粘土砂铸造工艺
粘土砂铸造工艺
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。
砂型铸造工艺流程简介
砂型铸造工艺流程简介
砂型铸造工艺是一种广泛应用于金属加工领域的铸造工艺，其工艺流程一般包括以下几个步骤：
1. 设计和制作模具：根据产品的几何形状和尺寸要求，设计和制作相应的铸模，通常采用木模或金属模。
2. 准备砂型材料：将粘结剂、砂粒等材料混合均匀，形成砂型材料，通常采用粘土砂、树脂砂等。
3. 制作砂型：将砂型材料按照产品的形状和尺寸要求制作成铸型，通常采用手工或机械加工等方式。
4. 浇注和冷却：将熔融金属液体倒入砂型中，待冷却后取出铸件，然后进行后续加工处理。
5. 清理和修整：对铸件进行清理和修整，以去除表面的砂型残留物和毛边等，提高铸件的表面质量和精度。
6. 后处理：对铸件进行必要的后处理，如热处理、表面处理等，以满足后续使用要求。
需要注意的是，不同的产品和工艺要求可能会有所不同，因此在实际应用中，还需要根据具体情况进行调整和优化。
砂型铸造工艺具有生产效率高、成本低等优点，被广泛应用于机械、汽车、航空航天、电子等领域。
粘土砂铸造工艺流程
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。
砂型铸造的造型工艺
浇注系统的计算与选择
计算浇注系统的流量和压力 选择合适的浇注系统类型 考虑浇注系统的尺寸和布局
计算浇注系统的冷却时间和冷却速度 考虑浇注系统的安全性和可靠性 计算浇注系统的成本和效率
砂型铸造的常见 缺陷及防止措施
气孔的产生及防止措施
气孔产生的原因：砂型铸造过程中由于气体的侵入导致铸件内部形成气孔 防止措施：在铸造过程中采用真空铸造技术减少气体的侵入 防止措施：在铸造过程中采用压力铸造技术提高铸件的致密度 防止措施：在铸造过程中采用热处理技术消除铸件内部的气孔
陶瓷型铸造：使用陶瓷型作为造型材 料具有耐高温、耐磨损等优点
塑料型铸造：使用塑料型作为造型材 料具有重量轻、易于加工等优点
金属型铸造：使用金属型作为造型材 料具有强度高、耐磨损等优点
复合型铸造：使用多种材料复合作为 造型材料具有综合性能优良等优点
造型材料的选择
石英砂：具有较高的耐火性 和稳定性适用于高温铸造
砂型铸造常用的造型材料有： 石英砂、粘土、水玻璃等
粘土：具有良好的可塑性和 粘结性适用于复杂形状的铸
造
水玻璃：具有较好的流动性 和粘结性适用于大型铸造件
的制造
造型材料的制备
原材料选择：选择合适的砂、粘结剂、附加剂等 混合搅拌：将原材料混合均匀形成砂型铸造所需的造型材料 造型材料性能测试：测试材料的流动性、强度、透气性等性能指标 造型材料储存：将制备好的造型材料储存在适宜的环境中以保持其性能稳定
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汇报人：
模型制作包括手工制作、机 械制作、3D打印等方法
模型修整包括打磨、切割、 焊接等操作
模样制作是砂型铸造造型工 艺中的重要环节
模型检验包括尺寸检验、表 面质量检验、结构检验等
砂箱准备
砂型铸造的分类
砂型铸造的分类砂型铸造是指将熔化后的金属倒入砂型中进行铸造的一种工艺。
按照不同的分类标准，砂型铸造可以分为多种类型，下面就对其进行详细介绍。
一、按照砂型材料分类1. 硅砂铸造硅砂是一种常见的砂型材料，其耐高温、抗压强度高、易于加工等特点，使其成为铸造行业最常用的砂型材料之一。
硅砂铸造适用于各种材料的铸造，如铁、钢、铜、铝等。
2. 石膏砂铸造石膏砂铸造主要用于铸造锌合金、铝合金等低熔点金属。
石膏砂铸造具有成本低、制作简单、铸件表面光滑等优点。
3. 粘土砂铸造粘土砂铸造是一种传统的砂型铸造工艺，在冶金、航空、机械等领域得到广泛应用。
粘土砂铸造可用于铸造各种材料，如铁、钢、铜、铝等。
二、按照铸件形状分类1. 平板砂铸造平板砂铸造用于制造平面或近似平面的铸件，如平板、板状零件等。
平板砂铸造的特点是铸件精度高、表面光滑、尺寸稳定。
2. 壳型砂铸造壳型砂铸造是一种高精度、高质量的铸造工艺，适用于制造形状复杂、尺寸精度高的铸件，如涡轮叶片、航空发动机叶轮等。
3. 砂芯砂铸造砂芯砂铸造是一种通过在砂型中插入砂芯，使铸件中产生内腔或复杂空间结构的铸造工艺。
砂芯砂铸造适用于制造具有内腔或复杂结构的铸件，如汽车发动机缸体、水泵叶轮等。
三、按照铸造方法分类1. 真空砂铸造真空砂铸造是一种在真空环境下进行的铸造工艺。
真空砂铸造可消除气孔、夹杂等缺陷，提高铸件质量和性能。
2. 低压砂铸造低压砂铸造是一种通过在熔融金属上施加一定的压力，使其在砂型中充填的铸造工艺。
低压砂铸造适用于制造高精度、高质量的铸件。
3. 高压砂铸造高压砂铸造是一种将熔融金属通过高压喷射入砂型中进行铸造的工艺。
高压砂铸造具有生产效率高、成本低等优点，适用于大批量铸造。
砂型铸造是一种应用广泛的铸造工艺，其分类也十分多样化。
在实际应用中，铸造厂家可以根据铸件的形状、材料、生产需求等因素选择不同的砂型铸造工艺，以达到最佳的铸造效果。
砂型铸造——黏土砂型
固整体的岩石则称为石英岩。
6.1 黏土砂型
对原砂提出的质量要求：
1）含泥量――含泥量指原砂中直径小于0.02mm（20µm）的细小颗 粒的含量（质量分数），其中既有黏土，也包括极细的砂子和其它 非粘土质点。 原砂含泥量检测方法： 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 与直径<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计算出原砂含泥量。
适宜干湿程度的水分一也不同。
6.1 黏土砂型
6.1.2 湿型砂性能要求
1.水分和紧实率
2)紧实率：湿型砂用1 MPa的压力压实或者在锤击式制样机上打击3
次，用试样紧实前后高度变化的百分数来表示。 （1）测定方法的依据:较干的型砂自由流入试样筒中时，砂粒松散 密度较高，在相同的紧实力作用下，型砂体积减小较少。 （2）根据型砂紧实率大小的变化，就可以检查出型砂水分是否合
6.1 黏土砂型
6.1.2 湿型砂性能要求
5.起模性、变形量、韧性和破碎指数
1）型砂的起模性是表示起模时模样或模板与砂型分离时，砂型是
否容易损坏，产生开裂或掉落的性能。
6.1 黏土砂型
6.1.2 湿型砂性能要求
起模性的好坏与型砂的湿态抗压强度是两种不同的特性。
（1）抗压强度不仅反映了型砂的黏结力大小，还反映了砂粒受压
（1）湿型(简称湿型)：造好的砂型不经烘干，直接浇人高温金属 液体; （2）干砂型(简称干型)：在合箱和浇注前将整个砂型送入窑中烘 干;
（3）表面烘干砂型(简称表干型)：在浇注前对型腔表层用适当方
砂型铸造工艺流程及所需材料
2. 铸造工艺准备工作
2.3 铸造原材料的准备 铸造合金的种类：铸铁（灰口铸铁、白口铸铁）、铸钢（碳钢、低
合金钢、高合金钢）、铸造铝合金（铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金、 铝锌合金、铝锂合金等）、铸造铜合金（铸造黄铜、铸造青铜等）、镁 合金、轴承合金、钛合金、高温合金等。
为了获得化学成分合格的铸造合金，减少有害元素的含量，所采用 的金属原材料必须满足一定技术需求。
铸造用型砂的种类可分为石英砂、镁砂、橄榄石砂、锆英石砂、石 灰石砂、黏土砂、水玻璃砂、树脂砂、油砂等。
为获得优质的铸件和良好的技术经济效果，型砂按一定比例混合后， 应具有以下性能：
a、良好的成型性；
b、足够的强度；
c、一定的透气性；
d、较小的吸湿性；
e、较低的发气量；
f、较高的耐火度；
g、较好的退让性、溃散性和耐用性。
3.6 落砂 人工落砂：主要用于单件小批生产，对于有色合金铸件，基本上都
采用手工落砂。 机械落砂：效率高，但机器易损坏，维修调整困难，且噪声大。 清除砂芯的方法主要有水力清砂除芯法、水爆清砂除芯法等。
3.7 清理 铸件浇注后必须除去浇注系统和冒口，并进行表面清理去除铸件内
外的黏砂、分型面和芯头处的披缝、毛刺、冒口切除痕迹。 3.8 表面处理
铸件在进行上述处理以后，还需进行表面处理，防止铸件在使用过 程中发生腐蚀。
4.铸件质量检验与缺陷修补
4.1 铸件质量检验方法 铸件质量包括铸件的内在质量、外表质量、使用质量等。为了保证
铸件质量，铸造生产的各个环节，特别是清理后，都要进行质量检验。 具体的检验方法有：
a、外观缺陷检验； b、表面缺陷检验； c、内部缺陷检验； 此外，还需要进行铸件质量进行射线检验。 4.2 铸件常见缺陷 铸造工艺过程复杂，影响铸件质量的因素很多，往往由于原料控制 不严，工艺方案不合理，生产操作不当，管理制度不完善等原因，会使 铸件产生各种铸造缺陷。
粘土砂铸造工艺流程
粘土砂铸造工艺流程粘土砂铸造是一种常见的金属铸造方法，适用于制造各种形状和尺寸的铸件。
下面将介绍粘土砂铸造的工艺流程。
1. 模具制备根据需要制造的铸件形状和尺寸，制作模具。
模具可以由木材、铁板等材料制成。
模具的制作要求精确，以确保最终铸件的质量。
2. 砂型制备使用一种特殊的砂料，将模具内部涂覆一层薄薄的砂浆。
这种砂浆由粘土、石英砂和水混合而成。
砂型的厚度要根据铸件的要求进行控制，以确保铸件的精度。
3. 模具组装将制备好的砂型放入模具中，然后组装模具，确保砂型的完整性和稳定性。
模具的组装要牢固，以防止砂型在浇铸过程中变形或破裂。
4. 砂芯制备对于一些复杂形状的铸件，可能需要制作砂芯。
砂芯是一种在铸件内部放置的砂型，用于形成铸件内部的空腔或管道。
砂芯的制备与砂型类似，只是形状和尺寸不同。
5. 塑料模造在模具组装完成后，将塑料模放入砂型中，以形成铸件的外形。
塑料模是根据铸件的形状制作的，通常由塑料或其他可塑性材料制成。
塑料模的作用是在浇铸过程中形成铸件的外形，并保持砂型的完整性。
6. 铸造准备在进行铸造之前，需要进行一些准备工作。
首先，要准备好熔炉，将金属材料加热至熔化状态。
其次，要准备好铸造工具和设备，如铸造钢水、浇口和浇注杯。
7. 浇铸在一切准备就绪后，开始进行浇铸。
将熔化的金属材料倒入浇注杯中，然后通过浇口将金属注入砂型中。
在浇铸过程中，要注意控制浇注速度和温度，以确保铸件的质量。
8. 冷却和固化在金属注入砂型后，待铸件冷却和固化。
这个过程需要一定的时间，以确保铸件内部的金属完全凝固和固化。
冷却时间的长短取决于铸件的尺寸和金属的性质。
9. 脱模和清理当铸件完全冷却和固化后，可以进行脱模和清理。
首先，拆卸模具，取出砂型和塑料模。
然后，对铸件进行修整和清理，去除多余的砂浆和其他杂质。
10. 后续处理根据需要，可以对铸件进行进一步处理。
这可能包括热处理、表面处理、机械加工等。
这些后续处理的目的是提高铸件的性能和精度。
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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。
型砂经过无数次循环混制和浇
铸受热，惰性膜将多层重叠包裹，这个过程又叫鱼卵石化现象。
适当的鱼卵石化降低了石英含量，减轻型砂的热膨胀性，减少膨胀类缺陷。
当鱼卵石化过度惰性膜太厚时，由于惰性膜溶点低，降低了型砂总体的sio2 含量，使型砂耐火度（仅有1150 度）降低，如果浇铸温度高于1400〜1450 度时易引起铸件表面粘砂，产生机械粘砂，造成铸件表面不光洁。
4.造型时掉砂、塌箱死黏土没有粘结力，大量的死黏土造成型砂起模性差。
使型砂易塌箱、掉砂。
5.粘模
由于死黏土含量增加，这种型砂不仅不利于输送，而且在造型时容易脱膜。
6.旧砂中瓷化现象越来越多包裹沙粒的粘土由于受高温的影响，可瓷化成膜，膜的厚度、总量在一定的范围内对粘土砂是有益的，但超过一定的界限就会影响粒度分布及均匀性，影响强度。
7.简单的人工筛砂很多企业采用双砂制，简单人工筛分，加大量新砂和较多的辅料混制后用作面砂，背砂则是
定期筛分。
存在的问题较多；
a.旧砂含泥量严重超过工艺要求（多数》20%）;
b.加水量超过（%）
c.颗粒不匀，集中度很低;
d.铸件表面光洁度不能瞒住市场对铸件的要求，尤其是出口铸件;
e.相对废品率较高。
这一类型企业在我国铸造业中占相当大比例，其中包括一些产量上已形成较大规模（年产量超过的企
10000 吨）业，这些企业并不是不考虑旧砂的回收处理，而是受多方因素的影响。
列如：完整的砂处理生产线投资
大，工人维修保养素质相对低等。
这些企业都是我们重点服务的对象。
综上所述，目前国内铸造业在旧砂回用中存
在的主要问题是：
1.微粉含量过高。
2.砂温未能得到有效降低。
3.有机旧芯沙污染型砂，型砂质量下降。
4.大量淘汰旧砂，添加新砂，既增加成本又污染环境。
三．再生的意义
1. 对型砂方面；
有效去除型砂中的死黏土等微粉；
降低型砂水分加入量；
使型砂的分布粒度分布更匀；
降低新砂对型砂的污染，控制瓷化膜的总量；
降低新砂加入量；
型砂的温度，得到降低；
2. 对铸件质量方面；
提高表面光洁度；
降低废品率；
四.再生的使用方法及流程
1. 在线中加插再生系统
目前有简易的旧砂回用线，但含泥量较高，是旧砂粒度分布不匀，再线中加插再生机就可以解决问题。
2. 地面造型、无砂处理；
直接使用再生系统，再生的沙混制后作面砂，这样投资少，型砂的质量能得到有效控制。