造型材料及型芯砂工艺(精)
第二节砂型铸造及工艺方案选择
上 上
下 下
a)不合理
b)合理
起重机卷筒的浇注位置分析
伞齿轮
2。铸件的大平面应放在下部。
具有大平面的铸件正确的浇注位置
3。铸件的薄壁部分应放在铸件下部或放在内浇口以下。
下 上
a) 不正确
曲轴箱的浇注位置
上 下
b) 正确
4。易于产生缩孔、缩松的铸件，应把厚大部位放在上面或侧 面，以便于安放冒口补缩。
2 铸件的大平面应朝下。 原因:上表面出现缺陷,尤其易夹砂.
3 面积大的薄壁部分放下面或侧面，有利于金属充填, 防止浇不足。
4 易形成缩孔的铸件,厚的部分放在铸型上部或侧面,便于 安置冒口,以补缩.
1。铸件中质量要求高或重要的加工表面，浇注时应尽可能放 在下面，如有困难则应放在侧面。
上 中
中 下 车床床身浇注位置
2) 冷铁应用:
(1) 分类: 外冷铁:只和铸件外表面接触而起激冷作用,与型砂一起清出, 可重复使用. 内冷铁:浇注后冷铁被金属液包围与铸件熔合在一起.有气密性 要求的部分不能用.
(2) 作用: 减少冒口数量: 改善凝固顺序,有利外缩. 可减少冒口尺寸: 加内冷铁,加快铸件冷却. 消除局部热节处的缩孔和缩松: 加外冷铁.
为了便于起模或从芯盒中取出型芯，应做出一定的斜度。 4、最小铸出孔及槽 5、铸造圆角
1 机加余量 机械加工余量：在铸件的加工面上预先留出的准备在 机械加工时切去的金属层厚度。
1) 金属种类: 灰口铸铁:表面平整,加工余量少. 铸钢:浇注强度高,表面不平,加工余量大. 有色金属:表面光洁. 2) 生产条件:大批量生产:机器造型,加工余量少.
浇注位置； 分型面； 型芯的数量、形状、 尺寸及固定方法； 加工余量； 收缩率； 拔模斜度； 浇注系统； 冒口和冷铁的尺寸和 布置等。
砂型精密组芯工艺
砂型精密组芯工艺砂型精密组芯工艺是一种常用的铸造技术，用于生产具有复杂内腔结构的铸件。
本文将介绍砂型精密组芯工艺的原理、步骤和应用。
砂型精密组芯工艺是指在铸造过程中，通过使用砂型作为模具，在模型内部形成精密的芯组结构。
砂型精密组芯工艺通常用于制造具有复杂内腔结构的铸件，如汽车发动机缸体、涡轮叶片等。
砂型精密组芯工艺主要包括模型制备、芯盒制备、芯组装和浇注等步骤。
首先，根据铸件的要求，设计和制作出模型，模型通常由铸造模具制造技术制作而成。
然后，根据模型的形状和尺寸，制备出适合的芯盒，芯盒通常由金属或塑料材料制成。
接下来，将芯盒放置在合适的位置，然后将砂型料填充到芯盒中，形成芯型。
最后，在浇注前，将芯型组装好，并进行必要的修整和处理。
在浇注过程中，熔融金属被倒入砂型内部，填充整个空腔，并在凝固后形成所需的铸件。
砂型精密组芯工艺具有以下优点。
首先，它可以制造出具有复杂内腔结构的铸件，如内部通道、螺纹等。
其次，砂型精密组芯工艺可以提高铸件的精度和表面质量，减少加工工艺的需要。
此外，砂型精密组芯工艺还可以降低生产成本，提高生产效率。
砂型精密组芯工艺在许多领域都有广泛的应用。
首先，它被广泛应用于汽车工业，用于制造发动机缸体、曲轴箱等关键零部件。
其次，砂型精密组芯工艺在航空航天领域也有重要应用，用于制造航空发动机叶片、涡轮等关键部件。
此外，砂型精密组芯工艺还在能源领域、军工领域等多个领域中得到广泛应用。
砂型精密组芯工艺是一种重要的铸造技术，可以制造出具有复杂内腔结构的铸件。
它具有制造精度高、表面质量好、生产效率高等优点，在汽车工业、航空航天领域等多个领域中得到广泛应用。
随着科技的不断进步，砂型精密组芯工艺将会得到进一步的发展和应用。
树脂砂造型、制芯作业指导书
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作业指导书
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一、适用范围
本指导书适用于砂铸铸钢（碳钢、不锈钢）、铸铁件树脂砂造型、制芯。
二、操作规则
为了提高造型工的技术水平，规范树脂砂的造型、制芯工艺，提高铸件的合格率，特制定本工艺守则：
1、造型前准备：
操作者应按照树脂砂混砂工艺，对型砂质量进行确认。
对所用型板、芯盒的表面质量进行确认，不得有少肉、破损的现象。
下芯、合箱，砂芯按定位放入下型位置，确认壁厚等没有问题后，在上下箱按定位紧合。
紧固砂箱、放压箱铁，确保浇注时不跑火。
四、注意事项：
砂型表面要均匀、细心。
铸件壁厚要符合图纸要求。
锁紧、压箱铁要足够，严防浇注跑火。
第一页
把浇冒口、冷铁按照要求放到型板的指定位置，然后开始填砂。填砂时要注意，不要把砂头填到型板的表面。
尖角部位要注意捣实。扎出气来自。起模（起模时要注意：等90%固化后起模，这样，既能保证砂型不变型，又能保证砂子有一定的柔韧性。
修型，把砂型断裂处用粘结剂粘接好
刷涂料，在型腔内部、浇口、冒口根部均匀涂刷上涂料，涂料厚度在之间，必要时要涂刷两遍，然后烘干。
对型板、芯盒的定位进行检查，不得有松动、定位不正的现象。
对砂型用涂料进行检查，确认其涂刷性、表面强度。
按照要求，把浇冒口、冷铁准备齐全。
2、工艺参数
，涂料厚度在，要求均匀无鱼鳞纹
砂型内表面均匀、细致，无缺损现象。
三、操作过程：
把模型、芯盒放好，按照工艺要求，把浇冒口、冷铁准备好。
利用锁紧装置把芯盒紧固好。
砂型铸造粘土烘干砂型及型芯的工艺解读
砂型铸造粘土烘干砂型及型芯的工艺解读【砂型铸造粘土烘干砂型及型芯的工艺解读】一、砂型铸造的历史其实啊，砂型铸造可不是什么新鲜玩意儿，它可是有着悠久历史的“老家伙”啦。
砂型铸造的起源可以追溯到几千年前。
早在古代，人们就发现了用沙子来制造模具的方法。
那时候，没有现代的高科技设备和复杂的材料，但是智慧的劳动人民凭借着自己的经验和创造力，就能够用简单的工具和天然的沙子来铸造出各种金属制品。
比如说，古代的青铜器很多就是通过砂型铸造制造出来的。
虽然当时的工艺比较粗糙，但是已经能够满足基本的生产需求。
随着时间的推移，砂型铸造技术不断发展和完善。
在工业革命时期，大规模的机械化生产使得砂型铸造得到了更广泛的应用。
它成为了制造各种金属零部件的重要方法，为工业的发展做出了巨大的贡献。
二、制作过程1. 原材料准备说白了就是先把要用的东西准备好。
砂型铸造粘土烘干砂型及型芯的主要原材料包括铸造用砂、粘结剂（通常是粘土）、水以及一些附加物。
铸造用砂就像是做蛋糕的面粉，得选颗粒大小合适、形状规则的。
粘土呢，就像是把沙子粘在一起的胶水，让砂型有足够的强度。
水的作用是让粘土和砂能够混合均匀。
比如说，我们家里盖房子用的沙子，如果颗粒太大或者太小，都不太好，铸造用砂也是这个道理。
1.1 混砂接下来就是混砂啦。
把准备好的砂、粘土和水放到混砂机里，让它们充分混合在一起，形成均匀的型砂。
这就好比我们包饺子的时候，要把面粉和水揉成面团，得揉得均匀，不能有干面粉也不能太稀。
混砂也是一样，要让型砂的性能达到最佳状态。
1.2 造型有了型砂，就可以开始造型啦。
根据要铸造的零件形状，用型砂做出砂型和型芯。
这就像我们用泥巴捏东西，想要捏出什么样的形状，就按照那个样子去塑造。
比如说要铸造一个汽车发动机的缸体，就得先做出一个和缸体内部形状一样的型芯，然后再做出外面的砂型。
1.3 烘干造型完成后，就要进行烘干。
把做好的砂型和型芯放进烘干炉里，通过加热去除其中的水分，提高强度和透气性。
造型制芯
造型 工 艺 准 备 合箱 造芯 浇注 落砂 清 理
检验
配砂、制模
3
第一节
造型必备专业知识
一、砂箱造型
1.整模造型
将模样做成整体形状，分型面位于 模样的某个断面上，模样可直接从 砂型中起出，这样的造型方法叫做 整模造型。
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第一节
图6-1 整模造型 过程
造型必备专业知识
a)铸件 b)造上型 c)刮平 d)翻转上型、起模 e)造下型 f)合型
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整模造型
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挖砂造型
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假箱造型
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三箱造型
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活块造型
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砂型铸造
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金属型铸造
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分模造型
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第一节
2.分模造型
造型必备专业知识
有些铸件如圆柱体、套筒类、管子类等，都有一 个共同的特点，即存在一个过轴线的最大截面， 而模样往往沿着这个最大截面分成两部分，利用 这样的模样造型就叫做分模造型。
所谓导向刮板造型是指将导板(导轨)放在分型面上，刮板沿 着导板移动而刮去多余型砂使之成型的造型方法。
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第一节
造型必备专业知识
图6-33 导向刮板造型 a)弯管铸件示意图 b)刮板与实样模部分 c)刮制上砂型 1—法兰及芯头模样 2—刮板 3—导轨
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第一节
(1)造型过程
造型必备专业知识
1)先做一个假箱，将导轨埋入假箱中，使导轨的上平面与假箱分型面 平齐，将上半部法兰及芯头模样固定在导轨上。 2)安放上砂箱、浇冒口模样，填砂舂制上砂型。 3)翻转砂型，取出填充物，再用刮板沿着导轨刮去多余的型砂。 4)拆去导轨和法兰，开挖浇道，修整上砂型。
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第一节
《金属工艺学》实验指导书
《金属工艺学》实验指导书实验一手工造型一、实验目的1、了解型砂、型芯砂等造型材料的组成、性能及其制备；2、了铸造生产的工艺过程及其特点、握简单铸型的造型方法。
二、实验设备、仪器型砂、砂箱、模样等造型用具。
三、安全规程：1、不得在实习场地用砂打闹、嬉戏。
2、不得将造型工具乱扔、乱放，或者用工具敲击砂箱及其它物件。
3、紧砂时不得将手放在砂箱上。
4、在造型场内行走时要注意脚下，以免踩坏砂型或被铸件、砂箱等碰伤。
四、实验步骤1、型砂的组成为满足上述各种性能要求，型砂要用多种原料按一定比例在混砂机器中混制而成。
常用的原料有：（1）原砂：即新砂。
最常用的铸造砂是硅质砂。
主要成分SiO2，铸造用砂SiO2的含量85-97%。
（2）附加物：为改善某些性能而加入的材料。
主要有：煤粉、重油：作用在于提高铸件表面质量。
（3）粘接剂：粘接剂作用是用来粘接砂粒的材料。
主要有：粘土、水玻璃、树脂、合脂、植物油等。
（4）水：加入水的目的是和粘土混合形成粘土浆，包附在单个砂粒的表面，使砂粒之间具有一定粘接力。
粘土与水分的重量比为3：1时型砂强度可达最大值。
2、型（芯）砂的混制混砂的目的是将型砂的各种组成原料混合均匀，进而使粘接剂均匀分布在砂粒表面，形成粘土膜。
首先要根据铸件的金属材料（铸铁、铸钢、有色金属）大小，来确定型砂中SiO2的含量，砂粒的大小，形状，是否增加附加物和选择那种粘接剂。
选择材料后一般在混砂机中混砂，机器混砂的优点是：混拌均匀，混砂质量较好。
型砂的混制过程是：按配方加入新砂、旧砂、粘接剂和附加物，先干混1~2min，再加入水湿混3~4min，性能符合要求后出砂，使用前要过筛并使其松散，可用手感法检验型砂的干湿程度。
对于砂处理机械化生产线，也可用型砂质量控制仪在线自动控制型砂质量。
3、砂型的组成砂型是由上、下型形成的型腔（获得铸件形状的空腔）、砂芯、浇注系统和砂箱等部分组成。
如图所示（1）砂箱：造型时填入型砂的容器，分上、中、下等砂箱。
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
铸造芯砂工艺流程
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。
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陕西金鼎铸造有限公司
从广义上讲，凡是用来制造铸型（包 括芯子）的材料都属于造型材料。铸造生 产中使用的铸型有砂型、金属型、陶瓷型、 石膏型等等，需要各种各样大量的造型材 料。在以上各种铸型中，最普遍和大量使 用的是砂型。在我国或世界范围内，用砂 型生产的铸件占铸件总生产量的80%以上， 因此，在铸造行业里，一般说到造型材料， 通常指的是砂型铸造用的造型材料，包括 所用的各种原材料、混合料及涂料等。
不同的膨润土，丧失粘结能力的温度不同。 由差热分析实验证明： 天然钠基膨润土的失效温度为638℃，钙基膨 润土为316℃.由此可见，粘土砂中，存在两种 膨润土：一种是有效膨润土，另一种是死粘土。 死粘土越多，粘土粘结性能越差。
1.3煤粉
铸铁用湿型砂中加入煤粉，可以防止铸 件表面粘砂缺陷，改善铸铁件的表面光洁程 度，能减少夹砂缺陷,同时也起到提高型砂溃 散性的作用。对于湿型铸造球墨铸铁件，型 砂中加入煤粉，还能防止产生皮下气孔。
第一章
湿型砂
第一节 湿型用原材料
湿型砂造型使用的原材料通常包括原砂、 膨润土、煤粉及其它一些辅助材料，例如糊精、 淀粉、重油等。
1.1硅砂（原砂） 硅砂的主要化学成分是SiO2。我国铸造生产中 所用硅砂，根据其来源和加工方法不同，可以 分为天然硅砂和人工硅砂两大类。
天然硅砂是由火成岩经过风化或变质作用， 逐渐剥裂、细化，坚硬的石英颗粒与其他矿物 颗粒部分分离，然后再经水流或风力搬运沉积 形成砂矿。这些砂矿按其成矿条件和特点，可 分为河沙、湖砂、海砂、风积砂等几种。海砂 和湖砂又可细分为海（湖）滩砂、沉积砂、堆 积砂等。
方法和AFS平均细度表示法。 硅砂的颗粒形状是根据砂粒的圆整度和表 面棱角磨圆的程度来区分的。我国现行的《铸 造用硅砂》标准采用角形因数值对硅砂的各种 粒型进行大致的定量划分。但是实际应用中大 部分硅砂其颗粒形状都是混合的，天然硅砂的 角形因数都在1.2~1.45之间。颗粒较圆的砂粒， 混合料的流动性和紧实密度较高，砂粒间的接 触点和粘结剂“连接桥”的截面积增大，对提 高混合料的强度有利，砂粒排列约紧密，对提 高混合料的强度越有利，但是砂粒在高温状态 下的线膨胀量及膨胀应力也越大。
型砂铸造不但为汽车、拖拉机制造等行业 中大批量铸件生产时所采用，也为众多的单件 小批铸件生产企业所采用。 在无机化学粘结剂型砂中，目前主要应用 的是水玻璃砂。而有机化学粘结剂型（芯)砂 的品种繁多，从早年开始用的桐油砂、亚麻油 砂，到今天广泛采用的合成树脂粘结剂应有尽 有。人们可以根据造型或制芯的需要，以及来 源、价格、设备条件等方面来综合考虑采用哪 种粘结剂。
下表为公司所用原砂的技术要求
1.2膨润土 膨润土是湿型砂的粘结剂，起到粘结砂粒的 作用。 铸造用膨润土主要是由蒙脱石矿物组成，可 分为钙基膨润土和钠基膨润土两大类。 膨润土的湿态粘结能力只有在加水以后才能 表现出来。膨润土的复用性又称为膨润土的热稳 定性或耐用性，是指在型砂中经高温金属液加热 的膨润土再次加水后，仍然具有粘结力，能够反 复配制型砂的性能。膨润土的结构水在一定温度 下脱出以后，即丧失粘结能力，成为死粘土。
砂型铸造是指造型材料以原砂为骨料的铸 造工艺型砂，按所用粘结剂可分为粘土型砂、 无机粘结剂型（芯）砂和有机粘结剂型（芯） 砂等。在这些型（芯）砂中，最为常用的是粘 土湿型砂（也称潮模砂），即不经烘干的粘土 砂。用这种铸造材料生产的铸件大约占所有用 砂型生产铸件产量的 70~80%，适用于铸铁、 非铁合金中小铸件和小型铸钢件的生产。粘土 湿型砂采用天然矿物膨润土作为粘结剂，其来 源广泛、价格低廉，浇注后的型砂可以经过处 理后反复使用，可缩短生产周期。所以粘土湿
煤粉的作用机理： ①气膜隔离理论 浇注时型砂中的煤粉产生大 量的还原性气体，使砂型\金属界面形成一层 气膜，阻止铁水钻入砂粒空隙中。 ②胶质体封孔理论 型砂中的煤粉受热后成为
固、液、气三项的胶质体，胶质体的膨胀能 够堵塞砂粒空隙，阻止铁水钻入沙粒空隙。 ③气体防氧化理论 煤粉中的挥发分在高温下 气相热解，产生大量的还原性气体，能够阻 止铁液氧化，避免氧化铁与石英砂产生化学 应。 ④光亮碳防润湿理论 浇注时型砂中的煤粉析 出微细晶粒的光亮碳，沉积在砂粒表面，使 砂粒不被铁水润湿，避免铁水借助表面张力 向砂粒空粒 经加工后仍然保持原来的形状，因此粒型大多 呈钝角型。 硅砂的含泥量：原砂中含有的直径小于 0.02mm的颗粒其质量分数成为原砂的含泥量。 水洗砂、擦洗砂和精选砂的含泥量分别规定为 1%、0.3%和0.2%以下。生产经验表明，粘土型 砂用硅砂的含泥量最好＜0.8%，树脂砂等有机 粘结剂砂芯用硅砂的含泥量最好＜0.3%，而且 越低越好。 硅砂的粒度反应硅砂的颗粒大小及分布状 态。硅砂粒度主要有两种表示方法，即以主要 粒度组成部分的三筛或四筛的首尾筛号表示的
现有的三条生产线（小件线、1280线、 静压线）都是采用粘土湿型砂造型，但三条线 型砂的性能状况截然不同所。我公司有多种制 芯方式，相应的芯子分别为：改性植物油砂芯、 气硬砂芯、自硬砂芯、热芯盒覆膜砂芯、冷芯 盒砂芯。还有针对部分产品表面质量要求，芯 子表面要刷涂料，有水基涂料也有醇基涂料等。 现针对生产中应用到的造（芯）材料： 湿型砂、芯砂、涂料分别做一介绍。
我国内蒙通辽的西辽河上游一带的风积砂， 黄河故道以及其他河流的河砂，潘阳湖、洞庭 湖等湖泊周围的湖砂其SiO2质量分数都在 85%——93%之间，是我国主要的铸铁件用砂产 地。福建闽江口以南和海南文昌、东部沿海以 及广东珠江三角洲新会等地有大量天然硅砂， SiO2质量分数在97%以上，可用于铸钢件的生 产，具有良好的开发前景。 人工硅砂是将硅石岩或硅砂岩经过采矿、 清洗、粗碎、细碎、筛选等加工而成。硅石岩 的二氧化硅含量很高，但岩石坚硬，破碎后所 得砂粒为尖角形。硅砂岩由砂粒天然胶固成团