求，还要经铸件后处理，如热处理、整形、防锈处
?砂型铸造的基本过程?砂型铸造有六个基本步骤: 1) 把模样放入砂中制成一个模具。 2) 在浇注系统中把原型和砂子接合起来。 3) 把模样去掉。 4) 把模具的空隙用熔化了的金属填充起来。 5) 让金属冷却。 6) 把砂型模具敲掉取出铸件。 砂型铸造案例 项目导入：轴承座铸件的造型工艺方案。 铸件简图：轴承座如图2-1所示。 铸件材料：HT150。 体积参数：轮廓尺寸240mm′65mm′75mm，铸件重量约5kg。 生产性质：单件生产。 项目要求：确定铸件的造型工艺方案并完成造型操作。
图2-1 轴承座 将液体金属浇入用型砂捣实成的铸型中，待凝固冷却后，将铸型破坏，取出铸件的铸造方法称为砂型铸造。砂型铸造是传统的铸造方法，它适用于各种形状、大小及各种常用合金铸件的生产。套筒的砂型铸造过程如图2-2所示，主要工序包括制造模样型芯盒、制备造型材料、造型、制芯、合型、熔炼、浇注、落砂、清理与检验等。 图2-2 套筒的砂型铸造过程 铸件生产前需根据零件图绘制出铸造工艺图，铸造工艺图是在零件图上用各种工艺符号及参数表示出铸造工艺方案的图形。其中包括：浇注位置，铸型分型面，型芯的数量、形状、尺寸及其固定方法，加工余量，收缩率，浇注系统，起模斜度，冒口和冷铁的尺寸和布置等。铸造工艺图是指导模样(型芯盒)设计、生产准备、铸型制造和铸件检验的基本工艺文件。砂型铸造主要工序包括： (1) 根据零件图制造模样和型芯盒； (2) 配制性能符合要求的型(芯)砂； (3) 用模样和型芯盒进行造型和造芯； (4) 烘干型芯(或砂型)并合型； (5) 熔炼金属并进行浇注； (6) 落砂、清理和检验。 2.1.1 常用造型工模具 1. 砂箱
一、填写铸造生产工艺流程图 一、填空 (每空0.5 分,共43 分) 1．铸造是将浇入当中，冷却凝固后获得铸件的工艺方法。 2．铸造的生产方法很多，常分为 . 两大类。 3．型砂应具备的主要性能有 . . . . 等，为满足这些性能要求它一般是由 . . . 等物质按一定的例混制而成。 4．铸型是用材料或其它材料制成的组合整体。砂型铸造的典型铸型由哪几部分组成，请标出铸型装配图及带浇注系统铸件的各部分名称。 5．特种铸造包括 . . . . 等铸造方法。 6．砂型铸造的造型方法可分为和两大类，成批大量生产时一般用。 7．手工造型包括 . . . . . 等造型方法。 8．型芯的主要作用是，型芯头有 . 和的作用。 9．为提高型砂的透气性和退让性要向其中加入。 10．为提高型芯的强度在型芯中应放入。 11．铸造车间的熔化设备主要有 . . 。 12．压力铸造常用的压强为。 13．熔炼的目的是要获得预定和的熔融金属，并尽量减少其中的和。 14．浇注时应注意的问题有 . . . . 。 15．分型面应选在处，它有和作用。 铸造 10 16．浇注系统由哪几部分组成，液态金属流经的前后顺序为 . . . ，其中提供充型压力，起档渣和分配金属作用。 17．铸造常见的缺陷有 . . . . 等。 18．如型砂中水分过多铸件上易产生的缺陷是。 19．手工砂型铸造的主要工序有哪些？填写铸造生产工艺流程图： 二、是非判断题( 在题末括号内划记号：正确的划 ，错误的划 )(每题 1分,共12分) 1.砂型铸造用模样外形尺寸比铸件尺寸要大一些。 ( ) 2.为了铸出孔所用的砂芯的直径比铸件孔的直径大。 ( ) 3.对于形状复杂的薄壁铸件，浇注温度应高，浇注速度应慢。 ( ) 4.芯盒的内腔与砂芯的形状和尺寸相同。 ( ) 5.砂芯中的气体是通过芯头排出的。 ( ) 6.砂芯在铸型中是靠芯头定位和固定的。 ( ) 7.芯头与铸件的形状无直接关系。 ( ) 8.直浇道越短，金属液越容易充满铸型型腔。 ( ) 9.机器造型不能采用挖砂造型。 ( )
生产工艺流程图 铸造生产的工艺流程 铸造生产是一个复杂的多工序组合的工艺过程，它包括以下主要工序： 1）生产工艺准备，根据要生产的零件图、生产批量和交货期限，制定生产工艺方案和工艺文件，绘制铸造工艺图； 2）生产准备，包括准备熔化用材料、造型制芯用材料和模样、芯盒、砂箱等工艺装备；3）造型与制芯； 4）熔化与浇注； 成形原理 铸造生产是将金属加热熔化，使其具有流动性，然后浇入到具有一定形状的铸型型腔中，在重力或外力（压力、离心力、电磁力等）的作用下充满型腔，冷却并凝固成铸件（或零件）的一种金属成形方法。 图1 铸造成形过程 铸件一般作为毛坯经切削加工成为零件。但也有许多铸件无需切削加工就能满足零件的设计精度和表面粗糙度要求，直接作为零件使用。 型砂的性能及组成 1、型砂的性能 型砂（含芯砂）的主要性能要求有强度、透气性、耐火度、退让性、流动性、紧实率和溃散性等。 2、型砂的组成
型砂由原砂、粘接剂和附加物组成。铸造用原砂要求含泥量少、颗粒均匀、形状为圆形和多角形的海砂、河砂或山砂等。铸造用粘接剂有粘土（普通粘土和膨润土）、水玻璃砂、树脂、合脂油和植物油等，分别称为粘土砂，水玻璃砂、树脂砂、合脂油砂和植物油砂等。为了进一步提高型（芯）砂的某些性能，往往要在型（芯）砂中加入一些附加物，如煤份、锯末、纸浆等。型砂结构，如图2所示。 图2 型砂结构示意图 工艺特点 铸造是生产零件毛坯的主要方法之一，尤其对于有些脆性金属或合金材料（如各种铸铁件、有色合金铸件等）的零件毛坯，铸造几乎是唯一的加工方法。与其它加工方法相比，铸造工艺具有以下特点： 1）铸件可以不受金属材料、尺寸大小和重量的限制。铸件材料可以是各种铸铁、铸钢、铝合金、铜合金、镁合金、钛合金、锌合金和各种特殊合金材料；铸件可以小至几克，大到数百吨；铸件壁厚可以从0．5毫米到1米左右；铸件长度可以从几毫米到十几米。 2）铸造可以生产各种形状复杂的毛坯，特别适用于生产具有复杂内腔的零件毛坯，如各种箱体、缸体、叶片、叶轮等。 3）铸件的形状和大小可以与零件很接近，既节约金属材料，又省切削加工工时。 4）铸件一般使用的原材料来源广、铸件成本低。 5）铸造工艺灵活，生产率高，既可以手工生产，也可以机械化生产。 铸件的手工造型 手工造型的主要方法 砂型铸造分为手工造型（制芯）和机器造型（制芯）。手工造型是指造型和制芯的主要工作均由手工完成；机器造型是指主要的造型工作，包括填砂、紧实、起模、合箱等由造型机完成。泊头铸造工量具友介绍手工造型的主要方法： 手工造型因其操作灵活、适应性强，工艺装备简单，无需造型设备等特点，被广泛应用于单件小批量生产。但手工造型生产率低，劳动强度较大。手工造型的方法很多，常用的有以下几种： 1．整模造型 对于形状简单，端部为平面且又是最大截面的铸件应采用整模造型。整模造型操作简便，造型时整个模样全部置于一个砂箱内，不会出现错箱缺陷。整模造型适用于形状简单、最大截面在端部的铸件，如齿轮坯、轴承座、罩、壳等（图2）。 图整模造型 2．分模造型 当铸件的最大截面不在铸件的端部时，为了便于造型和起模，模样要分成两半或几部分，这种造型称为分模造型。当铸件的最大截面在铸件的中间时，应采用两箱分模造型（图3），模样从最大截面处分为两半部分（用销钉定位）。造型时模样分别置于上、下砂箱中，分模面（模样与模样间的接合面）与分型面（砂型与砂型间的接合面）位置相重合。两箱分模造型广泛用于形状比较复杂的铸件生产，如水管、轴套、阀体等有孔铸件。