粘土砂型概述.PDF

粘土砂型概述 粘土砂型可分为湿型、干砂型和表面烘干砂型。三者之间的主要差别在于：湿型是造好的砂 型不经烘干，直接浇入高温金属液体；干砂型是在合箱和浇注前将整个砂型送入窑中烘干；表面 烘干砂型只在浇注前对型腔表层用适当方法烘干一定深度（一般 5～10mm，大件 20mm 以上）。 目前，湿型砂是使用最广泛的、最方便的造型方法，大约占所有砂型使用量的 60～70％，但 是这种方法还不适合很大或很厚实的铸件。表面烘干型与干型比，可节省烘炉，节约燃料和电力， 缩短生产周期，所以曾在中型和较大型铸铁件的生产中推广过。通常采用较粗砂粒（使有高的透 气性），加入较多粘土和水分，有时还在型砂中加 1～2％的木屑（提高抗夹砂结疤能力），其 型腔表面必须涂敷涂料。 干型主要用于重型铸铁件和某些铸钢件，为了防止烘干时铸型开裂，一般在加入膨润土的同 时还加入普通粘土。干型主要靠涂料保证铸件表面质量。其型砂和砂型的质量比较容易控制，但 是砂型生产周期长，需要专门的烘干设备，铸件尺寸精度较差，因此，近些年的干型，包括表面 烘干的粘土政型已大部分被化学粘结的自硬砂型所取代。 3.1 湿型铸造 3.1.1 湿型铸造特点 湿型铸造法的基本特点是砂型（芯）无需烘干，不存在硬化过程。其主要优点是生产灵活性 大，生产率高，生产周期短，便于组织流水生产，易于实现生产过程的机械化和自动化；材料成 本低；节省了烘干设备、燃料、电力及车间生产面积；延长了砂箱使用寿命等。但是，采用湿型 铸造，也容易使铸件产生一些铸造缺陷，如：夹砂、结疤、鼠尾、粘沙、气孔、砂眼、胀砂等。 随着铸造科学技术的发展，对金属与铸型相互作用原理的理解更加深刻；对型砂质量的控制更为 有效；加上现代化砂处理设备使型砂质量得到了一定保证；先进的造型机械使型砂紧实均匀，起 模平稳，铸型的质量较高，促进了湿型铸造方法应用范围的扩大。例如汽车、拖拉机、柴油机等 工业中，质量在 300～500kg 以下的薄壁铸铁件，现都已成功地采用湿型铸造。现代化造型方法 有：普通机器造型、微震压实造型、多触头高压造型、射压造型、冲击造型及静压造型等。各种 造型方法的特点及所生产的铸件尺寸精度和表面粗糙度值见表 1。 3.1.2 湿型砂用原材料(铸造用砂数据查询) 湿型砂是由原砂、粘土、附加物及水按一定配比组成的。常用的加料顺序是先将回用砂和新 砂、粘土粉、煤粉等干料混匀，再加水混至要求的水分。型砂的配方应根据浇注合金种类、铸件 特征和要求、造型方法和工艺、清理方法等因素确定型砂应具有的性能范围，然后再根据各种造 型原材料的品种和规格、砂处理方法和设备性能、砂铁比等因素拟定。 一、 石英质原砂(具体参数请查询铸造技术数据-铸造技术-铸造工艺参数-铸造造型材料-铸造 用砂) 铸造生产中使用量最大的原砂是以石英为主要矿物成分的天然硅砂。天然硅砂资源丰富，分 布极广，易于开采，价格低廉，能满足铸造上多数情况的要求。生产中通常根据铸件的合金种类、 质量、壁厚的不同来选定原砂的化学成分和矿物组成。例如铸钢的浇注温度高达 1500℃左右， 钢液含碳量较低，型腔中缺乏能防止金属氧化的强还原性气氛，与铸型相接触的界面上金属容易 氧化生成 FeO 和其他金属氧化物，因而较易与型砂中杂质进行化学反应而造成化学粘砂。所以 要求原砂中 SiO2 含量应较高，有害杂质亦应严格控制。铸钢件的浇注温度越高，壁厚越厚，则 对原砂中 SiO2 含量的要求就越高。 表 1 各种造型方法的特点及所生产的铸件尺寸精度和表面粗糙度 造型方法 比压 硬度 砂型平均密 铸件基本尺寸／mm 和尺寸公差等级 CT 铸件表面粗糙 /MPa ① 度（g.cm-3） 度 Ra/um 7～ 6