传统铸造工艺:砂型铸造技术

什么是铸造?

铸造可用于批量生产，但由于铸造模具的改进，通过铸造技术，也可用于生产表面光滑、尺寸精确的铸件，并可用于改善材料的机械性能。因此，几乎所有能熔化的金属或合金都可用于铸造。

模具的材料包括金属、石膏、陶瓷以及各种耐热材料。虽然砂型的使用不像以前那么多了，但砂型铸造的基本原理和技术在今天仍然被各种新的铸造技术所参考和遵循。

什么是砂型铸造?

砂型铸造是一种以砂型为成型材料的金属铸造工艺。专门从事砂型铸造的工厂一般称为铸造厂。砂型生产的铸件占各种铸造模具生产的铸件的80%以上。

砂型铸造工艺:

砂型铸造中使用的砂型相对便宜，并且具有足够的耐火度，甚至可以用于铸钢。除砂外，砂中通常还混合或存在一种适当比例的粘结剂。通常在沙子混合物中加入水，但有时也加入其他物质来改变粘土的强度和塑性，以产生适当程度的聚合，以便成型。砂通常包含在一个框架系统或使用模具盒或沙盒。铸造腔是通过压缩模型周围的沙子，使用模板，或直接雕刻在砂型上创建的。

基本步骤:

1. 放置模板来制作模型。
2. 在浇注系统中加入模具和砂子。
3. 取下模板。
4. 用熔融金属填充空腔，制备并熔化金属材料。
5. 倒入液态金属，等待金属冷却。
6. 打破砂型，取出铸件，清洗铸件。

砂型铸造的优点是什么?

• 模具成本相对较低。
• 砂车削适用于中、小批量生产。
• 可以在短时间内快速生产出小批量相同的产品。
• 砂型铸造模具可大可小，可生产单个大型铸件。
• 产品多样化，生产灵活性高。
• 机械化或手工生产都可以接受。

常见的砂型铸造方法有哪些?

• 压铸件:
  
  • 热室法:适用于熔点较低的有色金属锡、铅、锌。
  • 冷室法:适用于熔点较低的铝、镁、铜等有色金属。常用于汽车铝合金钢环，齿轮箱，或镁合金电脑外壳。
• 低压铸造:
  铸件致密，质量纯正，尺寸准确，成品率高，废钢损耗少。
• 重力铸造法:
  该铸件具有无砂、表面光滑、尺寸准确、无气孔、组织精细等优点。制造成本高，模型结构较复杂，只适用于中小型铸件。制造零部件包括汽车和机车活塞，轮胎铝环，以及其他铝和铜铸件。
• 列克铸造:
  空心铸件无需砂型芯即可制成，故称为无心铸造。它们大多是低熔点合金，如铅和锌。用于制造雕像、装饰品和其他空心铸件。
• 离心铸造:
  也称为精密铸造，难以加工薄壁和复杂形状或小型铸件。离心铸造不局限于铸件的对称性，它可以同时以多种方式生产，并且可以大量生产。
• 失蜡铸造:
  铸件尺寸准确，表面光滑，适用于形状复杂的铸件。用于涡轮上部叶片、医用人工关节、银牙及尺寸有限的产品。

常见的成型方法有哪些?

• 工作台成型:在适当高度的工作台上成型，适用于小型铸件。
• 地板成型:地面成型，适合大型铸件。
• 坑型成型:在坑内制造模腔，代替下瓶，适用于超大铸件。
• 机器成型:用机器锤砂、翻转砂模、制作浇口、取模。

什么是浇注系统及其凝固特性?

熔融金属流入型腔的通道称为浇注系统，包括浇注盆、浇口和浇口。由于浇注系统的目的是引导液态金属进入型腔，因此在设计时必须注意以下几点:

• 当液态金属进入空腔时，应尽量减少湍流。
• 浇注系统必须能够控制液态金属的流动或使用干砂芯来调节液态金属的流动，以避免流道或模腔的崩溃。
• 一旦金属进入空腔，希望有某种期望的冷凝方向。
• 液态金属中的所有渣或杂质不得进入模腔。预防方法包括:在浇口附近设置浇注池，保持适当的浇注速度以避免中断，在流道上增加撇油器，或在浇口上安装穿孔过滤器过滤熔融金属。

凝固特性

如果在铸件凝固时不能有效控制凝固方向，则铸件的任何部位都可能出现缩孔，这大大增加了铸件损坏的机会。为提高铸件质量，避免有害缩孔的发生，砂型设计应:

• 可以在砂型中加入冷冻剂来加速散热。
• 在需要保持高温的地方，如靠近立管的地方，放置隔热材料，或使用放热化学品，以保持金属熔融。

砂型制造的相关机械设备有哪些?

• 振动器:
  振动机主要由立式圆筒和冲床组成，其上安装有水平台。模型和沙盒放置在桌子上，桌子的大小与机械容量有关。
• 挤出机:
  挤出机使用挤出头在机器和上压板之间压缩沙子。由于这种方法的压力来自上方，因此砂的最大密度只存在于施加压力的界面上。这种方法只适用于厚度较小的砂型。
• Vibration-extruder:
  针对振动器和挤出机制作的砂模密度分布不同的缺点，振动-挤出机是一种结合了这两种功能的成型机，如图所示。机器的顶部是挤出头，平台的底部是振动和提升的共同机构。制作模具时，先将模板安装在上下沙箱之间，并将其上下颠倒放置在机器平台上。安装沙箱，在刮擦后的沙箱上放置一块底板，操作振动阀，振动几次后，翻转沙箱组合，将上沙箱填满沙子，刮擦后放在沙箱上。压板置于砂土上;此时操作挤出阀进行挤出，将上沙箱中的型砂挤出到适当的密实度后，释放压力，降低平台，然后脱模。本机具有节省砂子，加快工作速度的优点。
• 摇挤式翻转机:
  除上述功能外，摇挤翻转机还有两个加长臂，可以在振动后将沙箱提升到合适的高度，然后翻转，以取代人工操作。因此，它适合使用大型沙箱的工件。
• 摇摇翻模拉丝成型机:
  摇摇翻转拉模成型机的后部是一个振动器。激振器振动后，将沙盒反移至前机构提取模型。本机一次只能作为上沙箱或下沙箱使用。然后再铸一次。因此，本机适用于分体机型。如果在整体模型中使用，则模具腔都放置在较低的烧瓶中。
• 薄膜成型机:
  薄膜成型机的沙箱在砂斗下填满砂粒后，在砂粒上覆盖一层纯橡胶的软膜，施加气压，利用气压的均匀分布使砂粒压实一致。
• 玲儿:沙
  砂粒在砂箱中的堆积越均匀，砂粒的滞留有助于提高铸件质量。对于一个过大的沙箱，所有的机器都有不能达到均匀性的缺点。因此，喷砂机在各个铸造厂的使用极为普遍。喷砂机可分为固定式和移动式两种。图为可以在轨道上移动的喷砂机。它利用旋转的轮式叶轮产生的离心力将型砂抛入沙箱中，因为出砂速度极快，所以可以获得致密的结果。

铸件是如何浇筑和清洗的?

铸件的铸造方法有:

将准备好的砂型摆放在地面上，然后手持小水桶将熔融金属送到地面进行铸造。

成品砂型放在输送车上，缓慢浇注通过铸造区;铸造区可以设置在熔炉附近，或者熔融金属可以由屋顶起重机输送。

铸件的清洗方法如下:

当铸件凝固并冷却到适当温度时，通过振动从型砂中取出。这个动作叫做“洗牌”。同时，为避免公害，砂料应放置在通风良好的地方，并配有吸盘。集尘器。根据铸件的尺寸、形状和类型，取出铸件采用不同的清洗方法。这包括使用滚磨机清洗，使用旋转颗粒喷砂滚磨机，或使用喷砂。