铸造 类型.doc

铸造类型以型砂和芯砂为造型材料制成铸型, 液态金属在重力下充填铸型来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。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。新型大功率混砂机可使混砂工作达到高效率、高质量。以震实为主的震击压实式造型机的出现, 又显著提高了铸型的紧实度和均匀性。随着对铸件尺寸精度和表面质量要求的提高, 又出现了以压实为主的高压造型机。用高压造型机制造粘土湿砂型, 不但可使铸件尺寸精度提高, 表面质量改善, 而且使紧实铸型的动作简化、周期缩短, 使造型、合型全工序实现高速化和自动化。气体冲击加压的新型造型机,利用粘土浆的触变性, 可由瞬时施以 兆帕的压力而得到非常紧密的铸型。这些进展是粘土湿砂型铸造能适应现代工业要求的重要条件。因而这种传统的工艺方法一直被用来生产大量优质铸件。粘土干砂型制造这种砂型用的型砂湿态水分略高于湿型用的型砂。砂型制好以后,型腔表面要涂以耐火涂料,再置于烘炉中烘干, 待其冷却后即可合型和浇注。烘干粘土砂型需很长时间, 要耗用大量燃料,而且砂型在烘干过程中易产生变形,使铸件精度受到影响。粘土干砂型一般用于制造铸钢件和较大的铸铁件。自化学硬化砂得到广泛采用后,干砂型已趋于淘汰。化学硬化砂型这种砂型所用的型砂称为化学硬化砂。其粘结剂一般都是在硬化剂作用下能发生分子聚合进而成为立体结构的物质, 常用的有各种合成树脂和水玻璃。化学硬化基本上有种方式。①自硬: 粘结剂和硬化剂都在混砂时加入。制成砂型或型芯后, 粘结剂在硬化剂的作用下发生反应而导致砂型或型芯自行硬化。自硬法主要用于造型,但也用于制造较大的型芯或生产批量不大的型芯。②气雾硬化: 混砂时加入粘结剂和其他辅加物,先不加硬化剂。造型或制芯后, 吹入气态硬化剂或吹入在气态载体中雾化了的液态硬化剂, 使其弥散于砂型或型芯中, 导致砂型硬化。气雾硬化法主要用于制芯,有时也用于制造小型砂型。③加热硬化: 混砂时加入粘结剂和常温下不起作用的潜硬化剂。制成砂型或型芯后, 将其加热, 这时潜硬化剂和粘结剂中的某些成分发生反应, 生成能使粘结剂硬化的有效硬化剂, 从而使砂型或型芯硬化。加热硬化法除用于制造小型薄壳砂型外,主要用于制芯。化学硬化砂型铸造工艺的特点是:①化学硬化砂型的强度比粘土砂型高得多,而且制成砂型后在硬化到具有相当高的强度后脱膜,不需要修型。因而, 铸型能较准确地反映模样的尺寸和轮廓形状, 在以后的工艺过程中也不易变形。制得的铸件尺寸精度较高。②由于所用粘结剂和硬化剂的粘度都不高, 很易与砂粒混匀, 混砂设备结构轻巧、功率小而生产率高, 砂处理工作部分可简化。③混好的型砂在硬化之前有很好的流动性, 造型