1、科技名詞定義中文名稱：砂型鑄造英文名稱：sand casting process定義：用型砂緊實成鑄型并用重力澆注的鑄造方法。所屬學(xué)科：機械工程（一級學(xué)科）；鑄造（二級學(xué)科）；一般鑄造名詞（三級學(xué)科） 砂型鑄造一一在砂型中生產(chǎn)鑄件的鑄造方法。鋼、鐵和大多數(shù)有色合金鑄件都可用砂型鑄造方 法獲得。由于砂型鑄造所用的造型材料價廉易得，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。組成砂型鑄造所用鑄型一般由外砂型和型芯組合而成。為了提高鑄件的外表質(zhì)量，常 在砂型和型芯外表刷一層涂料。涂料的主要成分是耐火度高、高溫化學(xué)穩(wěn)定性好的粉 狀材料和粘結(jié)劑，另

2、外還加有便于施涂的載體（水或其他溶劑）和各種附加物。原料及工藝砂型制造砂型的基本原材料是 鑄造砂和型砂粘結(jié)劑。最常用的鑄造砂是硅質(zhì)砂。 硅砂 的高溫性能不能滿足使用要求時那么使用錯英砂、鋁鐵礦砂、剛玉砂等特種砂。為使制 成的砂型和型芯具有一定的強度，在搬運、合型及澆注液態(tài)金屬時不致變形或損壞， 一般要在鑄造中加入型碘粘結(jié)劑，將松散的砂粒粘結(jié)起來成為型砂。應(yīng)用最廣的型砂 粘結(jié)劑是粘土，也可采用各種干性油或半干性油、水溶性硅酸鹽或磷酸鹽和各種合成 樹脂作型砂粘結(jié)劑。砂型鑄造中所用的外砂型按型砂所用的粘結(jié)劑及其建立強度的方 式不同分為粘土濕砂型、粘土干砂型和化學(xué)硬化砂型3種。粘土濕砂型以粘土和適量的

3、水為型砂的主要粘結(jié)劑，制成砂型后直接在濕態(tài)下合型和澆注。 濕型鑄造歷史悠久，應(yīng)用較廣。濕型砂的強度取決于粘土和水按一定比例混合而成的 粘土漿。型砂一經(jīng)混好即具有一定的強度，經(jīng)舂實制成砂型后，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。優(yōu)點粘土濕砂型鑄造的優(yōu)點是：粘土的資源豐富、價格廉價。使用過的粘土濕砂 經(jīng)適當(dāng)?shù)纳疤幚砗?，絕大局部均可回收再用。制造鑄型的周期短、工效高?；旌?的型砂可使用的時間長。砂型舂實以后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：混砂時要將粘稠的粘土漿涂布在砂粒外表上，需要使用有 搓揉作用的高功率混砂設(shè)備，否那么不可能得到質(zhì)

4、量良好的型砂。由于型砂混好后即 具有相當(dāng)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，用機器造型時那么設(shè)備復(fù)雜而龐大。鑄型的剛度不高，鑄件的尺寸精度較差。 鑄件易于產(chǎn)生沖砂、夾砂、氣孔等缺陷。改善后的類型20世紀初鑄造業(yè)開始采用輾輪式混砂機混砂，使粘土濕型砂的質(zhì)量大為改善。 新型大功率混砂機可使混砂工作到達高效率、高質(zhì)量。以震實為主的震擊壓實式造型J1L的出現(xiàn)，又顯著提高了鑄型的緊實度和均勻性。隨著對鑄件尺寸精度和外表質(zhì)量要 求的提高，又出現(xiàn)了以壓實為主的高壓造型機。用高壓造型機制造粘土濕砂型，不但 可使鑄件尺寸精度提高，外表質(zhì)量改善，而且使緊實鑄型的動作簡化、周期

5、縮短，使 造型、合型全工序?qū)崿F(xiàn)高速化和自動化。氣體沖擊加壓的新型造型機，利用粘土漿的 觸變性，可由瞬時施以0.5兆帕的壓力而得到非常緊密的鑄型。 這些進展是粘土濕砂型 鑄造能適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)要求的重耍條件。因而這種傳統(tǒng)的工藝方法一直被用來生產(chǎn)大量 優(yōu)質(zhì)鑄件。粘土干砂型制造這種砂型用的型砂濕態(tài)水分略高于濕型用的型砂。砂型制好以后，型腔外表 要涂以耐火涂料，再置于烘爐中烘干，待其冷卻后即可合型和澆注。烘干粘土砂型需 很長時間，要耗用大量燃料，而且砂型在烘干過程中易產(chǎn)生變形，使鑄件精度受到影 響。粘土干砂型一般用于制造鑄鋼件和較大的鑄鐵件。自化學(xué)硬化砂得到廣泛采用后，干砂型已趨于淘汰?；瘜W(xué)硬化砂型這種砂

6、型所用的型砂稱為化學(xué)硬化砂。其粘結(jié)劑一般都是在硬化劑作用下能發(fā)生分子聚合進而成為立體結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，常用的有各種合成樹脂和水玻璃?；瘜W(xué)硬化基本 上有3種方式。自硬:粘結(jié)劑和硬化劑都在混砂時加入。制成砂型或型芯后，粘結(jié)劑在硬化劑 的作用下發(fā)生反響而導(dǎo)致砂型或型芯自行硬化。自硬法主要用于造型，但也用于制造 較大的型芯或生產(chǎn)批量不大的型芯。氣霧硬化：混砂時加入粘結(jié)劑和其他輔加物，先不加硬化劑。造型或制芯后， 吹入氣態(tài)硬化劑或吹入在氣態(tài)載體中霧化了的液態(tài)硬化劑，使其彌散于砂型或型芯 中，導(dǎo)致砂型硬化。氣霧硬化法主要用于制芯，有時也用于制造小型砂型。加熱硬化：混砂時加入粘結(jié)劑和常溫下不起作用的潛硬化劑。制成

7、砂型或型芯 后，將其加熱，這時潛硬化劑和粘結(jié)劑中的某些成分發(fā)生反響，生成能使粘結(jié)劑硬化 的有效硬化劑，從而使砂型或型芯硬化。加熱硬化法除用于制造小型薄殼砂型外，主 要用于制芯。化學(xué)硬化砂型鑄造工藝的特點化學(xué)硬化砂型鑄造工藝的特點是：化學(xué)硬化砂型的強度比粘土砂型高得多，而 且制成砂型后在硬化到具有相當(dāng)高的強度后脫膜，不需要修型。因而，鑄型能較準確 地反映模樣的尺寸和輪廓形狀，在以后的工藝過程中也不易變形。制得的鑄件尺寸精 度較高。由于所用粘結(jié)劑和硬化劑的粘度都不高，很易與砂?；靹?，混砂設(shè)備結(jié)構(gòu) 輕巧、功率小而生產(chǎn)率高，砂處理工作局部可簡化。混好的型砂在硬化之前有很好 的流動性，造型時型砂很易舂實

8、，因而不需要龐大而復(fù)雜的造型機。用化學(xué)硬化砂 造型時，可根據(jù)生產(chǎn)要求選用模樣材料，如木、塑料和金屬?；瘜W(xué)硬化砂中粘結(jié)劑的 含量比粘土砂低得多，其中又不存在粉末狀輔料，如采用粒度相同的原砂，砂粒之間的 間隙要比粘土砂大得多。為防止鑄造時金屬滲入砂粒之間，砂型或型芯外表應(yīng)涂以質(zhì) 量優(yōu)良的涂料。用水玻璃作粘結(jié)劑的化學(xué)硬化砂本錢低、使用中工作環(huán)境無氣味。 但這種鑄型澆注金屬以后型砂不易潰散；用過的舊砂不能直接回收使用，須經(jīng)再生處 理，而水玻璃砂的再生又比擬困難。用樹脂作粘結(jié)劑的化學(xué)硬化砂本錢較高，但澆注以后鑄件易于和型砂別離，鑄件清理的工作量減少，而且用過的大局部砂子可再生 回收使用。型芯為了保證鑄件

9、的質(zhì)量，砂型鑄造中所用的型芯一般為干態(tài)型芯。根據(jù)型芯所用的 粘結(jié)劑不同，型芯分為粘土砂芯、油砂芯和樹脂砂芯幾種。粘土砂芯用粘土砂制造的簡單的型芯。油砂芯用干性油或半干性油作粘結(jié)劑的芯砂所制作的型芯，應(yīng)用較廣。油類的粘度低， 混好的芯砂流動性好，制芯時很易緊實。但剛制成的型芯強度很低，一般都要用仿形 的托芯板承接，然后在200300 的烘爐內(nèi)烘數(shù)小時，借空氣將油氧化而使其硬化。 這種造芯方法的缺點是：型芯在脫模、搬運及烘烤過程中容易變形，導(dǎo)致鑄件尺寸精 度降低；烘烤時間長，耗能多。樹脂砂芯 用樹脂砂制造的各種型芯。型芯在芯盒內(nèi)硬化后再將其取出，能保證 型芯的形狀和尺寸的正確。根據(jù)硬化方法不同，樹脂砂芯的制造一般分為熱芯盒制芯 和 冷芯盒制芯兩種方法。熱芯盒法制芯：50年代末期出現(xiàn)。通常以吠喃樹脂為芯砂粘結(jié)劑，其中還加入潛硬化劑（如氯化鏤）。制芯時，使芯盒保持在200300 ,芯 砂射入芯盒中后，氯化鏤在較高的溫度下與樹脂中的游離甲醛反響生成酸，從而使型 芯很快硬化。建立脫模強度約需 10100秒鐘。用熱芯盒法制芯，型芯的尺寸精度比 較高，但工藝裝置復(fù)雜而昂貴，能耗多，排出有刺激性的氣體，工人的勞動條件也很 差。冷芯盒法制芯：60年代末