什么是砂型铸造

砂型铸造是一种在砂型模具中浇注熔融金属来生产铸件的铸造方法。通过砂型铸造，可以生产钢铁和大多数有色合金铸件。由于砂型铸造使用的造型材料价格低廉、易于获得，且模具制造简单，它适用于单件生产、批量生产和大批量生产。长期以来，它一直是铸造生产中的基本工艺。

粘土湿砂

粘土和适量的水作为主要粘结剂用于造型砂。砂子制好后，直接在湿态下合模和浇注。湿砂铸造历史悠久，应用广泛。湿砂的强度取决于粘土和水按一定比例混合形成的粘土浆。造型砂一经混制，就具有一定的强度。经捣实成为砂型后，可以满足造型和浇注的要求。因此，造型砂中的粘土量和水分量是非常重要的工艺因素。

一种使用造型砂和芯砂作为造型材料制作型腔，在重力作用下将液态金属填充型腔以生产铸件的铸造方法。通过砂型铸造，可以生产钢铁和大多数有色合金铸件。由于砂型铸造使用的造型材料价格低廉、易于获得，且模具制造简单，它适用于单件生产、批量生产和大批量生产。长期以来，它一直是铸造生产中的基本工艺。

砂型铸造中使用的型腔一般由外砂型和型芯组合而成。为了提高铸件的表面质量，通常在砂型和型芯的表面涂一层涂料。涂料的主要成分是具有高耐火性和良好化学稳定性的粉状材料和粘结剂。此外，还添加了载体（水或其他溶剂）和各种添加剂，以便于涂刷。

粘土湿砂铸造的优点是：

• 粘土资源丰富，价格低廉。
• 使用过的粘土湿砂经过适当的砂处理后，大部分可以回收再利用。
• 制造型腔的周期短，工作效率高。
• 混制好的造型砂可以长期使用。
• 砂型捣实后，仍能承受一定的变形而不被破坏，这对于起模和安放型芯都很有利。

缺点是：

• 在混砂时要将粘性的粘土浆涂覆在砂粒表面，需要有揉捏作用的大功率混砂设备，否则无法获得良好质量的砂子。
• 由于造型砂混制后强度很高，造型时砂子不易流动，不易捣实。手工造型时费力，需要一定的技巧，机器造型时设备复杂庞大。
• 型腔的刚性不高，铸件的尺寸精度差。
• 铸件容易产生冲砂、夹砂和气孔等缺陷。

粘土干砂型腔的湿水分含量略高于用于生产此砂型腔的砂子。

粘土砂型芯是用粘土砂制作的简单型芯。

干粘土砂

用于制作此砂型腔的造型砂的湿水分略高于湿造型砂。砂型腔制作完成后，应在型腔表面涂上耐火涂料，然后放入烘箱烘干，待其冷却后即可合模浇注。烘干粘土砂型腔需要较长时间，消耗大量燃料，且砂型腔在烘干过程中容易变形，影响铸件的精度。粘土干砂型腔一般用于制作钢铸件和较大的铁铸件。由于化学硬化砂已被广泛采用，干砂型有被淘汰的趋势。

化学硬化砂

用于此类砂型腔的造型砂称为化学硬化砂。粘结剂一般是在硬化剂作用下能使分子聚合成为三维结构的物质，常用各种合成树脂和水玻璃。化学硬化基本有3种方式。

• 自硬：在混砂时同时加入粘结剂和硬化剂。砂型腔或型芯制作完成后，粘结剂在硬化剂作用下发生反应，使砂型腔或型芯自行硬化。自硬方式主要用于造型，但也用于制造较大型芯或生产批量较小的型芯。
• 气溶胶硬化：在混砂时加入粘结剂和其他辅助添加剂，先不加入硬化剂。造型或制芯完成后，吹入气态硬化剂或在气体载体中雾化的液态硬化剂，使其分散在砂型腔或型芯中，使砂型腔硬化。气溶胶硬化方式主要用于制芯，有时也用于制作小型砂型腔。
• 加热硬化：在混砂时加入粘结剂和在室温下不起作用的潜伏性硬化剂。砂型腔或型芯制作完成后进行加热。此时，潜伏性硬化剂与粘结剂中的某些成分发生反应，生成能使粘结剂硬化的有效硬化剂，从而使砂型腔或型芯硬化。加热硬化方式主要用于制芯，此外还用于制作小型薄壳砂型腔。

明和硬件砂型铸造生产工艺

明和铸造砂型铸造工艺的基本步骤如下：

• 混砂阶段：准备造型用的型砂和芯砂，一般使用混砂机将旧图和适量的粘土混合。
• 造型阶段：根据零件图纸制作模具和型芯盒。一般单件可以用木模，批量生产可以用塑料模或金属模（俗称铁模或钢模），大型铸件可以制作模样板。现在模具基本都是雕刻机加工，所以生产周期大大缩短，制模一般需要2-10天。
• 造型（制芯）阶段：包括造型（用造型砂形成铸件的型腔）、制芯（形成铸件的内部形状）和合模（将型芯放入型腔，并合上上下箱）。造型是铸造中的关键环节。
• 熔炼阶段：根据要求的金属成分，配制化学成分，选择适当的熔炼炉熔化合金材料，形成合格的液态金属（包括合格的成分和合格的温度）。熔炼一般采用冲天炉或电炉（由于环保要求，现在冲天炉基本被禁止，基本采用电炉）。
• 浇注阶段：用浇包将电炉中的铁水浇入制好的型腔中。需要注意铁水浇注的速度，使铁水充满整个型腔。另外，浇注铁水比较危险，要注意安全！
• 清理阶段：浇注后等待金属凝固，用锤子去除浇口系统并震落铸件上的砂子，然后用喷砂机进行喷砂，使铸件表面看起来很干净！检验后对要求不严格的铸件，基本可以出厂。
• 铸件加工：对于一些有特殊要求或不能满足要求的铸件，可能需要简单加工。一般用砂轮或打磨机进行加工和抛光，去除毛刺，使铸件更光滑。
• 铸件检验：铸件检验通常在清理或加工过程中进行，不合格品通常会被发现。但是有些铸件有个别要求需要再次检验。例如，有些铸件要求在中心孔插入5厘米的轴，所以需要拿一个5厘米的轴试一下。