材料成形工艺ppt课件.ppt

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1、材料成形工艺宁波工程学院周志斌2011.11.023.4树脂砂型（芯）3.4.1砂芯的分级砂芯主要用来形成铸件的内腔、孔洞和凹坑等部分，在浇注时，排气条件也差，出砂、清理困难，因此对芯砂的性能要求一般比型砂高。为了便于合理地选用砂芯用芯砂的粘结剂和有利芯砂的管理，根据砂芯形状特征及在浇注期间的工作条件和产品质量的要求，生产上常将砂芯分为5级。1.I级砂芯砂芯剖面细薄、形状复杂、芯头窄小，大部分表面被金属包围，在铸件内形成不加工的表面质量好、光洁的内腔。例如缸盖水套砂芯、液压件的多路阀体砂芯等就属于I级。此级砂芯应具有很高的干强度、

2、好的断裂韧性和高温强度，好的透气性、出砂性、防粘砂性和低的发气性。2.Ⅱ级砂芯砂芯大部分表面被液体金属包围，形状较复杂，有局部薄断面，芯头比I级砂芯的大，在铸件中构成表面质量好、光洁、部分完全不加工的内腔，例如排气管、暖气片、潜液压泵叶轮、阀体的砂芯。此级砂芯也应具备高的干强度、高温强度、耐火度、防粘砂性、透气性、出砂性、以及低的发气性。3.Ⅲ级砂芯形状中等复杂，没有很薄的部分，但局部有凸缘、棱角、肋片、在铸件中构成重要的不加工表面的各种体积较大的砂芯，例如车床溜板箱砂芯、缸体的缸筒砂芯等属于此级。另外受到冲刷的砂芯，大铸件靠近浇

3、道的砂芯以及复杂的外廓砂芯也属于此级。所有这些砂芯应具有较好的干强度、透气性、出砂性、容让性和较高的表面强度。4.Ⅳ级砂芯外形不复杂，在铸件中构成还需机械加工的内腔，或形成虽不加工但对粗糙度要求不很严格的表面的砂芯，例如离合器外壳、车床主轴箱体的砂芯属于此级。另外具有一般复杂程度和中等复杂程度的外廓砂芯也属于此级。这些砂芯在表面强度足够的条件下应具有适度的干强度、良好的容让性。5.V级砂芯在大铸件中构成很大内腔的简单大砂芯，例如机床床腿砂芯属于此级。这些砂芯在浇注过程中只能热透很少一层，因此，砂芯中如加有有机粘结剂，就不能完全燃烧

4、和分解，而使出砂性很差，此类砂芯应有很高的容让性。各级砂芯所需的湿强度大都取决于砂芯特点和造芯工艺。如果砂芯在芯盒内硬化成形，则要求芯砂湿强度宜低，以保证有好的流动性和减轻造芯劳动强度。如果脱模后硬化，则Ⅲ、Ⅳ、V级砂芯要求有高的湿强度。对于I、Ⅱ级砂芯，尤其是I级砂芯，为使砂芯流动性好、发气性低，湿强度可低一些。3.4.2覆膜砂和壳法造型（芯）覆膜砂的概念：砂粒表面在造型前即覆有一层固体树脂膜的型砂或芯砂。覆膜砂的组成：1.原砂：原砂是构成覆膜砂的主体，对原砂的要求是：耐火度高，挥发物少，颗粒自身强度高，一般选用天然硅砂，这主要

5、是由于其储量丰富，价格便宜，能满足铸造要求。只有特殊要求的铸件才采用特种砂（如锆砂、铬铁矿、陶粒砂、磁铁矿砂等）作为覆膜砂的原砂。2.粘接剂目前普遍采用热塑性酚醛类树脂作为粘结剂,粘结剂的性能对覆膜砂的质量有重要影响,人们一直在致力于研究如何提高酚醛树脂的性能,国外已开发出不同性能的专用树脂,如高强度低发气树脂、易溃散树脂等，也有采用改性聚酯树脂替代酚醛树脂的报道，但未得到全面推广，至今仍普遍采用改性酚醛树脂。3.固化剂覆膜砂常规的固化剂是乌洛托品，其加入量是树脂的5%-20%。4.润滑剂、添加剂润滑剂的作用是防止结块,并提高覆膜

6、砂的流动性及脱模性.主要有硬脂酸钙、硬脂酸铣铵等。润滑剂应尽量选用熔点高的产品，以防止覆膜砂在使用过程中产生脱壳现象。添加剂的主要作用是改善覆膜砂的性能.目前广泛使用的添加剂主要有耐高温添加剂、易溃散添加剂、增强增韧添加剂、防粘砂添加剂和湿态添加剂等。许多覆膜砂厂都有独特的添加剂配方，添加剂的性能对特种覆膜砂的生产具有重要作用，是目前覆膜砂市场的核心竞争力之一。覆膜砂的制备工艺经历了干混法、冷覆膜法、温覆膜法、热覆膜法4个阶段，目前覆膜砂的生产几乎都是采用热覆膜法。热法覆膜工艺是先将原砂加热到一定温度，然后分别与树脂、乌洛脱品水溶

7、液和硬脂酸钙混合搅拌，经冷却破碎和筛分而成。由于配方的差异，混制工艺有所不同。壳法造型（芯）壳法：铸造生产中，砂型（芯）直接承受金属液作用的只是表面一层厚度仅数毫米的砂壳，其余的砂只起支撑砂壳的作用。如果砂壳的强度、刚度足够时，就可去掉或减薄支撑部分砂。这样制得的型或芯就是壳型或壳芯。①预热，250-300度，喷分型剂②翻转，结壳（15～50s)③复位，烘烤（30～90s)④顶出一、壳型（芯）的制造1.翻斗法—制作壳型翻斗法制造壳型工序示意图吹砂法制造壳芯示意图大型复杂砂芯底吹法制造小砂芯覆膜砂及壳法造型（芯）的特点具有适宜的强度

8、性能，应用广泛。流动性优良，砂芯成形性好，能制造最复杂的砂芯。砂芯表面质量好，可以获得较好铸件表面质量。溃散性好，有利于铸件清理，提高产品性能。砂芯不易吸潮，可长时间存放，便于存储、运输和使用。覆膜砂可以作为商品供应，使用单位具有较大的选择余地。3