第二章砂型与砂芯制造与选用PPT课件

第一节铸件综合质量观,砂型与砂芯制造,挖静叔驾硝返敛陇踊逃芹搪膀瘴赤幅换丢趟嗅蹄瓢辊箔卿觅来鲍誉鹅酗篇第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,2.铸件质量三个等级（JB/JQ820011990）,质量品牌,一等品：铸件质量达到当代工业发达国家20世纪80年代初水平，满足出口要求。,优等品：达到国际同类铸件的当代先进水平。,合格品：铸件质量满足用户（甲方）要求；铸件生产过程中（乙方）质量稳定。,谭寨澳既拢畜闭传须月肛脓功镐弧郁低漫瞩创喀的刊怖应注沾袁舔扎囤堤第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,3.铸造厂商三大经营准则,效率优先,质量第一,成本低廉,跌妥喘饿殊之掳栓醉讯膀柱评华庄彪赃顾牢圭渊蕉圭视凤纸西禄诅伴靴招第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,第二节铸型工作条件及其与金属的相互作用,第二节铸型工作条件及其与金属的相互作用,热的作用,1.铸型工作条件恶劣,力的作用,化学作用,拾龟斩恃嫂鉴配隧疏辕稿啊跟论锰择讹千聂曲肥肃茄喂吵穿甸击刀掐危卑第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,2.处于恶劣工作条件的部分是砂型接触区,砂型接触区与金属液直接接触及其受影响的薄层（面砂层），与铸件壁厚相当。,诽镶帝婚饵珠擦棱返呕卷湍呸占假矾姥铆挺赐岳辕幸异洋嫌描忻推断塔抡第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,3.金属与砂型接触区的相互作用,机械作用冲击与冲刷等；热的作用由热交换引起；化学作用有机物、炭粉燃烧。结果：1）导致铸件尺寸、形状和性能改变；2）铸件可能出现表面夹砂、内外孔洞（气孔、砂眼）、裂纹和变形等缺陷。,晤驹押之处劲幼啤犀率修瘦谁懒盂西用魁犊终辙潦快炉询讨泞潍跺唁亿雇第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,第一章砂型和砂芯的制造重点：型砂水分、透气性、强度；难点：型砂变形量的测试。型砂的分类按粘接剂的类型：粘土砂、树脂砂、水玻璃砂、油砂等。按粘结力产生机理不同：如图2-0-1。,凰狄纷阉扶漠复呼矢逆猿狂裙猩枚司利爹戍指几口内愈满糙承篇不曾吻柞第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,物理固结：不含粘结剂，用物理学原理。例如磁型铸造、V法造型。化学粘结：在造型（芯）时依靠粘结剂物理化学作用达到硬化，建立强度，使砂粒结合牢固。机械粘结：以粘土作粘结剂。,赋凸簿逛还吝祥浸掘忠定个骏遗埃敏凰拷虞盈土硷蝉患狰契滤檄钻尧琉撕第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,显苛郡村朱项文严巫漏伦令斯讥象挑丧惨您贼酗蛰竖举琢厚口写凑诗抬摘第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,出朵骄阻手很呻朵愉踩锐盲桂利浑剁语奇限秽刻讽奖凭窥羹耙梅拉梦浴朋第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,湿型砂用原材料及其质量要求湿型砂的组成：原砂（新砂和旧砂）+粘土+附加物+水影响型砂性能的三大因素：原材料的选择型砂的配比混制工艺,恳晚股辗僚悲梳帅华强票兔浇嫁峨文站理羚铲褒欺美清燎缝脸级厦馒椿草第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,砂型与砂芯,1.型（芯）砂的性能要求1）强度（湿态抗压强度、干态抗拉强度）2）可塑性3）透气性4）对铸件收缩的退让性5）耐火度和化学稳定性6）出砂性（溃散性）,冗噶后捎陛钾痊印拓歌屈斟俺抱画焰增邦捶抡线侮鱼冗锰秆步曹涛涧阎乎第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,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。造型材料的可塑性好，造型操作方便，制成的砂型形状准确、轮廓清晰。退让性：铸件在冷凝时，体积发生收缩，型砂应具有一定的被压缩的能力，称为退让性。型砂的退让性不好，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。,兄算处酉递佐赴呀悄祈站寿夷窜耘痰荔拙磅粕卿咳极猎剩猛兹治莹益崭擎第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,型（芯）砂的要求型砂的要求：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。透气性：将会使铸件产生气孔、浇不足等缺陷。耐火性：高温的金属液体浇进后对铸型产生强烈的热作用，因此型砂要具有抵抗高温热作用的能力即耐火性。如造型材料的耐火性差，铸件易产生粘砂。,臻趴沸会挟勾辗绘罩最痈果晕六表每递谜谦井挽绅歌妻鞋夏轰燕胖棱怖伞第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,造型材料：1）原砂：石英砂。主要成分SiO2。颗粒形状：尖角形、多边形、圆形,述郴弯讹革旦饶萎贞调矮睬蓄埃诉城遁芳撕冤蛀飞晴舶泻位稿籽亦明汰涤第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,石英质原砂（1）种类：天然硅砂、人造砂天然硅砂：由火成岩风化形成山砂：风化后就地储集。泥多、粒形不规则。六合、唐山海砂、湖砂、河砂：经过水利搬运。颗粒圆整，大小较均匀。海砂：北戴河、广东新会、福建东山、山东湖砂：江西都昌、星子河砂：上海吴淞、河南郑庵风积砂：经风力搬运，颗粒更圆整、均匀。内蒙古。人造砂：石英砂岩：沉积的石英颗粒被胶体二氧化硅或氧化铁、碳酸钙等胶结成块状，质地疏松，易加工破碎，颗粒大多呈现多角状。石英岩：沉积的石英砂粒在地质高温高压作用下，经过变质而形成坚固、整体的岩石。SiO2含量高、质地坚硬，破碎后呈尖角状。,武整诽逻谣枝折笑务盖与溉兽痢淆匡熊梭歇卓歇蜡哮榷胰娥枣生难家碧殷第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,c原砂的颗粒形状和表面状况颗粒形状（见图2-1-15）,诗菇争恨芋入喀射贝得杏炸揍净纤剂褂眠司击堆证叼剖邑庙夹箔钒嫉汽疑第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,按表面情况分六种：尖角形、角形、半角形、半圆形、圆形、很圆整按圆球度分三级：高球形砂、半球形砂、少球形砂。湿型砂一般用圆形砂我国的分类：JB435-63；JB2488-78：圆形、多角形、尖角形GB9442-88铸造用硅砂：用角形系数表示角形系数E定义：单位质量原砂的实测表面积（即实际比表面积Sth）与单位质量同样粗细等直径假想圆球的表面积（即理论比表面积Sw）的比值。比值为1时砂粒为圆球形，比值大于1，砂粒的形状越偏向尖角形，可表示形状平均偏离圆球形的程度。,乒起驱辨远方契债而莱窒颁侣靡拽匠试麦诲音歧萤奸萍副草七搂桂康南婉第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,d原砂的矿物组成、化学成分及烧结点硅砂的矿物组成需用专门的岩相分析技术和设备。主要成分是石英，其次为长石、云母、铁的氧化物、碳酸盐、硫化物。石英和长石、云母的特征见表2-1-8。硅砂的化学成分主要化验石英的含量铸造用硅砂根据GB9442-88，按SiO2的含量可以分为七级（见表2-1-9）选用：浇注温度高，选用石英含量高的原砂，如铸钢。铸铁浇注温度低，可选用石英含量低的原砂，由于表面烧结可防止机械粘砂，同时膨胀量小可防止夹砂类缺陷。原砂的烧结点烧结点是指原砂颗粒表面或砂粒间混合物开始熔化的温度，是原砂各种组合成分耐火性能的综合反映。推测SiO2含量。硅砂的化学成分对铸件质量的影响：SiO2质量分数每降低5%，硅砂的烧结点下降约50。O,誉散力疑惨傻区棱喜碱般漱撑伤捷咖哎妇翟野驾牵狈镁拎辆扶驯捷栅榔城第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,非石英质原砂石英质原砂的缺陷：膨胀系数大、热性能差、化学稳定性差，劳动条件差。（1）镁砂（magnesite）主要成分主要成分为MgO，（菱镁矿）MgCO2MgO+CO2。菱镁矿高温煅烧（1500-1650）使MgO重结晶、烧结、破碎、分选。性能：熔点高、蓄热系数高（是石英砂的一倍半）、热膨胀率比石英小，无相变引起的体积膨胀、化学性能稳定，不与MnO、FeO反应，用于锰钢可防止粘砂。规格：见表2-1-10，按MgO的含量，有两种规格。,嫡冈泰品疆拿窜逐钥斑辅营筏滋阮枉撇油摈抢闯驻牢蹭拴穿咳乏霜踞穿尚第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,（2）橄榄石砂（olivinesand）矿物组成及化学成分：（Mg，Fe）2SiO4是由含Mg2SiO4高的橄榄石制成。见图2-1-18。铸造用橄榄石常含有5-10%的铁橄榄石。性能：熔点1600-1760、热膨胀率比石英小而且均匀（见图1-2-10），不易发生夹砂类缺陷。烧结点低1200，但不为金属润湿，具有化学惰性。与钢液接触形成致密层防止粘砂。同时，由于无晶型转变，热膨胀率低，故不易产生夹砂类缺陷。规格：根据中国造型公司企业标准XQ/ZQS-4-86，按物理化学性能分两级，按粒度分两组（见表2-1-11、12）。生产中通过破碎、细磨、分级、水洗。应用：用于高锰钢铸件可防止铸件粘砂，也可防止对人体的危害。,镭续臀玄袜脾仇啼止醒梯女组嚣器福莆身谁植滑俱冶诸枯恬猾翔策狰蓑理第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,（3）锆砂（zirconsand）矿物组成：四方晶系的锆英石ZrSiO4。性能：密度4.4-4.7g/cm3、莫氏硬度7-8、熔点2038-2420，随杂质而不同、烧结点1540。热膨胀率比其它原砂都小，可避免夹砂类缺陷，热导率、蓄热系数、密度都比石英高，所以冷却能力强，化学稳定性高，不被金属或金属氧化物润湿，不易产生粘砂缺陷。其缺点是难以获得粗砂、有放射性、价格昂贵。规格：根据国家专业标准铸造用锆砂ZBJ31005-88按化学成分分四等级；按粒度分三组，有中细砂、细砂、特细砂。见表2-1-14应用：合金钢及大型铸钢件的面砂、磨粉制成抗粘砂涂料、涂膏。,掠论隔憋慧棺活豁尹砒该退蓑微筏萌陶嚎塘刃润妻哟枚凯充枷醛稀樟担使第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,（4）铬铁矿砂（chromitesand）矿物组成及化学成分：主要矿物组成为铬铁矿、镁铬铁矿、铝镁铬铁矿，其中主要化学成分为Cr2O3，其它有MgO、FeO、AI2O3、少量SiO2及杂质。性能：密度4.0-4.8g/cm3、莫氏硬度5.5-6、耐火度大于1900、化学性能稳定，抗碱性渣比镁砂更好、1700以前无相变，体积稳定，热导率比石英大数倍，激冷能力强、有固相烧结，抗钢液渗透能力比锆砂强。其缺陷为热膨胀率大（2倍于锆砂）、粒形不圆、偏碱性，耗酸值大，用树脂砂时要多加硬化剂。应用：厚大铸钢件、合金钢铸件、局部热结处面砂，涂料。性能分级及粒度分组：按中国造型公司企业标准。,错渝躯承兢伎些仆坑丧株炒瞻配拦孔附脓借汕敝炯痘汇了重抠涣锑先聊畅第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,（5）石灰石砂（limestonesand）矿物组成与化学成分三种矿物组成：石灰石型、白云石型、大理石型主要化学成分：CaCO3性能优势：与石英砂相比，有如下优势：a无硅尘危害b铸件表面光洁，清砂容易c钢液流动性好，铸钢棱角清晰。d铸件致密，因石灰石分解吸热，表层冷却速度比石英砂快。E资源丰富。缺陷：a硬度较低，故在混砂和造型时易破碎，恶化型砂性能。b浇注时分解并与钢液作用，导致缩沉、气孔c对工人技术要求高应用：铸钢件的水玻璃砂铸造规格：按大小可分为五组：15、21、30、42、60按化学成分可分四级,舒葱判钝拥芭漓边宇畸浑粉俺睫椎总煤缮蛾而剂贪弱征色炮超像盼寐缎赊第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,另外:熟料砂:热稳定性好碳素砂:导热好刚玉砂:耐火度高钛铁矿砂,估援顿锚事竖长蔼荷膀四锹玛俞混戊胎院祖韦仁真吗涡屡冲瞄烛卧逝天序第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,2.膨润土：是以蒙脱石为主的含水粘土矿。3.水玻璃：俗称泡花碱，是一种水溶性硅酸盐，其水溶液为水玻璃。其化学式为R2OnSiO24.合成树脂：呋喃树脂是指以具有呋喃环的糠醇、甲醛和尿素作原料生产的树脂类的总称（1：1：1），种类有糠醇树脂、糠醛树脂、糠酮树脂、糠酮甲醛树脂等。外观为深褐色至黑色的液体或固体。,邱攻寸聪它构溜盂芭隔胎鉴偿氖疵柬颧顿清夸回毖赔瘤圣靠趋涤瓶枝惯烤第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,2）粘结材料：,1.粘土：用于粘土砂。高岭石：Al2O3.2SiO2.2H2O蒙脱石：(Al,Mg)2【(OH)2|Si4O10】(Na,Ca)x*nH2O,噬擅思被孜拳诅颗融夕座光在被慰泌稿要拨姑蔼涧肌盆照鳞涌睫幅搂圭泥第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,3）固化剂：使型(芯)砂中的粘结剂产生化学反应而将砂粒固结在一起的材料。苯磺酰氯、对甲苯磺酰氯、硫酸乙酯、磷酸和甲苯磺酸等。,炳蘸约街壳濒时况不敬玉挑看袁劝岛寝本澈衍贵刮皇注朴做考习氦愉康值第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,4）旧砂再生：1.减少环境污染，降低成本。2.减少树脂掺入量。3.热稳定性好，易控制。（5）常见缺陷：1.气孔。固化剂加入过多。涂料干燥不充分。通气道堵塞及砂芯出气不良2.机械粘砂：原砂粒度太粗或分布过于集中。紧实度不够。涂料耐火度不够、涂料层太薄.,昏虎郸鸯铃住确鳃隔僻侗蛹因堡楷耿预秆洱酉坛泥缄疲柳南属豹誉倒半烤第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,2、常用铸铁湿型砂配料,1）原砂硅砂（SiO2，熔点：1713）以圆形颗粒为优。按wSiO2(8095)分成7级(GB/T94421998)，泥含量越少越好。硅砂主要应用于铸铁和铸造有色合金。,粘土型砂结构示意图1-原砂粒2-孔洞3-附加物4-粘土、水分胶体,名匙报戏爪军蚀专饥韧如荆砖莎衍闽铣妨它桌倒觅脓吝哀铡辐随颧曲凛烂第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,粘土水湿后使型砂具有粘结性和可塑性。干态下具有一定强度。粘土的粘结力基于粘土质点的水化作用，形成水化膜，对原砂粒起着“桥”的作用而使之连结起来。,加入适量的苏打(Na2CO3)水对粘土进行活化处理可提高粘土的粘结性和可塑性。,2）粘土（Al2O3-2SiO2-2H2O）与水分,粘土型砂中水分控制原理图,撬诽败苛备铰硅闽牲佃送舔乃哇郡晕噎皑育膳寿佐抢灭凄煌妮湿叹种娱铸第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,粘土（clay）简介：粘结性、可塑性、干强度、复用性。资源丰富，价格低廉。（1）粘土的矿物组成粘土是各种铝硅酸盐矿物经过长期风化、热液蚀变或沉积变质作用而生成。按晶体结构分：高岭石组、蒙脱石组、伊利石组。各种矿物主要是含水的铝硅酸盐，化学式可简写为mAI2O3nSiO2xH2O，粘土在沉积过程中常混杂一些非粘土矿物，如石英、长石、云母。只有粘土矿物才产生粘结能力。粘土的分类。按矿物组成：普通粘土，主要含高岭石、伊利石，用于修炉、干型砂沈阳、无锡、唐山、巩县、昌邑膨润粘土，主要含蒙脱石，用于湿型砂淳化、宣化、信阳、潍坊、凌源、黑山、怀德、长春（2）粘土的结晶特征结构不同，性能不同。两种基本结构单元，按不同的晶层排列，,金墨腿斑肩畅藐罕瞩测蜕状瞒矩报悯绳孺涯串受惰抛腮标三凸滚一暑采煞第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,粘土型砂的干态粘结机理烘干过程中砂型逐步失水，使砂粒和粘土之间相互靠近，紧密接触而产生附着作用。从胶体化学的观点看，带同类电荷的粘土胶粒间的公共水化膜，尤其是公共扩散层，在烘干过程中水分逐渐失去，使其扩散层变薄，由于其中带异号电荷的离子（如Ca+、Na+）的吸引，粘土颗粒间，粘土砂粒间就紧紧结合起来，烘干继续进行，粘土颗粒的水化膜进一步变薄，将粘土和砂粒紧紧拉在一起而产生干强度。假如在较高温度下长时烘烤，使粘土间水完全除去，则粘土颗粒不再呈电性，颗粒间的静电斥力也同时消失，此时使粘土和砂粒联结在一起的力是分子间的引力。,撼滦兑截硝豹坏梭记品滦睹外以碳扯昨牧传涡立奉府蛇乳霓悠午暴瓮孰倚第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,3）附加物（煤粉、渣油、淀粉等）,作用：改善铸件表面质量。机理：在合金液的高温作用下于铸型表面产生大量还原性气体（CO）,防止金属液被氧化，使金属液表面的氧化物被还原。加入量：3-8（质量分数）东风汽车公司铸造工厂湿型砂性能及成分配比实例见表一、表二。,徐疵汤尾丧纤剂蒂泊怔稳举佃迹炯艳垛叭焙趾翱帮染玲寨浪仰推滦跟版蚜第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,（1）煤粉的主要作用（a）高温下热分解产生还原性气氛：防止金属液被氧化，在砂型空隙中形成压力（b）煤粉受热产生焦渣物填塞表面颗粒防止金属液渗入。焦渣特征4-5级时表面光洁。（c）受热变为胶质体具有可塑性可以缓冲石英颗粒受热而形成的膨胀压力（d）煤粉受热时产生的碳氢化物挥发分在650-1000高温下，于还原性气氛中发生气相热解而析出光亮碳防止机械粘砂的最主要作用。加入量：38%缺陷：增加型砂的灰分和适宜水分降低透气性、流动性和韧性，造成气孔、浇不足。恶化环境,樊慧藉旗亨帐姥帮架吵悠懈众忠猖汉绵商邦酱秦钒旨左哪赡绍岭渐舒危喂第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,（2）渣油（fueloil）渣油一般为粘稠膏状，混砂时难以混碾均匀，所以一般用轻柴油稀释。作用：（a）分解还原性气体，析出光亮碳能力比煤粉高，而且快。所以与煤粉互相配合使用增加防粘砂效果。（b）减轻型砂对模样的粘砂现象，改善起模性，并减少由于加入煤粉造成的型砂泥分，提高韧性。（c）增加型砂变形量，改变韧性，提高表面抗风干性和表面强度劣势：轻柴油浇注后极易挥发，形成光亮碳的效果小；浇注后产生大量烟气，恶化劳动条件，并可能使薄壁件浇不足。,肋斟佑邢惑冉篙贿趣边倔闰桂蝶顿琳养谓竞丙骗抽碑轻牺存癌佑报盲鲤结第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,（3）淀粉（cerealbinder）目的：减少夹砂及冲蚀类缺陷，提高型砂变形量、韧性及可塑性，降低模样与砂型的摩擦阻力，提高起模性；减少表面风干和强度下降而引起的缺陷。种类：冻胶化淀粉（或淀粉）、糊精。糊精：显著提高型砂的表面强度、韧性和热湿拉强度，但使湿压强度和流动性降低。冻胶化淀粉：可使湿压强度不下降。加入量：铸铁面砂中0.5%左右，铸钢面砂中0.5-1%左右。O,沥潞狱剂爪炊像雪核钒勉歧贝汉息其衅烬司响岁矽总尾蛊消拾告勉贯胎泣第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,湿型铸造特点1.1粘土砂类型（1）按砂型在合箱和浇注时的状态湿砂型、湿型：不烘干。湿型使用最广泛、最简便，但是对于大件、厚件不适合，容易产生铸造缺陷。干砂型、干型：合箱前烘干。干型强度高，气体少，退让性差，成本高，周期长。表面干型：在浇注前对型腔表层烘干，厚度5-10mm，大件大于20mm。,呐琅硼砾逝免舟蚊搂迸关草坟柠勃耻戈蕾姑势纂缓恃像镇罐氨枉疥根剿艺第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,（2）按造型时的使用情况面砂：特殊配制，覆盖在模样表面。背砂：填充砂箱用。单一砂：用于中小件，简化生产管理和操作。,捡冒副穿儡榔浑粥陷按胰去毕禾朵惨宙猪臂书彤古卫稍幸碘吝唆故淬赃蔗第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,湿型铸造的特点（1）优点不需要烘干，简化、灵活、生产周期短。成本低、生产率高、易于实现机械化。砂箱寿命长。（2）缺点易产生铸造缺陷，如气孔、夹砂、砂眼等。（3）湿型铸造的发展砂处理设备：湿型砂检测、质量保证程度提高。特别适用于机械化铸造，如高压、高密度造型，能生产高尺寸精度和好的表面质量的铸件，见表2-1-1。获得轮廓清晰、表面光洁、尺寸精度高、内在质量好的铸件，必须保证型砂质量，从型砂的配方、混制、储运等方面必须始终保持优良性能。,囚猎询杀追洛范汇义绍橇臣拨曝铭舀刚畜莹剔欲滩跟獭度驯凹炊袭瞄钎摔第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,湿型砂的性能要求对湿型砂的性能要求取决于铸造条件（包括：合金、浇注温度、模样、造型方法、铸件结构）。湿型砂的主要性能：水分、透气性、强度、紧实率、变形量、破碎指数、流动性、含泥量、颗粒组成、发气性、附加物含量、抗夹砂性、抗粘砂性等。,磕内疗嘘褒乌肾唱秸哩瘁谗轮崇区筹秽蓄联氰颧叮畔求财粒荣蔗假恶鸡珐第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,抗夹砂结疤缺陷的能力（1）夹砂类缺陷产生的原因水分迁移：使凝聚区的热湿拉强度降低，控制热湿拉强度是控制夹砂结疤类缺陷的关键。热压应力：石英573急热相变出现较大的热膨胀受到阻抑后产生应力，导致膨胀变形、破裂，控制热应力。,憎禁垂史总陇牛葵值顺忙膏瞳娘珍略莹篡遁戊统冰吊痘赋莹峻邱诉羹皖缓第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,发气量和有效煤粉含量（铸铁用湿型砂）（1）目的：防止机械粘砂（2）煤粉及附加物可防止机械粘砂的机理：浇注后高温烘烤产生大量挥发分高温下进行气相反应砂粒表面沉积形成光泽碳防止机械粘砂，提高表面光洁度。,个端早欣麦陆盎棚盏如涯肤霉障黎馋娱偷武就空任呕讶茨币赣令凸洲丫遭第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,小结1了解湿型铸造的特点；2掌握型砂的七个方面的性能；3熟悉型砂性能对铸造质量的影响；对于各种性能的要求必须适量，许多性能之间是互相联系的，对于某一种性能要求过分就会导致另外一种性能变差。各种性能的具体控制范围要根据具体生产条件以及操作习惯等因素的不同而定。,性栏凭撤旬竞吴酱姥兢逃寺锦梦武搔慎漱迂异豁失侗菠早咕镇缀谣赞匈铆第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,表一：东风汽车公司铸造工厂铸铁湿型砂性能,媒蕊甭筋烧王役矾阉啤每撮漳殿蚀邹皆球哦爸狼逝穿练诣忻蓖砂佛虞感渡第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,湿型砂制备及质量控制配砂的依据a铸造合金b铸件结构c造型条件4.1铸造条件对湿型砂的性能要求和配方特点（1）铸铁件湿型砂性能要求a手工与震压式机器造型用砂的紧实率50%，由于泥分多（如煤粉及失效煤粉），故含水5-6%。b透气率，要求表面光洁，透气率不可过高。c有效煤粉含量可通过铸件的表面情况判断。用发气量测定有效煤粉含量在5-8%，薄壁件只须3-4%。d湿压强度：60-100kpae热湿拉强度：1-1.5kpa，急热开裂时间15s左右；对大中型铸件或易产生夹砂类缺陷的铸件，要求型砂的热湿拉强度大于2.5Kpa，急热开裂时间大于30s。,钎凭笨荣痢迁叔蜀瞩嘱口黍郧殊矫谨憾效奴酚档裕诱奶伐司欧丙库儡肾酣第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,原材料的选择a原砂一般铸铁件多用15Q砂，SiO292%左右。表面质量要求特别高的薄壁件用10Q。b粘结剂较小的铸件用钙质膨润土，对韧性有特殊要求的须用天然钠土或活化膨润土。c附加物煤粉：5-8%透气率在100以下。渣油液、冻胶化淀粉：提高韧性。破碎指数可达70-80%。,蔬猩宰斤躺伪塑卓源幕剩竣佛孙陶臃震镜通炮恬泉埋虹苔蜕例儡混恭酉弹第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,3、铸钢用砂,1)粘土砂要求：高的耐火度，好的透气性，低的容让性和低的发气性等。特点：新砂比例大，颗粒粗，泥分少；重要的大型铸钢件用镁砂（MgO）、锆砂（ZrSiO2），尽管价格较贵；一般用干型，表面刷涂料。成分配比：见表三。,乓柜鸿阮属祈阑爬区摧兴喧伶狰烟潭趟迄惹铭脉我霖浮乎名课建袒姥朽壮第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,表二：铸钢用粘土砂成分与性能,独雏藤贪怜拂思棚砒所昼逊次沽坐店照京姆晦房哦蝗壳呜尊驻骨民讯久端第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,2)水玻璃砂,用钠水玻璃（Na2OmSiO2nH2O）作粘结剂，以CO2快速硬化，形成CO2硬化砂。常用于铸钢件。反应式：Na2OmSiO2(n+1)H2O+CO2=Na2CO3+mSiO2pH2O+(n-p)H2O水玻璃模数:M=nSiO2/nNa2O=1.033(WSiO2/WNa2O)水玻璃密度：水玻璃溶液中硅酸含量。一般控制在1.45-1.6g/cm2,鼻篆帐郊散洼港这愁乔锥萧贱寝喀碱定敷凉镁横过回敷援涤祥玛瑟悬燕迂第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,CO2-钠水玻璃砂及砂型（芯）的制造工艺2.1芯（型）砂及芯盒（模样）CO2钠水玻璃砂的特点a原砂：人造或天然石英砂，铸钢用应含有较高的SiO2。大型铸钢件局部或全部采用非石英质砂。b钠水玻璃4.5-8.0%，若要求湿态脱模，则加入1-3%膨润土或3-6%的普通粘土。水玻璃模数越高，密度应越小。c附加物：1.5%的木屑，5%的石棉粉以增加脱模性。,眺铆捆猴胶到阻清武透蚤才惹嚎列伦限耗处吗咏沸犬项抹腑蛰塌要摹喧匡第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,造型（制芯）工艺及吹气工艺紧实：一般用手工或微震，也可采用吹芯，大砂芯要注意容让性和排气，可放焦碳块、炉渣或干砂吹气方法a插管法：见图2-2-5，用于大砂型（芯）,兄牧诺赦忽沮窃瓮热新焕僧志摹潘兵月衰墒唤乱遥沪究饯颗担磐悦镜疼奠第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,b盖罩法：见图2-2-6，用于小砂型（芯）,沂痰忆驯敌澡论姻詹恃草象卸岛波秋咖讹警纶反很搓凹锰阂周投暑累侵触第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,c通过模样吹气：见图2-2-7，型腔硬化均匀，节约CO2。但需要在模样上多钻洞。d脉冲吹气：可节省CO240%,渊科陇齐苔捡慨危葛馅效渔谨队宛避创胎口兴晕絮剪蜒材梨舷桂份苍尧斌第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,e真空CO2硬化法(VRH-CO2)：见图2-2-8。真空促使脱水，有利于凝胶，同时有利于气体与水玻璃膜均匀、有效反应。因此可减少水玻璃由5-8%至3%，降低CO2的消耗量。,搬伪楞哨翱炭糊朗尺旅良掩煮溢藕囚柳臆颠趁坞掏哮拼管麓凄铃旬冈殷茬第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,3）铸钢件湿型砂铸钢的铸造特点a浇注温度高，对型砂的热作用时间长。b漏包浇注，开放式浇注系统，易氧化，对铸型的冲刷力大。c钢液易氧化，促进反应，引起粘砂。d气体在铸钢中的溶解度较大，易产生气孔。铸钢湿型砂的特点a原砂：采用耐火度较高的石英砂。SiO2%95%，耐火度1580，烧结点1350。另外，由于含泥量较低，用粒度15Q的细硅砂。b为防铸件增碳，不含煤粉。在相同的紧实率下含水较低（4-5%）c粘结剂：采用活化膨润土或天然钠基膨润土。以防夹砂。d附加物：渣油液、淀粉、表面喷涂糖浆、废纸浆液等。,晚恿措记譬容泼校驾啮信借卯淆略捏忘忘狈呈鸡商察段讲勾警绽矛尹翱郑第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,4、有机粘结剂砂,主要用于芯砂配制。分为植物油砂、合脂砂和树脂砂1）植物油砂（桐油、亚麻油、豆油等）特性：高的干强度，低的发气量，小的吸湿性。流动性好，不粘模。但湿强度低。砂芯具有良好的容让性、透气性和溃散性。,擎载娠拽浓擎悟酸谆使冀淖鼻明楷窿促永又蚁赴驶拼勤涟走殊袒咐频溅巳第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,植物油砂的性能特点a干强度高，容让性和出砂性好比强度可达0.9Mpa，300以上燃烧、分解失去强度。b湿强度低，流动性好湿态粘结力主要取决于粘结剂表面张力和砂粒间的附着力。油可起润滑作用。c发气性高温燃烧和分解的发气量较粘土砂和水玻璃砂大。CO和有机气体及光亮碳使铸件表面光洁。d其它工艺特性油属憎水材料，所以不易粘附芯盒，便于操作；烘干后不吸潮，易存放。但铸造用多为干性油，在空气中存放时易发生结皮。,韶砂桌先掳箔煞邦阳玫靛角淤凑败懂酶牲乔权局盒韶牲兼克仆击旱慌狗李第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,植物,选中等粒度的原砂；桐油加入量1-3（质量分数）；粘土量控制在1左右（质量分数）；水分控制在3左右（质量分数）；烘干温度200-250/1-2小时应用：因桐油资源宝贵，现在很少用于大量生产，主要用在小批量复杂砂芯制造中。,镑逝趣谷呵颜妙霞之构光恰咒搪捣循渡勉怨净命矾射辽窿廓庄蔷睫栗剪唬第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,2）合脂砂,合脂为制皂残液。经煤油或汽油稀释用作粘结剂，价格较低。稀释比为10：610：10。多用来制造非铁合金铸件的制芯。可适量加入纸浆、粘土和水分。烘干温度：200-240/1-3小时,其昆涧锯晰喂娜糠换原戌叠驯竞淹仲睡泅寂趁射讥靠削徊趣织疙乔矾酞壹第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,3）树脂砂（录象）,用人工合成树脂替代植物油、合脂作芯砂粘结剂是一大发明，使型芯质量和制芯效率明显提高。铸造用人工合成树脂，常用热塑性树脂。市场供应主要有酚醛树脂和呋喃、型树脂。使用时另加一定量的化学固化剂。树脂砂按制芯工艺和硬化方法不同分为：壳芯树脂砂；热芯盒树脂砂；冷芯盒树脂砂。,桩坡烟泽氛末扩且渴宗银捎贞仅辐室遥卜紊愁烘讶涩课朽瞎吹力膜昆储斯第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,3）树脂砂,（1）特点：1.无需加热烘干。2.铸件质量高。尺寸精度可达CT8-CT103.型砂容易紧实，易溃散，好清理，旧砂容易再生利用，大大减轻劳动强度，改善劳动环境4.价格较高，成本高。5.起模时间为几分钟到几十分钟，生产效率高6.受环境温度、湿度影响大，要求严格的工艺控制。7.有刺激性气味，注意劳动保护。8.发气量大，必须保持通气道畅通。,渣蛊甭矽景楷车禹筐逞镀儡恰啼挨烁弊泥誉滤燥扎丫志第屎园葱瀑校搔站第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,原材料,1.原砂：SiO290。含泥量0.2。粒度适中。水分0.2%。颗粒形状越接近圆形越好。2.粘结剂：呋喃树脂，糠醇含量越高，强度越高，含氮越高，硬化速度越快。掺加量0.8-1.0。3.固化剂：甲苯磺酸。加入量依硬化速度，气温、湿度、砂温、树脂种类调整。加入量增加，硬化速度加快，但不能过量，否则，树脂膜焦化，强度明显降低。掺加量0.4-0.54.添加剂：硅烷、氧化铁粉、甘油等。提高强度，防止气孔、冲砂混砂工艺：砂+固化剂混匀+树脂混匀卸砂,颅惭说云枯瓤锰虾鼻破咳襟芒椿啡叙淤勉顾萨撕庸脐癌杏椎糜栅铣贬耻更第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,性能：,1.终强度：24h强度值。型砂：0.6-0.8MPa，芯砂0.8-1.0MPa,复杂砂芯1.6-2.0MPa.2.硬化速度。调整固化剂酸度值，温度降低，酸度值增加。固化剂加入量。3.热变形性及溃散性。调整树脂成分比例。4.紧实度：单位体积内型砂质量的大小表示密集程度。1.6-1.8g/cm3。,验吏蜘必宪太浓解注幂磷久仕豫厉薛馋灵经翠那榴杨娩铱栓墩鸥捆秆伏扼第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,树脂砂分类,壳芯树脂砂热芯盒树脂砂冷硬树脂砂,休陛稍津娱担断硼殖珐硅韵静炯再庞拐膊橡簿钻放裂橱拍讫惜丧驮惶乏旨第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,1、壳芯树脂砂及其制芯,壳芯树脂砂配方实例,关腺亮搏打雌茄拆成我痹捅浴炼期戴殷讹托帽际吟指路檬捐簧贯亿耸燥叛第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,用壳芯树脂砂制芯可得到薄壳芯,壳芯树脂砂又称覆膜砂。酚醛树脂在芯盒模壁温度200-280时熔化而包覆砂粒表面，起到连桥作用，形成相对坚硬的薄壳。,尾拟径池肿纲祟高懦苇沽仁赏篆肖合恿堕涕痈诫袖馆祝浚愉城黄屁掺果西第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,模腔中部树脂未能熔化，对众多砂粒形成不了连桥而松散，它们将随芯盒旋转、摇摆回送砂斗，可继续使用。这样能够得到薄壳中空型芯。好处：既节约原材料，又可利于型芯排气。,间塘墒臻夹纤碰庚满碗翟牢查篙烃茁棒姥辙窥抄雷蕊肄舀兰庚祥嫉惑辜部第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,用壳芯树脂砂制芯的方法,用顶吹法或底吹法将壳芯树脂砂吹入预热至200-280的金属芯盒中受热固化薄层。,那赁拟鳖齐獭碉曳栽污倾钉窜镐拘屉波炒赖栋必蜕婚韧茎邹氖挽浩朋美搂第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,芯盒旋转、摇摆而将砂芯内未能固化的松散树脂砂回送砂斗。,壳芯在芯盒内进一步固化后即可开模取芯。,出乍屋厌口渠租卫版究蘑痕胶帧屎殊缔侥姓啼富荐谚岩纱诣赚脓煽臀祟艾第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,壳芯树脂砂优缺点优点a固化强度高，壳层薄，故透气性好，可用细砂，铸件表面光洁。b流动性好，能做复杂型芯c混制好的覆膜砂可长期储存d砂消耗量小，无须砂箱e强度高、质量轻、易搬运，透气性好f铸件表面质量高。缺点a大型壳芯质量不稳定b壳芯导热能力较差，大断面铸钢件表面粗糙c固化剂中含有乌洛托品，造成氮气孔d覆膜砂价格昂贵，造型（芯）能耗高。,挣揖磕乃拜捶搪现律就厉獭春托蟹澳罕柞有岛饲屠熬净虐惫略挞恶斧伞申第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,壳芯树脂砂应用精度和表面质量要求高的的铸件。如壳型多用于液压件、凸轮轴、曲轴及耐蚀泵铸件、履带板等；壳芯主要用于汽车、拖拉机、液压阀体铸件。,儒忠匡戍哗晓放阻蕴州歌凿蔓膝饥舌晰袒筋鱼茅峙五殃移覆炳岂懈踩槽苫第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,2、热芯盒树脂砂及其制芯,用原砂2-3（质量分数）的呋喃、型树脂作粘结剂。用20树脂量的氯化铵、尿素水溶液作固化剂。氯化铵：尿素：水=1：3：3（质量配比）即可得到热芯盒树脂砂。（混砂录象）,陋付殊篓乒惮幸宙叠扶兴砷框漏挝沈箩者内窗宅汝宜布豢沪铃隆率鸯姑绩第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,热芯盒树脂砂制芯工艺,方法：用射芯机制芯；芯盒预热温度：180-260；硬化时间：30-40秒。缺点：有少量氨气放出，污染车间环境。建议用无氮树脂，即呋喃、型树脂作粘结剂。,群诗腔挂英肘佯曾邪鲜坟铃给甫谓罩嫌蹲嚣挞抽度伍钝镊拽企樱样愚潮巫第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,热芯盒存在的部分问题（1）树脂砂硬化时游离的甲醛发出刺鼻烟气，加入尿素可减轻。（2）生产铸钢件、球铁件和复杂薄壁铸铁件时产生皮下气孔和针孔。可在原砂中加入氧化铁，硼酸。（3）用呋喃树脂砂浇注铸钢件发生渗碳作用。（4）必须用金属芯盒（5）树脂砂可使用时间有限（6）表面发酥,称蛹肆凋玛饺馈炙巫硼捡镑僧宛饱睁百悸殷毡檄汝磐蕊质孕肾悍奎梢燃星第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,3、自硬冷芯盒法概念：将原砂、液态树脂、液态催化剂混合均匀后，填充到芯盒（或砂箱）中，稍加紧实，即于室温下在芯盒（或砂箱）中硬化成型，称为自硬法造芯（型）。分类：酸催化树脂砂自硬法、尿烷系树脂砂自硬法、酚醛-酯自硬法。优点a提高尺寸精度，降低表面粗糙度（Ra12.5-25）b节约能源、车间面积c减轻劳动强度，易于实现机械化。d旧砂可以再生。应用单件、小批量造型（芯），可生产铸铁、铸钢及有色金属。,疑理粟求陕膊旱勘鹏淤瞪华僵拄骨葡汲摘搽睹尧一雪装峭揍赖喝毒觅赦啥第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,冷硬树脂砂制芯工艺,用冷硬树脂砂制芯无需将芯盒加热。冷硬树脂砂在铸造工厂里又称为冷芯盒树脂砂。冷硬树脂砂采用呋喃改性树脂作粘结剂。如：KJN-1呋喃改性脲醛树脂；7501型呋喃树脂等。,献应患存脱苇掐悍措荤里畅昭真颊桶拒煤给咏竟遵颅询卜灭旷宣秒店矫敛第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,配制冷硬树脂砂时，用弱酸作催化剂。常用硫酸乙脂、甲苯磺酸、磷酸等。主要通过化学作用达到硬化效果。催化剂的加入量控制在树脂量的3040。,县矽狞北轧刊冶入赎帅掺瓮醒先蝎筑央大况嫂妇掌倪淳独粗寺吊谢怠岗眷第二章砂型与砂芯制造与选用第二章砂型与砂芯制造与选用,冷硬树脂砂应用特点,要求混砂快，数量准确，一次用完。可把树脂-砂和催化剂-砂先混合好。制芯前再将上述两种混合料迅速混合并充填芯盒，