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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,并且使用壽命較長的鋁合金模具或樹脂模具。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)勢尤為突出。復(fù)砂層有效地調(diào)節(jié)了鑄件的冷卻速度,一方面使鑄鐵體不出白口,另一方面又使冷速大于砂型鑄造。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€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,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。
砂型制造
制造砂型的材料稱為造型材料,用于制造砂型的材料習(xí)慣上稱為型砂,用于制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%,其余為原砂。(4)不銹鋼鑄造鑄件內(nèi)壁和內(nèi)肋的厚度一般應(yīng)取相連外壁厚度的0。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(zhì)量直接影響鑄件的質(zhì)量,型砂質(zhì)量 不好會使鑄件產(chǎn)生氣孔、砂眼、粘砂、夾砂等缺陷。
砂型鑄造是鑄造工藝中的一種,砂型鑄造所用鑄型一般由外砂型和型芯組合而成。由于砂型鑄造所用的造型材料價(jià)廉易得,鑄型制造簡便,對鑄件的單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)均能適應(yīng),長期以來,一直是鑄造生產(chǎn)中的基本工藝。培育特色產(chǎn)業(yè)集群,建設(shè)鑄造工業(yè)園區(qū),以提高專業(yè)化生產(chǎn)水平為導(dǎo)向,培育一批有國際競爭力的大型龍頭企業(yè)、專業(yè)化生產(chǎn)中心和“專、精、特、新”的中小企業(yè)群體,形成優(yōu)勢互補(bǔ)、協(xié)調(diào)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)格局。目前,國際上,在全部鑄件生產(chǎn)中,60~70%的鑄件是用砂型生產(chǎn)的,而且其中70%左右是用粘土砂型生產(chǎn)的。
主要原因在于:砂型鑄造較之其它鑄造方法成本低、生產(chǎn)工藝簡單、生產(chǎn)周期短。所以像汽車的發(fā)動機(jī)氣缸體、氣缸蓋、曲軸等鑄件都是用粘土濕型砂工藝生產(chǎn)的。當(dāng)濕型不能滿足要求時再考慮使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。粘土濕型砂鑄造的鑄件重量可從幾公斤直到幾十公斤,而粘土干型生產(chǎn)的鑄件可重達(dá)幾十噸。在澆注碳鋼鑄件時,冷卻較慢的鑄件表面還易氧化和脫碳,從而降低了鑄件的表面硬度、光潔度和尺寸精度。因砂型鑄造具有以上的優(yōu)勢,所以,其在鑄造產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用越來越廣泛。未來,其將會在鑄造業(yè)中扮演著越來越重要的角色。
金屬型和砂型,在性能上有顯著的區(qū)別,如砂型有透氣性,而金屬型則沒有;砂型的導(dǎo)熱性差,金屬型的導(dǎo)熱性很好,砂型有退讓性,而金屬型沒有等。金屬型的這些特點(diǎn)決定了它在鑄件形成過程中有自己的規(guī)律。
型腔內(nèi)氣體狀態(tài)變化對鑄件成型的影響:金屬在充填時,型腔內(nèi)的氣體必須迅速排出,但金屬又無透氣性,只要對工藝稍加疏忽,就會給鑄件的質(zhì)量帶來不良影響。
鑄件凝固過程中熱交換的特點(diǎn):金屬液一旦進(jìn)入型腔,就把熱量傳給金屬型壁。液體金屬通過型壁散失熱量,進(jìn)行凝固并產(chǎn)生收縮,而型壁在獲得熱量,升高溫度的同時產(chǎn)生膨脹,結(jié)果在鑄件與型壁之間形成了“間隙”。用熔模鑄造工藝生產(chǎn)不僅可以做到批量生產(chǎn),保證了鑄件的一致性,而且避免了機(jī)械加工后殘留刀紋的應(yīng)力集中。在“鑄件一間隙一金屬型”系統(tǒng)未到達(dá)同一溫度之前,可以把鑄件視為在“間隙”中冷卻,而金屬型壁則通過“間隙”被加熱。
金屬型阻礙收縮對鑄件的影響:金屬型或金屬型芯,在鑄件凝固過程中無退讓性,阻礙鑄件收縮,這是它的又一特點(diǎn)。