铸造造型材料2-1
铸造造型的名词解释
铸造造型的名词解释铸造，作为一种重要的金属加工方式，是通过将熔融金属注入至特定模具中，经过冷却凝固后，进行形状复制的过程。
而铸造造型则是指在这个过程中，所采用的各种模具和形状设计。
1. 材料选择与准备铸造造型的第一步是选择适合铸造的材料。
在金属铸造中，通常使用的材料包括铸铁、铸钢、铝合金等。
不同的材料有不同的特性和适用范围，需要根据所需产品的要求选择合适的材料。
在准备时，需要对所选材料进行适当的预处理，例如除去杂质、调整成分等。
2. 模具设计与制作模具是铸造造型的核心部分，决定了最终铸件的形状和尺寸。
模具可以分为砂型、金属型、陶瓷型等多种类型，选择合适的模具取决于铸件的要求和铸造工艺。
模具的制作需要根据产品的设计图纸来进行，其中包括模具的结构、内部通道、卡位等细节。
3. 铸造工艺与操作在进行铸造造型时，需要进行一系列的工艺步骤和操作。
首先是将选定的材料加热至熔化状态，通常是通过高温炉进行。
然后将熔融金属注入到模具中，并控制注入的速度和压力，以确保铸件的完整性和质量。
接着是待金属冷却凝固后，进行模具的拆卸和铸件的取出。
最后是对铸件进行表面整理、去除毛刺和尺寸检验等后续工序。
4. 质量控制与改进铸造造型是一个复杂的过程，需要严格的质量控制，以确保最终的产品满足设计要求。
常见的质量控制手段包括完善的工艺参数、严格的检验标准、合理的检测方法等。
同时，铸造造型也需要不断进行改进和优化，通过调整工艺、改进模具设计等方式提高产品的质量和性能。
总结：铸造造型作为一种重要的金属加工方式，对于制造业具有不可替代的意义。
它通过选择合适的材料和模具，并经过精心设计和操作，实现了金属产品的复制和生产。
铸造造型需要高度的技术水平和经验积累，同时也需要不断的创新和改进，以适应不断变化的市场需求。
只有不断提高铸造造型的质量和效率，才能更好地满足用户的需求，推动制造业的发展与进步。
砂型铸造的基本过程 Jun-2014
•砂型铸造的基本过程/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. 砂箱制造砂型时，需要用一种无底、无盖并围绕砂型的框架，以防型砂捣实时向外挤出，这种框架就叫做砂箱，砂箱的作用是便于造型，便于翻转砂型及搬运砂型。
砂箱可紧固着在它里面所捣实的型砂，它的四壁可承受金属液对型砂的侧压力，砂箱附有合型时的对准装置及吊运翻箱和夹紧装置，如图2-3所示。
机械制造基础(02-1毛坯的成形)
金属毛坯的成形（典型模锻件）
金属毛坯的成形（锤上锻模）
金属毛坯的成形（零件的模锻过程）
金属毛坯的成形（冲压）
冲压：使板料经分离或成形而得到制件的加工方法。 特点： 1.操作简便，易于实现机械化和自动化，生产率高，成本 低。 2.冲压件精度高，表面质量好，互换性好，可直接使用。 3.冲压件质量轻，强度、刚度高，有利于减轻结构重量。 4.模具制造复杂，周期长、成本高。 5.对板材有要求，应具有良好的塑性，厚度小于8mm。
锻压加工：是利用金属的塑性变形以得到一定形状的制件 并可提高或改善制件力学性能或物理性能的加工方法，它 是锻造和冲压的总称。
金属毛坯的成形（锻造）
锻造：在加压设备及工（模）具的作用，使坯料或铸锭产 生局部或全部的塑性变形，以获得一定几何尺寸、形状和 质量的锻件的加工方法。 锻造的特点： 1.锻造能提高材料的致密度，细化晶粒，改善偏析，流线 合理分布，因此锻件的力学性能较高。 2.锻造难于锻出形状复杂，尤其是复杂内腔的锻件。
锻造分类：自由锻、模锻、胎模锻。
金属毛坯的成形（自由锻）
自由锻：只用简单的通用性锻造工具，或在锻造设备的 上下砧之间直接使坯料变形而获得锻件的锻造方法。
特点： 1.可以加工各种大小的锻件，对于大型锻件，自由锻是 唯一的生产方法。 2.生产准备时间短。 3.生产率低，劳动强度大。 4.锻件形状简单，精度低，加工余量大，适用于单件小 批量生产。
金属毛坯的成形（冲模）
冲模的分类： 1.简单模 2.连续模
3.复合模
金属毛坯的成形（焊接）
焊接：通过加热或加压或两者并用，并且用或不用填充 材料，使焊件达到原子间结合的一种加工方法。
特点： 1.加工范围广，可加工大型构件和复杂构件，以及良好 的密封性构件。 2.经济性好。 3.加热冷却不均匀，造成焊件接头处的组织性能不均匀， 并且焊件易产生内应力和变形。
铸造造型材料(精)
铸钢件生产技术课程Fra bibliotek铸造造型材料
造型材料 造型材料与铸造生产的关系 型砂的分类
型砂应具备的基本性能
影响型砂性能的要素
造型材料
造型材料——凡是用来制作铸型或型芯的原材料 及由各种原材料按一定比例配制而成的工作混合 料。 型砂——用来制作铸型的工作混合料。 芯砂——用来制作型芯的工作混合料。 粘结剂— 用来粘结砂粒，使型芯砂有一定强度的 工作混合料。 附加物—用来改善型芯砂性能而加入的其他材料 涂料——用来涂敷型腔或型芯表面，以改善其表 面性能的工作混合料。
影响型砂性能的要素
1.原材料。各种原材料的类型、性能和质量。 2.配比。型砂中不同原材料的配比。 3.配制工艺。配制型砂的配制工艺、方法。 4.配制设备。配制型砂设备的选择和使用。 5.型砂性能检验。型砂性能的检测设备和方 法。
造型材料
造型材料 原砂——是骨干材料； 按理化特性分为：石英质原砂和非石英质原砂 按成砂过程分为：天然砂和人造砂 粘结剂 ——是中间材料；分为有机粘结剂和无机 粘结剂 涂料、附加物——是辅助材料。 型芯砂的质量好坏与造型材料的理化性能有直接 的影响。
造型材料与铸造生产的关系
铸造造型材料的类型、质量、性能、使用 等关系到： 铸件质量。 铸件生产成本。 铸造生产效率。 铸造生产环境。 所以，铸造工作者很重视造型材料的类型、 质量、性能和使用等相关问题。
关系铸件成本
型砂在铸造生产中的作用极为重要，因型
砂的质量不好而造成的铸件废品约占铸件 总废品的30～50%。
型砂的分类
型砂的分类
型砂应具备的基本性能
1.良好的造型性能。包括流动性能、可塑性、韧 性、不粘模性。 2.足够的强度。包括湿强度、干强度、热湿强度、 高温强度。 3.一定的透气性、较小的吸湿性、较低的发气性。 4.较高的耐火度、较好的化学稳定性能。 5.较好的退让性和溃散性。
铸造造型材料介绍
目录
CONTENTS
一
造型材料概述
二 型（芯）砂性能及检测方法
三
铸造用原砂
四
树脂砂工艺
五
铸造用涂料
一 造型材料概论
造型 材料
1、造型材料的重要性
对铸件质量的影响 对生产效率和成本的影响 对环境的影响
提质 降本 生态
2、型（芯）砂的基本组成和造型原材料的分类
1—原砂沙粒 2—黏结剂 3—附加物 4—微孔（空隙）
适合呋喃树脂的偶联剂：γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，商品 名KH550。一般加入量为树脂的0.2% ～0.3%。
6、配方及配制方法
（1）一般配方：树脂加入量（占原砂质量分数）0.8%～1.5% 固化剂加入量（占树脂质量分数）25%～50% 添加剂加入量（占树脂质量分数）0.1%～0.3%
（2）配制方法： 间歇式混砂机（碗式混砂机）
3.62 2.23
铸钢再生砂 铸铁再生砂
铸钢： 2.25% 铸铁： 3.56%
（5） 颗粒形状
圆形砂 （ ○ ） 钝角形砂（ □ ） 尖角形砂（ △ ） 椭圆形砂（ ○ － □ ） 方形砂 （ ○ － △ ）
2、特种砂
（1） 铬矿砂
（2） 刚玉砂
（3） 石灰石砂 （4） 锆砂 （5） 镁砂 （6） 其他砂种（橄榄石砂、铝矾土砂、碳质砂等）
水玻璃砂
CO2硬化水玻璃砂 自硬水玻璃砂
物理硬化水玻璃砂
用其他黏结剂的型砂
植物油砂芯
油砂
合脂砂 渣油砂
热芯盒砂
人工合成树脂砂
覆膜砂 冷芯盒砂
自硬树脂砂
二、型（芯）砂的性能及检测方法
1 强度
5 发气性
铸造造型材料
铸造造型材料铸造是一种常见的金属加工方法，通过将熔化的金属注入模具中，然后冷却凝固成型。
在铸造过程中，选择合适的造型材料对于产品的质量和性能有着至关重要的影响。
本文将介绍几种常见的铸造造型材料及其特点。
首先，砂型是最常用的造型材料之一。
砂型铸造是指使用砂型作为铸造模具的一种铸造方法。
砂型铸造具有模具制作简单、成本低廉、适用范围广泛等优点。
砂型铸造可分为湿砂型铸造和干砂型铸造两种类型。
湿砂型铸造是指在模具中填充湿砂，然后将其振实成型；而干砂型铸造则是指在模具中填充干砂，然后采用振实或压实的方式成型。
砂型铸造的材料主要包括砂、粘结剂和水。
砂型铸造适用于各种形状和大小的铸件，广泛应用于汽车、机械、船舶等行业。
其次，金属型是另一种常见的造型材料。
金属型铸造是指使用金属型作为铸造模具的一种铸造方法。
金属型铸造具有模具寿命长、铸件表面质量高、尺寸精度高等优点。
金属型铸造可分为永久金属型铸造和临时金属型铸造两种类型。
永久金属型铸造是指使用铁、钢等金属材料制作的模具，可重复使用多次；而临时金属型铸造则是指使用铝、铜等金属材料制作的模具，通常用于小批量生产。
金属型铸造的材料主要包括铸造金属、模具材料和涂料。
金属型铸造适用于要求尺寸精度和表面质量较高的铸件，广泛应用于航空、航天、国防等高端领域。
最后，陶瓷型是一种特殊的造型材料。
陶瓷型铸造是指使用陶瓷型作为铸造模具的一种铸造方法。
陶瓷型铸造具有高温抗热、耐磨耐腐蚀、尺寸稳定等优点。
陶瓷型铸造主要应用于高温合金、不锈钢、耐热合金等特殊材料的铸造。
陶瓷型铸造的材料主要包括陶瓷型材料、粘结剂和填料。
陶瓷型铸造适用于高温、高压、腐蚀等恶劣环境下的铸造，广泛应用于航空发动机、航空航天等领域。
总之，不同的铸造造型材料具有各自独特的特点和适用范围，选择合适的造型材料对于产品的质量和性能至关重要。
在实际应用中，需要根据具体的铸造要求和工艺条件，综合考虑各种因素，选择最合适的造型材料，以确保铸件质量和生产效率的提高。
铸钢件生产工艺要求及质量标准
铸钢件生产工艺要求及质量标准一、混砂工艺标准（一)材料要求：1、造型砂：符合GB9442—88 、JB435-63细粒砂要求，一般选用二氧化硅含量较高的天然砂或石英砂，原砂粒度根据铸件大小及壁厚确定，原砂的含泥质量分数应小于2％，原砂中的水份必须严格控制，且一般应进行烘干.2、水玻璃:水玻璃模应根据铸件大小来确定。
(1）小砂型（芯）为加速硬化采用选用M=2。
7-3。
2的高模数水玻璃。
（2）中型砂型（芯）可选用M=2.3—2。
6的水玻璃.(3)生产周期长的大型砂型（芯）选用M=2。
0—2。
2的低模数水玻璃。
（二）混制比例（质量分数％）造型砂/水玻璃=100：6～8（三）混制时间：一般情况下混制5分钟,室温或水玻璃密度较大时可适当延长混砂时间.（四）混制后要求：混制好的造型砂要求无块状或团状，流动性较好。
二、造型工艺要点:（一）基本原则：1、质量要求高的面或主要加工面应放在下面.2、大平面应放在下面。
3、薄壁部分应放在下面。
4、厚大部分应放在上面。
5、应尽量减少砂芯的数量.6、应尽量采用平直的分型面.(二)基本要求：1、木模:要求轮廓完整，无裂纹、无破损、无残缺，表面光洁,尺寸符合铸造工艺图纸要求,并经常进行尺寸校验。
2、砂箱：砂箱的尺寸大小应根据木模规格确定，大、中型砂箱应焊接箱筋。
3、浇注系统：根据铸件的结构特点的工艺要求，选择适宜的浇注系统,通常采用顶注式、底注式。
（1）浇注系统设置基本原则：浇口、冒口安放位置合理，大小适宜不妨碍铸件收缩，便于排气、落砂和清理,应使铸型尺寸尽量减少，简化造型操作，节省型砂用量和降低劳动强度。
（2)内浇道位置的注意事项。
1)内浇道不应设在铸件重要部位.2)应使金属液流至型腔各部位的距离最短。
3）应不使金属液正面冲击铸型和砂芯。
4）应使金属液能均匀分散，快速地充满型腔。
5）不要正对铸型中的冷铁和芯撑。
4、冒口（1）冒口设置基本原则：1）根据铸件的结构和工艺要求正确选择冒口的形状、大小和安放位置。
铸钢件生产工艺要求及质量标准
铸钢件生产工艺要求及质量标准一、混砂工艺标准（一）材料要求：1、造型砂：符合GB9442-88 、JB435-63细粒砂要求，一般选用二氧化硅含量较高的天然砂或石英砂，原砂粒度根据铸件大小及壁厚确定，原砂的含泥质量分数应小于2%，原砂中的水份必须严格控制，且一般应进行烘干。
2、水玻璃：水玻璃模应根据铸件大小来确定。
（1）小砂型（芯）为加速硬化采用选用M=2.7—3.2的高模数水玻璃。
（2）中型砂型（芯）可选用M=2.3—2.6的水玻璃。
（3）生产周期长的大型砂型（芯）选用M=2.0—2.2的低模数水玻璃。
（二）混制比例（质量分数%）造型砂/水玻璃=100：6～8（三）混制时间：一般情况下混制5分钟，室温或水玻璃密度较大时可适当延长混砂时间。
（四）混制后要求：混制好的造型砂要求无块状或团状，流动性较好。
二、造型工艺要点：（一）基本原则：1、质量要求高的面或主要加工面应放在下面。
2、大平面应放在下面。
3、薄壁部分应放在下面。
4、厚大部分应放在上面。
5、应尽量减少砂芯的数量。
6、应尽量采用平直的分型面。
（二）基本要求：1、木模：要求轮廓完整，无裂纹、无破损、无残缺，表面光洁，尺寸符合铸造工艺图纸要求，并经常进行尺寸校验。
2、砂箱：砂箱的尺寸大小应根据木模规格确定，大、中型砂箱应焊接箱筋。
3、浇注系统：根据铸件的结构特点的工艺要求，选择适宜的浇注系统，通常采用顶注式、底注式。
（1）浇注系统设置基本原则：浇口、冒口安放位置合理，大小适宜不妨碍铸件收缩，便于排气、落砂和清理，应使铸型尺寸尽量减少，简化造型操作，节省型砂用量和降低劳动强度。
（2）内浇道位置的注意事项。
1）内浇道不应设在铸件重要部位。
2）应使金属液流至型腔各部位的距离最短。
3）应不使金属液正面冲击铸型和砂芯。
4）应使金属液能均匀分散，快速地充满型腔。
5）不要正对铸型中的冷铁和芯撑。
4、冒口（1）冒口设置基本原则：1)根据铸件的结构和工艺要求正确选择冒口的形状、大小和安放位置。
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4、原砂的颗粒形状（grain shape of base sand）及表面 原砂的颗粒形状（ sand） 原砂的颗粒形状 状况 用光学显微镜扫描电子显微镜观察原砂的颗粒，可 以清楚地看出各种砂粒的不同轮廓形状（即“粒形”）。 粒形从角度（angular）到半角形【subangular；不圆， 但无锯齿状不平处（not jagged）】到圆形（rounded） 分为六种，按圆球度（sphericity）分为三级。这是一 种对铸造用砂粒形较细致的分类法。
式中 ＳＲ —颗粒物的实际比表面积（g/cm3） ｆ —原砂的密度（对于硅砂取２ ６ g/cm3 ） ． ５ ｋ —常数，一般取５ ε —砂柱的孔隙率（％） Ａ —砂柱的截面积（ｃｍ２） Ｐ —砂柱两端空气的压差（ｃｍＨ２Ｏ） ｇ —重力加速度 （９８１ｃｍ／ｓ２） Ｌ —砂柱高度（ｃｍ） Ｔ —通气时间（ｓ） ν —通过的空气量（cm3） η —空气动力粘度（１８１×１０－８ｃｍ２ ．Ｓ）
3、 原砂颗粒组成 、 原砂颗粒组成（grain size and distribution of base sand） 原砂的颗粒组成（即粒度）包括两个概念：砂粒的粗细程 度和砂粒粗细分布的集中程度。 为检定不同原砂的颗粒组成，通常采用筛分法，是用 一套（11）筛孔尺寸自大而小的铸造用试验筛来筛分已洗 去泥分的干砂样。我国国家专业标准规定了用于测试硅砂 粒度的试验筛的筛子序号及筛孔尺寸。 可用符号表示法，累计曲线表示法，美国铸造协会平 均细度表示法（AFS grain fineness number）以及砂粒平 均尺寸表示法来方便地了解原砂粗细粒分布特征。
2、含泥量 含泥量（clay content含泥量检） 含泥量指原砂或型砂指 含泥量 直径小于0.02mm（20µm）的细小颗粒的含量而言（此含 量指质量分数），其中既有粘土，也包括极细的砂子和其 它非粘土质点。 含泥量检测丰富的原理是，利用不同颗粒尺寸的砂粒 在水中下降速度不同，将原砂中颗粒直径＞20µm与＜ 20µm的颗粒分开。检验时，称量烘干的原砂并置入烧杯中， 加入水及分散剂，煮沸及搅拌使其充分分散；然后反复按 规定时间沉淀，虹吸排除浑水和冲入清水。直到水清后， 由烘干的残留砂样质量即可以计算出原砂的含泥量。
第二章 铸造用石英砂
一、石英质砂
铸造生产中使用量最大的原砂（base sand）是以 石英为主要矿物成分的天然硅砂（natural silica sand）。这是因为天然硅砂资源丰富，分布极广，易 于开采，价格低廉，能满足铸造上多数情况的要求。 （一）砂的来源：天然石英砂 人造石英砂 分类：山砂：岩石风化后产物留在原地 河砂：水力搬运 风积砂 泥分：颗粒直径小于0.022mm
硅砂的理论比表面积可以通过计算得到。将砂粒假设为 球形，且余留在同一筛号上的砂粒具有同一直径ｄｉ，则这 尺寸砂粒的理论比表面积为： ＳＴ＝ａ ∏ ｄ２ ｉ ｉ 式中ＳＴ— 理论比表面积（ｃｍ２／ｇ） ａ — 为余留在第ｉ号筛上砂粒数目 ｉ ｄ — 该筛号的孔径（ｃｍ） ｉ 只要求出ａｉ和ｄｉ即可计算出理论比表面积。亦可以用 前述仪器，测出直径为ｄｉ的与砂样同样重的圆形玻璃珠的 比表面积，作为砂粒的理论比表面积。
四）颗粒特性
含泥量：原砂中含泥量﹤2﹪ 组成：采用标准筛 新旧筛对比 表示方法：符号法、列表法、图表法、平均细度法
符号法： 符号法：用标准筛筛过的砂粒最集中的三个相邻筛号头尾 号表示，含量多的写在分子上，后面标出残留量。较分散 时用F表示。 颗粒状：○、□、△多边形 例：1SC75⁄45（○—□） 1级石英长石砂，粒度在45、55、75筛上 75﹟筛较多，圆形多于尖角形 （五）原砂的运用： 铸钢 1500℃ 铸铁 1400℃
（二）矿物组成：石英、长石、云母、杂质 1、石英：化学式：SiO2 熔点：1713℃ 晶体结构：Si-O四面体 特点：膨胀
2、长石： 化学式：K2O.Al2O3.6SiO2 熔点：1100—1250℃ 晶体结构：Si-O四面体中一部分Si被Al置换骨架状 结构。 3、云母：化学式：K2O.3Al2O3.6SiO2.2H2O 熔点：1145—1270℃ 晶体结构：片层状结构 4、杂质：铁氧化物、硫化物、碱金属、碱土金属氧化物。 （三）按SiO2含量分类 1—4石英砂 1S—4S 1—2石英长石砂 1SC—2SC 1—4粘土砂 1N—4N 一般检查SiO2含量、还包括长石、云母中的SiO2量。
1S—3S SC N
二、角形系数：
1、角形系数是铸造用硅砂的实际比表面积与表面积的比值： 、角形系数 E=ＳＲ／ＳＴ 式中 Ｅ — 角形系数； ＳＲ — 实际比表面积 ＳＴ — 理论比表面积 测定砂粒的实际比表面积是依照由Ｊ．Ｋｏｚｅｎｙ于 １造用原砂的粒形，以往只概括地分为三类（JB435—63 ），即圆形、吨侥幸（颗粒为多角形,且多为钝角）和尖角形， 分别用符号“○”、“□”、 “△”表示。如果一种西装的原 砂夹杂有其它形状的颗粒，则只要不超过1/3，就仍用主要颗粒 的粒形符号表示。否则就用两种符号表示，并将数量较多的粒形 符号排在前面，例如□-△（椭圆形）、○-□（方角形）等。 近年来，我国制定的国家标准《铸造用硅砂》（GB/T9442 —1998）采用角形因数来反映铸造用硅砂的颗粒形貌。角形是铸 造用硅砂的实际比表面积与表面积的比值。
【思考题】 思考题】 1 铸造用石英砂的颗粒组成； 铸造用石英砂的颗粒组成； 2 铸造用石英砂的结构特性 铸造用石英砂的结构特性；