砂型和砂芯的制造.ppt

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1、铸造工艺学编者：王文清、李魁盛讲授：杨思一第二篇砂型和砂芯的制造重点：型砂水分、透气性、强度；难点：型砂变形量的测试。型砂的分类按粘接剂的类型：粘土砂、树脂砂、水玻璃砂、油砂等。按粘结力产生机理不同：如图2-0-1。物理固结：不含粘结剂，用物理学原理。例如磁型铸造、V法造型。化学粘结：在造型（芯）时依靠粘结剂物理化学作用达到硬化，建立强度，使砂粒结合牢固。机械粘结：以粘土作粘结剂。第1章湿型第1节湿型铸造特点1.1粘土砂类型（1）按砂型在合箱和浇注时的状态湿砂型、湿型：不烘干。湿型使用最广泛、最简便，但是对于大件、厚件不适合，容易产生铸造缺

2、陷。干砂型、干型：合箱前烘干。干型强度高，气体少，退让性差，成本高，周期长。表面干型：在浇注前对型腔表层烘干，厚度5-10mm，大件大于20mm。（2）按造型时的使用情况面砂：特殊配制，覆盖在模样表面。背砂：填充砂箱用。单一砂：用于中小件，简化生产管理和操作。1.2湿型铸造的特点（1）优点不需要烘干，简化、灵活、生产周期短。成本低、生产率高、易于实现机械化。砂箱寿命长。（2）缺点易产生铸造缺陷，如气孔、夹砂、砂眼等。（3）湿型铸造的发展砂处理设备：湿型砂检测、质量保证程度提高。特别适用于机械化铸造，如高压、高密度造型，能生产高尺寸精度和好的

3、表面质量的铸件，见表2-1-1。获得轮廓清晰、表面光洁、尺寸精度高、内在质量好的铸件，必须保证型砂质量，从型砂的配方、混制、储运等方面必须始终保持优良性能。第2节湿型砂的性能要求、检测原理及检测方法对湿型砂的性能要求取决于铸造条件（包括：合金、浇注温度、模样、造型方法、铸件结构）。湿型砂的主要性能：水分、透气性、强度、紧实率、变形量、破碎指数、流动性、含泥量、颗粒组成、发气性、附加物含量、抗夹砂性、抗粘砂性等。检测方法在线检测：偏重造型性能，如紧实率、水分、抗压强度等，可及时反映现场砂处理情况，适用于流水线。线外检测：在实验室中检测，周期长

4、、效率低，不能实时控制，适用于手工造型、单件小批生产。2.1水分、最适宜干湿程度和紧实率（1）水分表示型砂中所含水的质量百分数。测定原理：称取50g型砂，在红外线烘干器中烘干，105-110℃，4-8min烘至恒重，称量烘干前后的质量变化。X=（G-G1）/G×100%局限性：只表达水的绝对数量，不代表型砂的干湿程度。如砂中含有大量的吸水性粉尘、型砂成分不同，最适宜干湿程度的水分不同。（2）手捏感觉型砂是否容易成团、是否沾手。易于成团，不沾手，且有柔和感觉，砂团上的手指痕迹清晰。局限性：凭经验、不够准确稳定，不能定量，欠科学。（3）紧实率方

5、法：如图2-1-1，用1MPa的压力紧实，测量紧实前后高度的变化率。已列入国家标准GB2684-81。紧实率=（筒高-紧实距离）/筒高×100%依据：较干的型砂自由流入试样筒时，砂粒堆得比较密实。在相同的紧实力作用下，型砂体积减小较少，紧实率高。这种砂发脆、韧性差，起模容易损坏，砂型转角处容易破碎，铸件容易产生冲砂、砂眼缺陷；而较湿的型砂流动性差，未被紧实前砂粒堆积疏松，紧实后体积减少较多，紧实率低。使用这种砂浇注时急速产生大量气体，铸件可能产生气孔、胀砂、夹砂、表面粗糙。因此，根据紧实率大小的变化，就可以检查出型砂水分是否合适，克服了主观

6、因素。应用：加水量根据紧实率范围控制，称为最适宜水分。如：手工造型用型砂，在最适宜干湿状态下的紧实率接近50%，高压造型为35-45%，挤压造型为35-40%。2.2透气性（1）概念：紧实的型砂能让气体通过而逸出的能力，用透气率表示。对铸造的影响：过低会产生气孔、呛火、浇不足；过高表明砂粒间空隙较大，金属液易渗入，造成表面粗糙、粘砂。影响透气性的因素：砂粒大小、分布、粒形、含泥量、粘结剂及加入量、紧实度。（2）测量方法原理：通过在一定条件下气体流过式样时所受到的阻力的大小来间接反映。用在单位压力下通过单位面积和单位长度试样的气体量来度量。测

7、量方法标准法：如图2-1-2，在水封钟罩内吸入2000cm3空气，造成10g/cm2的压力条件，用秒表测出在该压力下2000cm3空气通过试样流出的时间t，并记下气压计读数（p）透气率k=VH/Spt式中:V--通过式样的空气体积，2000cm3；p--试样前压力（mmH2O）；H--试样高度；S--式样截面积；t--2000cm3空气通过式样的时间。2.3湿态强度（1）对铸造过程的影响：承受工序中的机械力、浇注时的冲刷、静压力。过低：塌箱、砂眼、胀砂、跑火。过高：增加粘土和最适宜含水量，降低透气性；提高成本；增加混砂、紧实、落砂困难。（2

8、）测量：用标准式样在外力作用下遭到破坏时的应力值表示。MPa、KPa。指标：湿态抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、劈裂强度湿态抗压强度表示起模后砂型（芯）自身及受外力作用时能保持型腔