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砂型鑄造是一種以砂作為主要造型材料,制作鑄型的傳統(tǒng)鑄造工藝。砂型一般采用重力鑄造,有特殊要求時(shí)也可采用低壓鑄造、離心鑄造等工藝。砂型鑄造的適應(yīng)性很廣,小件、大件,簡(jiǎn)單件、復(fù)雜件,單件、大批量都可采用。砂型鑄造用的模具,以前多用木材制作,通稱(chēng)木模。旭東精密鑄件廠為改變木模易變形、易損壞等弊病,除單件生產(chǎn)的砂型鑄件外,全部改為尺寸精度較高,并且使用壽命較長(zhǎng)的鋁合金模具或樹(shù)脂模具。這里要注意的是,在考慮上面三方面問(wèn)題時(shí),主要的依據(jù)仍舊是一般鑄造過(guò)程的基本原則,尤其是在確定工藝方案、工藝參數(shù)時(shí)(如鑄造圓角、加工余量、工藝筋等),除了具體數(shù)據(jù)由于熔模鑄造的工藝特點(diǎn)稍有不同之外,設(shè)計(jì)原則與砂型鑄造完全相同。雖然價(jià)格有所提高,但仍比金屬型鑄造用的模具便宜得多,在小批量及大件生產(chǎn)中,價(jià)格優(yōu)勢(shì)尤為突出。此外,砂型比金屬型耐火度更高,因而如銅合金和黑色金屬等熔點(diǎn)較高的材料也多采用這種工藝。但是,砂型鑄造也有一些不足之處:因?yàn)槊總€(gè)砂質(zhì)鑄型只能澆注一次,獲得鑄件后鑄型即損壞,必須重新造型,所以砂型鑄造的生產(chǎn)效率較低;又因?yàn)樯暗恼w性質(zhì)軟而多孔,所以砂型鑄造的鑄件尺寸精度較低,表面也較粗糙。不過(guò),精密鑄件廠集多年的技術(shù)積累,已大大改善了砂型鑄件的表面狀況,其拋丸后的效果可與金屬型鑄件媲美。
鑄造趨勢(shì)
“十一五”期間,鑄造業(yè)在巨大市場(chǎng)需求的刺激下,仍將繼續(xù)保持較高速度增長(zhǎng)。由于鑄造機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)水平仍然與市場(chǎng)需求差距較大,使行業(yè)的發(fā)展存在巨大的發(fā)展?jié)摿蛿U(kuò)展空間,為鑄造機(jī)械行業(yè)的快速增長(zhǎng)帶來(lái)機(jī)遇。
“十二五”時(shí)期,整個(gè)鑄造行業(yè)特別要在鑄造新工藝和新材料上下工夫,鑄造材料的價(jià)格居高不下,要求精密鑄造行業(yè)必須而且快速開(kāi)發(fā)出新的可替代的低價(jià)新材料;砂型鑄造的適應(yīng)性很廣,小件、大件,簡(jiǎn)單件、復(fù)雜件,單件、大批量都可采用。下游客戶的的要求的不斷提高,驅(qū)使我們必須提升工藝水準(zhǔn);人力資源成本的不斷上升,我們必須在精密鑄造裝備上多下工夫,多開(kāi)發(fā),多投資!例如,中國(guó)鑄造機(jī)構(gòu)中國(guó)鑄造協(xié)會(huì)及國(guó)際鑄業(yè)咨詢網(wǎng)一致推薦的新材料精鑄專(zhuān)用剛玉及臺(tái)灣的鑄造手機(jī)器人等,都是精密鑄造下一步發(fā)展的方向。
制造型殼用的材料可分為兩種類(lèi)型,一種是用來(lái)直接形成型殼的,如耐火材料、粘結(jié)劑等;另一類(lèi)是為了獲得的型殼,簡(jiǎn)化操作、改善工藝用的材料,如熔劑、硬化劑、表面活性劑等。
耐火材料
熔模鑄造中所用的耐火材料主要為石英和剛玉,以及硅酸鋁耐火材料,如耐火粘土、鋁釩土、焦寶石等。有時(shí)也用鋯英石、鎂砂(MgO)等。[2]
粘結(jié)劑
在熔模鑄造中用得普遍的粘結(jié)劑是硅酸膠體溶液(簡(jiǎn)稱(chēng)硅酸溶膠),如硅酸乙酯水解液、水玻璃和硅溶膠等。組成它們的物質(zhì)主要為硅酸(H2SiO3)和溶劑,有時(shí)也有穩(wěn)定劑,如硅溶膠中的NaOH。
硅酸乙酯水解液是硅酸乙酯經(jīng)水解后所得的硅酸溶膠模鑄造中用得早、普遍的粘結(jié)劑;水玻璃殼型易變形、開(kāi)裂,用它澆注的鑄件尺寸精度和表面光潔度都較差。但在我國(guó),當(dāng)生產(chǎn)精度要求較的碳素鋼鑄件和熔點(diǎn)較低的有色合金鑄件時(shí),水玻璃仍被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn);硅溶膠的穩(wěn)定性好,可長(zhǎng)期存放,制型殼時(shí)不需專(zhuān)門(mén)的硬化劑,但硅溶膠對(duì)熔模的潤(rùn)濕稍差,型殼硬化過(guò)程是一個(gè)干燥過(guò)程,需時(shí)較長(zhǎng)。但是,金屬型鑄造也有一些不足之處:因?yàn)槟蜔岷辖痄摵驮谒厦孀龀鲋锌招颓坏募庸ざ急容^昂貴,所以金屬型的模具費(fèi)用不菲,不過(guò)總體和壓鑄模具費(fèi)用比起來(lái)則便宜多了。