第三章砂型铸造
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金属工艺学部分课后习题解答
补充习题
下列铸件在大批量生产时，以什么铸造措施 为宜？ 铝活塞金属型铸造、汽轮机叶片熔模铸造、 汽缸套离心铸造、车床床身砂型铸造、摩托车 气缸体压力铸造、汽车喇叭压力铸造、大口径 污水管离心铸造、大模数齿轮滚刀熔模铸造
压力加工：第二章 铸造
7 图示零件采用锤上模锻制造，请选择最合适旳分模面
位置？ p127
I
铸造：第三章 砂型铸造
5.图示铸件在单件生产条件下该选用哪种造型措施？
方案I： 分型面为曲
面，不利于分型。
I
方案II：分型面在最
II
大截面处，且为平面，
方案可行。
铸造：第三章 砂型铸造
5.图示铸件在单件生产条件下该选用哪种造型措施？
I II
两方案均可， 但型芯头形状 不同。
铸造：第三章 砂型铸造
铸造：第一章 铸造工艺基础
8.试用下面异形梁铸钢件分析其热应力旳形成原 因，并用虚线表达出铸件旳变形方向。p49
形成原因：壁厚不均匀。
铸造：第三章 砂型铸造
5.图示铸件在单件生产条件下该选用哪种造型措施？
p73
I方案存在错箱可能。 该零件不算太高，故 方案II稍好，从冒口
II
安放来看，II方案轻 易安放。
焊接措施: 手工电弧焊、二氧化碳气体保护焊
端面车刀
6.图示铸件有几种分型方案？在大批量生产中应选择 哪种方案？ p73
应采用方案I，方案II
I
型芯稳定，但φ40凸台
阻碍拔模。
II
铸造：第三章 砂型铸造
6.图示铸件有几种分型方案？在大批量生产中应选择 哪种方案？ p73
I
III II
应采用方案III，方案I需要活块，且下面活 块难以取出；方案II需要挖砂。
第三章 砂型铸造
工艺参数的选择
起模斜度：
工艺参数的选择
④型芯头： 型芯头的形状和尺寸对型芯装配的工艺性和 稳定性有很大影响。设计时要考虑到定位准确， 合箱方便。
综合分析举例
支座:材料HT150
典型零件造型工艺分析
第三章 砂型铸造
砂型铸造： 是应用最广泛的铸造方法。掌握砂 型铸造是合理选择铸造方法和正确设计 铸件的基础。 砂型铸造的生产流程：【流程图例】
流程图例
第一节 造型方法的选择
根据完成造型工序的方法不同造型 分 为以下二种： 【手工造型】紧砂与起模由手工完成。 【机器造型】紧砂与起模由机器完成。
一、手工造型
④ 易形成缩孔的铸件，较厚部分置于上部或侧面
⑤ 应尽量减少型芯的数量
⑥ 要便于安放型蕊、固定和排气
合理的方案：
不合理：
二、分型面的选择原则
铸型分型面的选择： 分型面为铸型之间的结合面，分型面选择是否合 理，对铸件的质量影响很大。选择不当还将使制模、 造型、合型、甚至切削加工等工序复杂化，分型面的 选择应在保证铸件质量的前提下，使造型工艺尽量简 化，节省人力、物力。分型面选择应考虑以下原则： ①分型面应选择最大截面处； ②分型面的选择应尽量简化工序； ③分型面应尽量平直； ④基准面放在同一个砂箱中； ⑤尽量减少分型面； ⑥使型腔和主要芯位于下箱；
② 铸件宽大平面应朝下
这是因为在浇注过程中，熔融金属对型腔上表面 的强烈辐射，容易使上表面型砂急剧地膨胀而拱起 或开裂，在铸件表面造成夹砂结疤缺陷。
③ 面积较大的薄壁部分应置于铸型下部或垂直（倾斜） 位置
如箱盖铸件，将薄壁部分置于铸型上部，易产 生浇不足、冷隔等缺陷。改置于铸型于下部后，可 避免出现缺陷。
手工造型操作灵活，工艺装备简单， 生产准备时间短，适应强。可用于各种大 小形状的铸件。但是，手工造型对工人的 技术水平要求较高。生产率低，劳动强度 大，铸件质量不稳定，主要用于单件、小 批量的生产
第三章 砂型铸造 Sand casting
§2 浇注位置与分型面的选择
The Choice of Pouring Location and Mould Joint
一、浇注位置的选择原则 铸件的重要加工应朝下 铸件的大平面应朝下 面积较大的薄壁部分应置于铸型下部或 倾斜放置 对易产生缩孔的铸件，厚的部分应放在 分型面附近的上部或侧面，以利安置补 缩冒口
§3 工艺参数的选择
The choice of Technological Parameters
机械加工余量 工艺参数 拔模斜度 收缩率 型芯头 一、机械加工余量和铸孔 Machining Allowance and Casting Hole GB/T11350-89 “铸件机械加工余量” GB6416 “铸件尺寸公差”
拔模斜度取值示意图
三、收缩率Rate of Shrinkage
由于合金在浇铸后的凝固、冷却过程中 有收缩，故在画铸造工艺图时应将模型 的尺寸相应放大。 放大量正好为合金的收缩量 灰口铸铁 0.7～1.0% 铸 钢 1.3 ～2.0% 铝硅合金 0.8 ～1.2% 锡青铜 1.2 ～1.4% 在画铸造工艺图时用定制的尺—缩尺
一、机械加工余量和铸孔
2、孔的加工—灰口铸铁的最小孔径 单件生产—φ30～50mm 成批生产—φ15～20mm 大量生产—φ12～15mm 注：零件图上不要求加工的孔、槽， 无论大小，原则上都要铸出。
二、拔模斜度pattern Taper
1、目的 p64 2 、表达 加工表面—结合加工余量直接画出 不加工表面—用文字注明 3、拔模斜度取值 一般取15 ’～3o，铸孔内壁取大一些3o～10o 立壁越高，斜度越小
第三章 砂型铸造 Sand cas作用：指导模型（芯盒） 设计，生产准备，铸型制造和铸件检验。 铸造工艺图的内容包括： 铸件的浇注位置、铸型分型面、型芯的 形状、固定方法、加工余量、拔模斜度、 收缩率、浇注系统、冒口、冷铁等。 举例
第二篇第3章砂型铸造
41
§2 浇注位置与分型面的选择 浇注位置是指浇注时铸件在铸型中所处的位 置。 选择浇注位置的 目的是为了保证铸件质量。 浇注位置的选择原则如下： 1 .铸件的重要加工面应朝下。 避免出现气孔、砂眼、夹杂
等缺陷
2 .铸件的大平面应朝下。 3. 铸件薄壁部分置于铸型下部或使其处于垂直 或倾斜位置。
52
增加外芯
方案A
上 下
凸台 妨碍起模
机床导轨 重要基准 应朝下
方案B
易产生错箱。可用于单件 生产。
53
Ⅱ
Ⅰ
型芯、型腔 大部分位于下 箱，方案合理
上箱 太高
54
上述选择浇注位置和分型面的诸原 则，对于某个具体铸件来说，往往难以 全面顾及，有时甚至相互矛盾。 因此，需要提出几种方案，抓住主 要矛盾，进行分析比较。一般说来，对 质量要求高的铸件应优先满足浇注位置 的要求，对质量要求不高或外形复杂， 生产批量又不大的铸件，应优先考虑分 型面。
第三章
砂型铸造
§1 造型方法的选择 §2 浇注位置与分型面的 选择 §3 工艺参数的确定 §4 综合分析举例
1
第三 章
生产特点：
砂型铸造
砂型铸造适合于各种金属的铸造生产,对铸件 的尺寸、形状基本没有限制。工装设备简单， 成本低，适合各种生产形式。 砂型铸造工艺方案的内容
为了获得健全的铸件、减少铸型制造的工 作量，达到优质高效益生产的目的，必须合理 的制订铸造工艺方案，并绘制出铸造工艺图。 其内容包括： 2
刮板造型
30
二 .机器造型（芯）
1.机器造型原理 如图所示
31
填 砂
进气 升 起
32
落 下 排气
撞 击
33
§2 浇注位置与分型面的选择 浇注位置是指浇注时铸件在铸型中所处的位 置。 选择浇注位置的 目的是为了保证铸件质量。 浇注位置的选择原则如下： 1 .铸件的重要加工面应朝下。 避免出现气孔、砂眼、夹杂
等缺陷
2 .铸件的大平面应朝下。 3. 铸件薄壁部分置于铸型下部或使其处于垂直 或倾斜位置。
52
增加外芯
方案A
上 下
凸台 妨碍起模
机床导轨 重要基准 应朝下
方案B
易产生错箱。可用于单件 生产。
53
Ⅱ
Ⅰ
型芯、型腔 大部分位于下 箱，方案合理
上箱 太高
54
上述选择浇注位置和分型面的诸原 则，对于某个具体铸件来说，往往难以 全面顾及，有时甚至相互矛盾。 因此，需要提出几种方案，抓住主 要矛盾，进行分析比较。一般说来，对 质量要求高的铸件应优先满足浇注位置 的要求，对质量要求不高或外形复杂， 生产批量又不大的铸件，应优先考虑分 型面。
第三章
砂型铸造
§1 造型方法的选择 §2 浇注位置与分型面的 选择 §3 工艺参数的确定 §4 综合分析举例
1
第三 章
生产特点：
砂型铸造
砂型铸造适合于各种金属的铸造生产,对铸件 的尺寸、形状基本没有限制。工装设备简单， 成本低，适合各种生产形式。 砂型铸造工艺方案的内容
为了获得健全的铸件、减少铸型制造的工 作量，达到优质高效益生产的目的，必须合理 的制订铸造工艺方案，并绘制出铸造工艺图。 其内容包括： 2
刮板造型
30
二 .机器造型（芯）
1.机器造型原理 如图所示
31
填 砂
进气 升 起
32
落 下 排气
撞 击
33
机械制造基础第三章砂型铸造
编辑ppt
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二、机器造型
• 机器造型是指用机械设备实现紧砂和起模 等主要工序的造型方法。
• 根据紧砂原理的不同，机器造型分为震压 造型、微震压实造型、高压造型、射砂造 型和抛砂造型等。
• 其中，以压缩空气驱动的震压式造型方法 最为常见。
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震压造型
以压缩空气为动力；通过 震击使砂箱下部的型砂在惯性 力下紧实，上部松散的型砂再 用压头压实。
所以，震压造型方法，型砂 紧实度不高，造型表面粗糙， 造型时噪声较大
编辑ppt
12
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(1)填砂
打开砂斗门， 向砂箱中放满 型砂。
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14
(2)震击紧砂
• 先使压缩空气从进气 口l进入震击气缸底部， 活塞在上升过程中
• 关闭进气口，接着又 打开排气口，使工作 台与震击汽缸顶部发 生一次震击。如此反 复进行震击，使型砂 在惯性力的作用下被 初步紧实。
大批量生产条件下，由于采用机器造型，故应改用图中所示的环状型芯，
使铸型简化成只有一个分型面，这尽管增加了型芯的费用，但机器造型
所取得的经济效益可以补偿而有余。编辑ppt
29
铸造工艺方案的确定
铸造工艺方案通常按以下步骤和原则进行 （1）选择浇注位置 （2）确定分型面 （3）确定铸造工艺参数 （4）画铸造工艺图
用于等截面或回转体的大、中型铸件的单件、小
批量生产编辑，ppt如带轮、飞轮等。
7
压环及其分型面
•为了适应不同的铸件和不同 批量的生产，手工造型的具体 工艺是多种多样的。 •图2—21所示为压环及其分型 面。由于压环的内径大、高度 小，这样便可利用起模后形成 的砂垛(即自带型芯)制出铸件 的内腔，不需另制型芯。但在 不同的生产条件下，采用的造 型方法也将有所不同。
第三章砂型铸造工艺精品PPT课件
• ②分型面尽量少，最好为平面
③分型面应选在铸件的最大截面
三、确定工艺参数
１．确定不铸出的孔和槽
直径小于３０mm的小孔及窄槽不铸出．（用 红笔打上叉）
２．机械加工余量
凡是加工面均要给出机械加工余量．（在加 工面上画条红线）
３．拔模斜度
凡是垂直于分型面的面均要给出一定的斜 度．（用红线画出或在工艺说明中说明）
You Know, The More Powerful You Will Be
谢谢你的到来
学习并没有结束，希望大家继续努力
Learning Is Not Over. I Hope You Will Continue To Work Hard
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
较高。
四、铸造及造型方法 １铸造方法
砂型铸造：精度、表面粗糙度要求一般时。 特种铸造：有特殊要求或直接形成零件时。
２造型方法
手工造型：单件、小批量生产时采用 机器造型：大批量生产时采用 湿型：重量较小时采用 干型：重量较大时采用
3.机器造型简介
第二节 铸造工艺图的绘制
一、确定铸造及造型方法
直浇口：将金属液从上至下引入砂箱，还利用自身高 度产生静压力，使金属液易于充填型腔。
横浇口：平稳分配金属液进入内浇口，并起挡渣作用。
内浇口：引导金属液进入型腔，控制金属液进入型腔 的方向和速度，调节铸件的冷却速度。
浇注系统设计主要是确定各浇口的尺寸及内浇口的开 设位置。
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
第二篇第3章 砂型铸造
b
凹槽、台阶和胖肚加圆孔
h<10mm,b<20mm 不铸出.
五.铸造圆角
为减少应力集中和造型时不塌箱,以及减少金属液流动时的阻
力,铸件的连接壁处应做成圆角. 一般中小件圆角半径在4~12mm内选取,相联两壁的平均厚度 大时取上限,小时取下限. 六、铸造尺寸精度
一级精度 适用于熔模铸造和其它工艺方法铸造成的精密铸件.
零件：铸件经切削加工制成的金属件。
砂芯：为获得铸件的内孔或局部外形，用芯砂或其他材料制成的，安放在 型腔内部的铸型组元。
芯盒：制造砂芯或其他耐火材料所用的装备。
第一节 造型方法
造型是砂型铸造的重要工序，大体分手工和
机器造型两大类。 手工造型主要用于单件或小批量铸件的生产， 而机器造型则主要用于大批量的铸件制造。
汽车后轮毂的分型方案
2.应尽量减少分型面的数目.
为简化操作过程,保证铸件尺寸精 度，应尽量减少 分型面数目, 减少活块的数目,特别是机器造型流水线生产, 通常只允许有一个分 型 面,而且尽量不用活块,常用砂芯代替活块.
上 下
上 中 中 下
(a) 一个分型面(机器造型)
b) 二个分型面(手工造型)
铸件的几种分型 方案
一、基本术语
铸型：用型砂、金属或其他耐火材料制成；包 括形成铸件形状的空腔、型 芯和浇冒系统的组合整体。 型腔：铸型中造型材料所包围的空腔部分。
铸件：用铸造方法制成的金属件，一般作毛坯用。
分型面：铸型组元间的接合面。分模面：模样组元间的接合面。 模样：由木材、金属或其他材料制成，用来形成铸型型腔的工艺装备。
锡青铜, 1.2—1.4%
2铸件形状及尺寸:收缩是非自由的,所以受铸件形状、 尺寸的影响.
第三章-砂型铸造
一. 浇注位置的选择原则
—— 保证铸件质量
1. 铸件的重要加工面应朝下或侧立
金属液中的 杂质,气体上浮, 底部金属更致密, 质量好.
2. 面积较大的薄壁部位 应朝下
可避免浇不足,冷隔缺 陷.
3. 铸件的大平面应朝下
可保证质量,避免产生夹 砂缺陷.
4. 需安放冒口的部位应放在分型面附近的 上部或侧面
§3-3 工艺参数的选择
一. 机械加工余量
加工余量过大切削加工费工,浪费金属;过小则 加工达不到要求而造成报废.5mm左右. 浇注时朝上的表面,其加工余量应比底面和侧面 大; 铸件尺寸越大,其加工余量应随之增大; 手工造型的加工余量应 比机器造型的大.
二. 拔模斜度
垂直于分型面的侧壁均应留 一定斜度,以便于起模.
为了便于安放冒口,以实现自下而上的顺序凝 固.
二. 铸型分型面的选择原则
——简化造型工艺 1. 应便于起模, 尽量减少分型面
采用外型芯减少分型 面(大批量可行)
2. 应便于造型,下芯,合箱和检验 3. 尽量使铸件全部或大部置于同一砂箱(一般 在下箱),以保证尺寸精度
上图 分型面I更合理 左图 (上) 分型面更合理
三. 收缩率
因收缩,铸件冷却后的尺寸比模型尺寸略微缩小, 故模型尺寸必须比铸件放大一个该合金的收缩量. 铸件的线收缩率因合金的种类不同而异: 灰口铸铁:0.7~1.0% 铸造碳钢:1.3~2.0%
四. 型芯头
作用:安放,稳定 型芯,排气 垂直芯头和水平芯头
§3-4 综合分析举例
支座的铸造工艺(如下图): 型芯安放稳固,凸台可 避免活块,全部在下箱,适宜各种批型铸造是 传统的铸造方 法,适用于各 种形状,大小 以及各种合金 铸件的生产.
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应用：最大截面在端都且为一平面的铸件， 应用较广。如齿轮坯、轴承、皮带、轮罩 等。
上砂箱
浇口棒 分型面
下砂箱
模样
轮罩
C第om三p章a砂ny型L铸og造o
第一节 砂型和砂芯的制造方法
分模造型
特点：模样在最大截面处分开，型腔 位于上、下两个砂箱中，操作较简单， 但制作模样较麻烦。
应用：最大截面在中部的铸件，常用 于回转体类等铸件。如套筒、水管、
刮板
砂箱
C第om三p章a砂ny型L铸og造o
第一节 砂型和砂芯的制造方法
三箱造型
特点：采用上、下、中三个砂箱，中箱高度与中间模样
的高度相等，要特制中箱。操作复杂，生产率低。
应用：单件小批生产，适合于中间截面小，两端截面大
的铸件。
上砂箱
分型面
中砂箱
下砂箱
分型面
实际生产中手工造型用材料、工具及造型方法
按造型（芯）时的机械化程度分类
C第om三p章a砂ny型L铸og造o
第一节 砂型和砂芯的制造方法
（1）手工造型（Hand Molding）
刮砂板
手
工 造
砂箱
底板
砂舂
Hale Waihona Puke 型工具通气针 起模针
皮老虎
镘刀
镘勺
提勾
C第om三p章a砂ny型L铸og造o
第一节 砂型和砂芯的制造方法
整模造型
常见手工造型方法
特点：模样为一整体，分型面为一平面， 型腔在同一砂箱中，不会产生错型缺陷， 操作简单。
LOGO 第三章 砂型铸造
第三章砂型铸造
砂型铸造重要概念 砂型铸造：利用型砂作铸型，将液态金属在重力下浇注到铸型中冷
却凝固成型的铸造方法。
❖ 型砂：是按一定比例配制的造型材料。 ❖ 砂型：型砂被舂紧在砂箱之中,连同砂箱一起称作砂型。 ❖ 铸型：铸型是型砂制成的组合整体,是金属液凝固后形成铸件的地方. ❖ 型芯：是用来获得铸件的内孔或局部外形，由芯砂制成的芯体.
性能
砂 粘结剂 水 附加物
足够的强度 良好的可塑性
高的耐火性和化学稳定性 一定的透气性 一定的退让性 出砂性（溃散性）
C第om三p章a砂ny型L铸og造o
第一节 砂型和砂芯的制造方法
二、砂型（芯）的制造方法分类
根据砂型（芯）粘结机理分类
C第om三p章a砂ny型L铸og造o
第一节 砂型和砂芯的制造方法
应用：只适用于中、小铸件成批或大量的生产。
C第om三p章a砂ny型L铸og造o
第一节 砂型和砂芯的制造方法
砂型铸造造型生产线
C第om三p章a砂ny型L铸og造o
第二节 粘土湿型
一、 湿型的原料
定义：造好的砂型不烘干，直接进行浇注的砂型。
1） 原砂
硅砂（SiO2，熔点：1713℃）以圆形颗粒为优。
C第om三p章a砂ny型L铸og造o
第一节 砂型和砂芯的制造方法
（2）机器造型（Machine Molding）
定义：将手工造型中的紧砂和起模实现了机械化的方法。 紧砂方法：压实、震实、震压等，以震压紧砂法为主。 起模方法:顶箱起模；翻转起模；漏模起模等。 特点：①生产率高，铸件尺寸精度较高；
②节约金属，降低成本； ③改善了劳动条件； ④设备投资较大。
❖ 蒙脱石结构是由两个硅氧四 面体夹一层铝氧八面体组成 的2：1型晶体结构
C第om三p章a砂ny型L铸og造o
第二节 粘土湿型
粘土粘结性
粘土水湿后使型砂具有粘结性 和可塑性 。干态下具有一定强度。
粘土的粘结力基于粘土质点的水 化作用，形成水化膜，对原砂粒起着 “桥”的作用而使之连结起来。
加入适量的苏打(Na2CO3) 水对粘土进行活化处理可提高 粘土的粘结性和可塑性。
C第om三p章a砂ny型L铸og造o
砂型铸造重要概念
砂型接触区——与金属液直接接触及其受影响的薄层（面砂 层），与铸件壁厚相当。
处于恶劣工作条件的部分是砂型接触区
C第om三p章a砂ny型L铸og造o
砂型铸造重要概念
金属与砂型接触区的相互作用
机械作用——冲击与冲刷等； 热的作用——由热交换引起； 化学作用——有机物、炭粉燃烧。
假箱造型
特点：将模型置于预先做好的假箱或成型底板上，可直 接造出曲面分型面，代替挖砂造型，操作较简单。 应用：用于小批或成批生产，分型面不平的铸件。
C第om三p章a砂ny型L铸og造o
第一节 砂型和砂芯的制造方法
刮板造型
特点：刮板形状和铸件截面相适应，代替实体模样，可 省去制模的工序。 应用：单件小批生产，大、中型轮类、管类铸件。如皮 带轮、齿轮等。
阀体、箱体、曲轴等。
上半模
分型面 套筒
下半模
C第om三p章a砂ny型L铸og造o
第一节 砂型和砂芯的制造方法
活块造型
特点：将模样上阻碍起模的部分做成活动，取出模样主体
部分后，将活块取出。操作难度较大，生产率低。
应用：造型较复杂，用于单件小批生产，带有凸台，难以
起模的铸件。
分型面
模样
模样
可用钉子、燕尾榫槽等方 法连接
C第om三p章a砂ny型L铸og造o
第一节 砂型和砂芯的制造方法
挖砂造型
特点：整体模样，分型面为一曲面，需挖去阻碍起模的
型砂才能取出模样。造型麻烦、生产率低。
应用：适宜中小型、分型面不平的铸件。
挖去分型 面上的砂
放置上 砂箱
下砂箱
模样
C第om三p章a砂ny型L铸og造o
第一节 砂型和砂芯的制造方法
按 wSiO2 (≥80﹪~95﹪) 分成7级( GB/T 9442— 1998)，泥含量越少越好。
硅砂主要应用于铸铁和铸造有色合金。
粘土型砂结构示意图 1-原砂粒 2-孔洞 3-附加物 4-粘土、水分胶 体
C第om三p章a砂ny型L铸og造o
第二节 粘土湿型
2）粘土
❖ 粘土（膨润土）：是以 蒙脱石（Al2O3-2SiO2-2H2O） 为主的含水粘土矿。
粘土型砂中水分 控制原理图
C第om三p章a砂ny型L铸og造o
第二节 粘土湿型
3）附加物（煤粉、渣油、淀粉等） 作 用：改善铸件表面质量。 机 理：在合金液的高温作用下于铸型表面
产生大量还原性气体（CO）, 防止 金属液被氧化，使金属液表面的氧 化物被还原。 加入量： 3﹪-8﹪（质量分数）
C第om三p章a砂ny型L铸og造o
结果： 1）导致铸件尺寸、形状和性能改变； 2）铸件可能出现表面夹砂、内外孔洞（气孔、
砂眼）、裂纹和变形等缺陷。
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第一节 砂型和砂芯的制造方法
一、砂型铸造的组成及性能
砂型铸造→铸型→
组成
型砂和芯砂。
造
造型材料（molding
型 材
material）：用来制造 料
铸型或砂型的材料。
上砂箱
浇口棒 分型面
下砂箱
模样
轮罩
C第om三p章a砂ny型L铸og造o
第一节 砂型和砂芯的制造方法
分模造型
特点：模样在最大截面处分开，型腔 位于上、下两个砂箱中，操作较简单， 但制作模样较麻烦。
应用：最大截面在中部的铸件，常用 于回转体类等铸件。如套筒、水管、
刮板
砂箱
C第om三p章a砂ny型L铸og造o
第一节 砂型和砂芯的制造方法
三箱造型
特点：采用上、下、中三个砂箱，中箱高度与中间模样
的高度相等，要特制中箱。操作复杂，生产率低。
应用：单件小批生产，适合于中间截面小，两端截面大
的铸件。
上砂箱
分型面
中砂箱
下砂箱
分型面
实际生产中手工造型用材料、工具及造型方法
按造型（芯）时的机械化程度分类
C第om三p章a砂ny型L铸og造o
第一节 砂型和砂芯的制造方法
（1）手工造型（Hand Molding）
刮砂板
手
工 造
砂箱
底板
砂舂
Hale Waihona Puke 型工具通气针 起模针
皮老虎
镘刀
镘勺
提勾
C第om三p章a砂ny型L铸og造o
第一节 砂型和砂芯的制造方法
整模造型
常见手工造型方法
特点：模样为一整体，分型面为一平面， 型腔在同一砂箱中，不会产生错型缺陷， 操作简单。
LOGO 第三章 砂型铸造
第三章砂型铸造
砂型铸造重要概念 砂型铸造：利用型砂作铸型，将液态金属在重力下浇注到铸型中冷
却凝固成型的铸造方法。
❖ 型砂：是按一定比例配制的造型材料。 ❖ 砂型：型砂被舂紧在砂箱之中,连同砂箱一起称作砂型。 ❖ 铸型：铸型是型砂制成的组合整体,是金属液凝固后形成铸件的地方. ❖ 型芯：是用来获得铸件的内孔或局部外形，由芯砂制成的芯体.
性能
砂 粘结剂 水 附加物
足够的强度 良好的可塑性
高的耐火性和化学稳定性 一定的透气性 一定的退让性 出砂性（溃散性）
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第一节 砂型和砂芯的制造方法
二、砂型（芯）的制造方法分类
根据砂型（芯）粘结机理分类
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第一节 砂型和砂芯的制造方法
应用：只适用于中、小铸件成批或大量的生产。
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第一节 砂型和砂芯的制造方法
砂型铸造造型生产线
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第二节 粘土湿型
一、 湿型的原料
定义：造好的砂型不烘干，直接进行浇注的砂型。
1） 原砂
硅砂（SiO2，熔点：1713℃）以圆形颗粒为优。
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第一节 砂型和砂芯的制造方法
（2）机器造型（Machine Molding）
定义：将手工造型中的紧砂和起模实现了机械化的方法。 紧砂方法：压实、震实、震压等，以震压紧砂法为主。 起模方法:顶箱起模；翻转起模；漏模起模等。 特点：①生产率高，铸件尺寸精度较高；
②节约金属，降低成本； ③改善了劳动条件； ④设备投资较大。
❖ 蒙脱石结构是由两个硅氧四 面体夹一层铝氧八面体组成 的2：1型晶体结构
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第二节 粘土湿型
粘土粘结性
粘土水湿后使型砂具有粘结性 和可塑性 。干态下具有一定强度。
粘土的粘结力基于粘土质点的水 化作用，形成水化膜，对原砂粒起着 “桥”的作用而使之连结起来。
加入适量的苏打(Na2CO3) 水对粘土进行活化处理可提高 粘土的粘结性和可塑性。
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砂型铸造重要概念
砂型接触区——与金属液直接接触及其受影响的薄层（面砂 层），与铸件壁厚相当。
处于恶劣工作条件的部分是砂型接触区
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砂型铸造重要概念
金属与砂型接触区的相互作用
机械作用——冲击与冲刷等； 热的作用——由热交换引起； 化学作用——有机物、炭粉燃烧。
假箱造型
特点：将模型置于预先做好的假箱或成型底板上，可直 接造出曲面分型面，代替挖砂造型，操作较简单。 应用：用于小批或成批生产，分型面不平的铸件。
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第一节 砂型和砂芯的制造方法
刮板造型
特点：刮板形状和铸件截面相适应，代替实体模样，可 省去制模的工序。 应用：单件小批生产，大、中型轮类、管类铸件。如皮 带轮、齿轮等。
阀体、箱体、曲轴等。
上半模
分型面 套筒
下半模
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第一节 砂型和砂芯的制造方法
活块造型
特点：将模样上阻碍起模的部分做成活动，取出模样主体
部分后，将活块取出。操作难度较大，生产率低。
应用：造型较复杂，用于单件小批生产，带有凸台，难以
起模的铸件。
分型面
模样
模样
可用钉子、燕尾榫槽等方 法连接
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第一节 砂型和砂芯的制造方法
挖砂造型
特点：整体模样，分型面为一曲面，需挖去阻碍起模的
型砂才能取出模样。造型麻烦、生产率低。
应用：适宜中小型、分型面不平的铸件。
挖去分型 面上的砂
放置上 砂箱
下砂箱
模样
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第一节 砂型和砂芯的制造方法
按 wSiO2 (≥80﹪~95﹪) 分成7级( GB/T 9442— 1998)，泥含量越少越好。
硅砂主要应用于铸铁和铸造有色合金。
粘土型砂结构示意图 1-原砂粒 2-孔洞 3-附加物 4-粘土、水分胶 体
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第二节 粘土湿型
2）粘土
❖ 粘土（膨润土）：是以 蒙脱石（Al2O3-2SiO2-2H2O） 为主的含水粘土矿。
粘土型砂中水分 控制原理图
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第二节 粘土湿型
3）附加物（煤粉、渣油、淀粉等） 作 用：改善铸件表面质量。 机 理：在合金液的高温作用下于铸型表面
产生大量还原性气体（CO）, 防止 金属液被氧化，使金属液表面的氧 化物被还原。 加入量： 3﹪-8﹪（质量分数）
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结果： 1）导致铸件尺寸、形状和性能改变； 2）铸件可能出现表面夹砂、内外孔洞（气孔、
砂眼）、裂纹和变形等缺陷。
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第一节 砂型和砂芯的制造方法
一、砂型铸造的组成及性能
砂型铸造→铸型→
组成
型砂和芯砂。
造
造型材料（molding
型 材
material）：用来制造 料
铸型或砂型的材料。