砂型造型工的选择.doc

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1、砂型造型工艺的选择砂型造型工艺在铸件生产过程中占有十分重要的地位，它直接影响铸件的质量水平、生产成本、生产效率及环境污染程度。砂型铸造方法可分为物理硬化造型方法和化学造型方法两大类。物理硬化造型方法主要有粘土砂型、实型铸造、V法造型法、冷冻造型法等。其中粘土砂型又分为湿型、干型和表干型。实型造型和V法造型法属于无粘结剂方法（干砂），采用负压成型。冷冻造型法则以水为粘结剂。化学造型方法主要有：水玻璃砂型、树脂砂型等。它们又都可分为加热硬化、自硬、吹气硬化等三种。水玻璃为无机粘结剂，树脂为有机粘结剂，选择砂型造型

2、工艺时，应遵循以下几项原则：1．应能保证铸件质量要求表1～3列出了砂型铸造各类合金铸件的质量公差、尺寸公差和表面粗糙度范围。表1砂型铸造的铸件质量公差等级/MT生产批量工艺方法铸钢灰铸铁球墨铸铁可锻铸铁铜合金轻合金成批和大量生产湿型粘土砂手工造型11~1311~1311~1311~1310~129~11湿型粘土砂机器造型和树脂砂壳型8~108~108~108~108~107~9小批和单件生产干、湿型粘土砂13~1513~1513~1513~1513~1511~13化学粘结剂砂12~1411~1311~1311

3、~1310~1210~12表2砂型铸造的铸件尺寸公差等级/CT生产批量工艺方法铸钢灰铸铁可锻铸铁球墨铸铁铜合金轻合金成批和大量生产湿型粘土砂手工造型11~1411~1411~1411~1410~139~12湿型粘土砂机器造型和树脂砂壳型8~128~128~128~128~107~9小批和单件生产干、湿型粘土砂13~1513~1513~1513~1513~1511~13化学粘结剂砂12~1411~1311~1311~1310~1210~12表3砂型铸造各类合金铸件的表面粗糙度范围铸件合金种类铸钢铸铁铸造有色金属

4、表面粗糙度Ra/um粘土砂型树脂砂壳型粘土砂型树脂砂壳型粘土砂型0.81.6**3.2****6.3+*+*12.5—25*++++50++++100+++200++400+注：“+”为可以达到的粗糙度，“*”为采取特殊措施后方能达到的粗糙度。目前广泛应用的造型工艺主要有粘土湿型砂工艺、CO2吹气硬化水玻璃砂工艺、有机酯自硬水玻璃砂工艺、酸自硬呋喃树脂砂工艺等。近年来，酯硬化酚醛树脂自硬砂造型工艺也得到了一定程度的推广应用。这些造型工艺的特点、对铸件质量的影响和适用范围分别简介如下：（1）粘土湿型砂工艺粘土湿

5、型砂工艺的优点是：①所用原材料价格便宜，来源丰富。②造型方便，砂型不必烘干，铸型生产周期短，效率高，易于实现大批量生产。③回用砂中未脱水失效的膨润土与水混合后即能恢复强度，旧砂回用性好，回用设备投资少。④经过长期应用，已经发展了一系列造型设备。⑤一般造型所生产铸件的尺寸精度不亚于化学自硬砂，射压造型、气冲造型和静压造型等高压造型方法所生产的铸件尺寸精度可与熔模铸造相媲美。粘土湿型砂不同机器造型方法所生产的铸件尺寸精度和表面粗糙度见表4。造型方法铸件基本尺寸/mm和公差等级/CT表面粗糙度Ra/um>40~63

6、>63~100>100~160>160~250普通机器造型8~98~98~99~1012.5~400射压造型6~76~76~77~86.3~50多触头高压造型、气冲造型、静压造型5~66~76~77~8表4粘土湿型砂不同造型方法的铸件尺寸精度和表面粗糙度由于上述优点，粘土湿型砂工艺在小型铸件特别是汽车、发动机、纺织机等各种大规模生产的铸铁件上得到了广泛的应用，其所占比例居各种铸型之首。但是，粘土湿砂型在浇注时，砂型表面产生水分的汽化和迁移，使铸件容易产生气孔、夹砂、砂眼、胀砂、粘砂等缺陷。（2）CO2吹气硬化

7、水玻璃砂工艺普通CO2吹气硬化水玻璃砂工艺是水玻璃粘结剂领域里应用最早的一种快速成型工艺。其优点主要有：①设备简单，操作方便，使用灵活。②粘结剂无毒无味，成本低廉。③砂型高温退让性好，铸件的收缩应力小。④粘结剂系统不含S、P、N，铸件表面无增硫现象。CO2吹气硬化水玻璃砂工艺在国内外大多数的铸钢件生产中得到了广泛的应用，主要用于中、小型铸钢件生产。但是，CO2吹气硬化水玻璃砂工艺的缺点也非常明显：①砂型（芯）强度低，水玻璃加入量高。②含水量大，易吸潮，冬季硬透性差。③砂型（芯）溃散性差，旧砂再生困难，大量旧砂

8、被废弃。过去由于溃散性和旧砂回用问题未很好解决，在一定程度上影响了水玻璃砂的扩大应用。近年来，人们对于水玻璃的基本组成和“老化”现象实质的认识深化和新型硬化工艺（如真空置换CO2气体硬化水玻璃砂工艺）等两方面均取得了突破性进展，在型芯砂保持足够的工艺强度的条件下，采用低含量泥量的优质天然硅砂，水玻璃加入量可降至4.0%，从而使水玻璃砂长期存在的溃散性差、旧砂不能回用问题地，得到了较好的解决。水玻璃旧