A. 砂型鑄造的砂型製造
製造砂型的材料稱為造型材料,用於製造砂型的材料習慣上稱為型砂,用於製造砂芯的造型材料稱為芯砂。通常型砂是由原砂(山砂或河砂)、粘土和水按一定比例混合而成,其中粘土約為9%,水約為6%,其餘為原砂。有時還加入少量如煤粉、植物油、木屑等附加物以提高型砂和芯砂的 性能。
型砂和芯砂的質量直接影響鑄件的質量,型砂質量 不好會使鑄件產生氣孔、砂眼、粘砂、夾砂等缺陷。良好的型砂應具備下列性能:
1)透氣性型
高溫金屬液澆入鑄型後,型內充滿大量氣體,這些氣體必須由鑄型內順利 排出去,型砂這種能讓氣體透過的性能稱為透氣性。否則將會使鑄件產生氣孔、澆不足等缺陷。鑄型的透氣性受砂的粒度、粘土含量、水分含量及砂型緊實度等因素 的影響。砂的粒度越細、粘土及水分含量越高、砂型緊實度越高,透氣性則越差
2) 強度
型砂抵抗外力破壞的能力稱為強度。型砂必須具備足夠高的強度才能在造型、搬運、合箱過程中不引起塌陷,澆注時也不會破壞鑄型表面。型砂的強度也不宜過高,否則會因透氣性、退讓性的下降,使鑄件產生缺陷。
3) 耐火性
高溫的金屬液體澆進後對鑄型產生強烈的熱作用,因此型砂要具有抵抗高溫熱作用的能力即耐火性。如造型材料的耐火性差,鑄件易產生粘砂。型砂中SiO2含量越多,型砂顆粒越大,耐火性越好。
4) 可塑性
指型砂在外力作用下變形,去除外力後能完整地保持已有形狀的能力。造型材料的可塑性好,造型操作方便,製成的砂型形狀准確、輪廓清晰。
5) 退讓性
鑄件在冷凝時,體積發生收縮,型砂應具有一定的被壓縮的能力,稱為退讓性。型砂的退讓性不好,鑄件易產生內應力或開裂。型砂越緊實,退讓性越差。在型砂中加入木屑等物可以提高退讓性。
B. 砂型鑄造的砂型介紹
以粘土和適量的水為型砂的主要粘結劑,製成砂型後直接在濕態下合型和澆注。濕型鑄造歷史悠久,應用較廣。濕型砂的強度取決於粘土和水按一定比例混合而成的粘土漿。型砂一經混好即具有一定的強度,經舂實製成砂型後,即可滿足合型和澆注的要求。因此型砂中的粘土量和水分是十分重要的工藝因素。
以型砂和芯砂為造型材料製成鑄型,液態金屬在重力下充填鑄型來生產鑄件的鑄造方法。鋼、鐵和大多數有色合金鑄件都可用砂型鑄造方法獲得。由於砂型鑄造所用的造型材料價廉易得,鑄型製造簡便,對鑄件的單件生產、成批生產和大量生產均能適應,長期以來,一直是鑄造生產中的基本工藝。
砂型鑄造所用鑄型一般由外砂型和型芯組合而成。為了提高鑄件的表面質量,常在砂型和型芯表面刷一層塗料。塗料的主要成分是耐火度高、高溫化學穩定性好的粉狀材料和粘結劑,另外還加有便於施塗的載體(水或其他溶劑)和各種附加物。
粘土濕砂型鑄造的優點是:①粘土的資源豐富、價格便宜。②使用過的粘土濕砂經適當的砂處理後,絕大部分均可回收再用。③製造鑄型的周期短、工效高。④混好的型砂可使用的時間長。⑤砂型舂實以後仍可容受少量變形而不致破壞,對拔模和下芯都非常有利。缺點是:①混砂時要將粘稠的粘土漿塗布在砂粒表面上,需要使用有搓揉作用的高功率混砂設備,否則不可能得到質量良好的型砂。②由於型砂混好後即具有相當高的強度,造型時型砂不易流動,難以舂實,手工造型時既費力又需一定的技巧,用機器造型時則設備復雜而龐大。③鑄型的剛度不高,鑄件的尺寸精度較差。④鑄件易於產生沖砂、夾砂、氣孔等缺陷。
粘土干砂型製造這種砂型用的型砂濕態水分略高於濕型用的型砂。
粘土砂芯用粘土砂製造的簡單的型芯。 這種砂型所用的型砂稱為化學硬化砂。其粘結劑一般都是在硬化劑作用下能發生分子聚合進而成為立體結構的物質,常用的有各種合成樹脂和水玻璃。化學硬化基本上有3種方式。
① 自硬:粘結劑和硬化劑都在混砂時加入。製成砂型或型芯後,粘結劑在硬化劑的作用下發生反應而導致砂型或型芯自行硬化。自硬法主要用於造型,但也用於製造較大的型芯或生產批量不大的型芯。
② 氣霧硬化:混砂時加入粘結劑和其他輔加物,先不加硬化劑。造型或制芯後,吹入氣態硬化劑或吹入在氣態載體中霧化了的液態硬化劑,使其彌散於砂型或型芯中,導致砂型硬化。氣霧硬化法主要用於制芯,有時也用於製造小型砂型。
③ 加熱硬化:混砂時加入粘結劑和常溫下不起作用的潛硬化劑。製成砂型或型芯後,將其加熱,這時潛硬化劑和粘結劑中的某些成分發生反應,生成能使粘結劑硬化的有效硬化劑,從而使砂型或型芯硬化。加熱硬化法除用於製造小型薄殼砂型外,主要用於制芯。
C. 型砂與砂型的區別
1、定義不同
型砂是鑄造時所需要用到的造型材料,由原砂、型砂粘結劑和輔加物等材料按一定比例混合而成。
2、作用不同
型砂用來製造砂型;而砂型鑄造是指在砂型中生產鑄件的方法,也就是說液態金屬在重力下充填鑄型,從而產生鑄件。
(3)砂型鑄造中型砂採用什麼製作擴展閱讀:
型砂的質量直接影響砂型的製造,從而影響著鑄件的質量。因此,良好的型砂應該具備以下特點:
1、透氣性
型砂的透氣性不足,型腔內的氣體就不會排出,就會使鑄件產生氣孔、澆注不足等缺陷。
2、強度
型砂只有具備一定的強度,才能在造型、搬運等過程中不會對鑄型表面造成破壞。但是需要注意的是,型砂的強度過高,其透氣性和退讓性也會下降。
3、耐火性
因為在鑄造過程中,需要把高溫的金屬液體澆進鑄型中,因此型砂要備抵抗這種高溫的能力。如果型砂的耐火性差,鑄件就會產生粘砂。
4、可塑性
如果型砂的可塑性好,那麼製成的砂型就會形狀准確、輪廓清晰,自然也會製造出優質的鑄件。
5、退讓性
如果型砂的退讓性不好,鑄件就會容易產生內應力或開裂。並且,型砂越緊實,退讓性就會越差。
參考資料來源:
網路——型砂
網路——砂型