砂型铸造的造型工艺ppt课件.ppt

第二章铸造工艺基础知识铸造：将液态金属浇注到铸型型腔中，待其冷却凝固后，获得一定形状的毛坯或零件的方法。
铸造生产的特点：
优点——零件的形状复杂；工艺灵活；成本较低。
缺点——机械性能较低；精度低；效率低；劳动条件差。
分类：
砂型铸造——90%以上
特种铸造——铸件性能较好，精度低，效率高
我国铸造技术历史悠久，早在三千多年前，青铜器已有应用；二千五百年前，铸铁工具已经相当普遍。泥型、金属型和失蜡型是我国创造的三大铸造技术。第一节砂型铸造的造型工艺铸造生产常规工艺流程5一、砂型铸造工艺
(一)型砂和芯砂的制备
砂型铸造用的造型材料主要是用于制造砂型的型砂和用于制造砂芯的芯砂。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，其中粘土约为9％，水约为6％，其余为原砂。有时还加入少量如煤粉、植物油、木屑等附加物以提高型砂和芯砂的性
能。紧实后的型砂结构如图所示。
芯砂由于需求量少，一般用手工配制。
型芯所处的环境恶劣，所以芯砂性能要求比型砂高，同时芯砂的粘结剂(粘土、油类等)比型砂中的粘结剂的比重要大一些，所以其透气性不及型砂，制芯时要做出透气道(孔)；为改善型芯的退让性，要加入木屑等附加物。
有些要求高的小型铸件往往采用油砂芯(桐油+砂子，经烘烤至黄褐色而成)。

(二)型砂的性能
型砂的质量直接影响铸件的质量，型砂质量差会使铸件产生气孔、砂眼、粘砂、夹砂等缺陷。良好的型砂应具备下列性能：
①透气性型砂能让气体透过的性能称为透气性。高温金属液浇入铸型后，型内充满大量气体，这些气体必须由铸型内顺利排出去，否则将使铸件产生气孔、浇不足等缺陷。铸型的透气性受砂的粒度、粘土含量、水分含量及砂型紧实度等因素的影响。砂的粒度越细，粘土及水分含量越高，砂型紧实度越高，透气性则越差。
②强度型砂抵抗外力破坏的能力称为强度。型砂必须具备足够高的强度才能在造型、搬运、合箱过程中不引起塌陷，浇注时也不会破坏铸型表面。型砂的强度也不宜过高，否则会因透气性、退让性的下降使铸件产生缺陷。③耐火性指型砂抵抗高温热作用的能力。耐火性差，铸件易产生粘砂。型砂中SiO2含量越多，型砂颗粒就越大，耐火性越好。
④可塑性指型砂在外力作用下变形，去除外力后能完整地保持已有形状的能力。可塑性好，造型操作方便，制成的砂型形状准确、轮廓清晰。
⑤退让性指铸件在冷凝时，型砂可被压缩的能力。退让性不好，铸件易产生内应力或开裂。型砂越紧实，退让性越差。在型砂中加入木屑等物可以提高退让性在单件小批生产的铸造车间里，常用手捏法来粗略判断型砂的某些性能，如用手抓起一把型砂，紧捏时感到柔软容易变形；放开后砂团不松散、不粘手，并且手印清晰；把它折断时，断面平整均匀并没有碎裂现象，同时感到具有一定强度，就认为型砂具有了合适的性能要求，如图所示。

(三)铸型的组成

铸型是根据零件形状用造型材料制成
的，铸型可以是砂型，也可以是金属型。
砂型是由型砂（型芯砂）做造型材料制成
的。它是用于浇注金属液，以获得形状、
尺寸和质量符合要求的铸件。1-分型面2-上型3-出气孔
4-浇注系统5-型腔6-下型
7-型芯8-芯头芯座(四)浇冒口系统

浇注系统浇注系统是为金属液流入型腔而开设于铸型中的一系列通道。其作用是：
①平稳、迅速地注入金属液；
②阻止熔渣、砂粒等进入型腔；
③调节铸件各部分温度，补充金属液在冷却和凝固时的体积收缩。正确地设置浇注系统，对保证铸件质量、降低金属的消耗量有重要的意义。
若浇注系统不合理，铸件易产生冲砂、砂眼、渣孔、浇不到、气孔和缩孔等缺陷。
典型的浇注系统由外浇口、直浇道、横浇道和内浇道四部分组成，如下图所示。
对形状简单的小铸件可以省略横浇道。典型浇注系统①外浇口其作用是容纳注入的金属液并缓解液态金属对砂型的冲击。小型铸件通常为漏斗状（称浇口杯），较大型铸件为盆状（称浇口盆）。
②直浇道它是连接外浇口与横浇道的垂直通道。改变直浇道的高度可以改变金属液的静压力大小和改变金属液的流动速度，从而改变液态金属的充型能力。如果直浇道的高度或直径太大，会使铸件产生浇不足的现象。为便于取出直浇道棒，直浇道一般做成上大下小的圆锥形。
③横浇道它是将直浇道的金属液引入内浇道的水平通道，一般开设在砂型的分型面上，其截面形状一般是高梯形，并位于内浇道的上面。横浇道的主要作用是分配金属液进入内浇道和起挡渣作用。
④内浇道它是直接与型腔相连，并能调节金属液流入型腔的方向和速度、调节铸件各部分的冷却速度。内浇道的截面形状一般是扁梯形和月牙形，也可为三角形。冒口常见的缩孔、缩松等缺陷是由于铸件冷却凝固时体积收缩而产生的。为防止缩孔和缩松，往往在铸件的顶部或厚实部位设置冒口。冒口是指在铸型内特设的空腔及注入该空腔的金属。冒口中的金属液可不断地补充铸件的收缩，从而使铸件避免出现缩孔、缩松。冒