什么是砂型铸造?

如何用砂型形成复杂铸件

浇注砂型

砂铸造是一种利用不可重复使用的砂型来形成金属铸件的工艺。188比分直播吧足球比分手机一方面,铸造是一个看似简单的制造过程:任何在海滩上搭过城堡的人都知道,沙子可以用来做出详细的形状。然而,在铸造厂,处理熔融金属的热量,许多因素必须考虑成功。铸造用于制造各种尺寸的金属部件,从几盎司到几吨不等。砂型可以用来制造具有良好外观、内芯和其他形状的铸件。几乎任何一种金属合金都可以是砂铸的。坑洞是用潮湿的沙子做的,里面填满熔化的金属,然后让它冷却。

什么是型砂?

型砂与其他模具材料相比有三个重要的优势:

  1. 它是便宜的,
  2. 它很容易回收,而且
  3. 它可以承受极高的温度。

砂型铸造是对钢、镍和钛等高熔点金属的少数几种可用的工艺之一。砂型铸造因其柔韧性好、耐热性好、成本相对较低,是目前应用最广泛的铸造工艺。

铸件是通过将液态金属倒入模腔来生产的。为了成功铸造,模具型腔必须保持其形状,直到金属冷却和完全凝固。纯砂很容易破碎,但型砂含有粘合材料,增加了其耐热和保持形状的能力。

湿砂(一种沙子,煤粉,膨润土和水的集合体)传统上用于砂型铸造,然而现代化学粘合成型系统变得越来越受欢迎。使用最广泛的铸造砂是硅(SiO)2).

型砂性能

强度

砂型在机械应力条件下保持其几何形状的能力。

渗透率

在铸造过程中砂型允许气体和蒸汽逸出的能力。

水分含量

水分含量会影响模具的强度和透气性:水分过少的模具可能会破裂,而水分过多的模具可能会导致蒸汽气泡被困在铸件中。

流动性

砂子在图案中填充小洞的能力。高流动性创造一个更精确的模具,因此是有用的详细铸造。

晶粒尺寸

单个沙粒的大小。

粒形

这种特性根据沙粒的圆度来评估单个沙粒的形状。铸造用砂一般有三种颗粒类别:

  1. 圆形的粮食砂提供相对较差的粘结强度,但良好的流动性和表面光洁度。
  2. 角谷物由于互锁,具有较大的粘结强度,但流动性和渗透性比圆形颗粒砂差。
  3. Sub-angular谷物是中间道路。它们具有相对于圆形晶粒的更好的强度和较低的渗透性,但较低的强度和更好的渗透性而不是角粒。

崩散性

砂土混合物在压力作用下坍塌的能力。更大的模具溃散性允许金属铸件在凝固时自由收缩,没有热撕裂或开裂的风险。188比分直播吧足球比分手机

耐火材料强度

当熔化的金属倒入模具时,模具不能熔化、燃烧或开裂。耐火材料强度衡量型砂承受极端高温的能力。

可重用性

型砂(经过砂处理后)在后续生产操作中用于生产其他砂型铸件的能力。

模框填满
模箱里装满了型砂。

型砂的许多性能取决于砂粒的粒度和分布:粒度小可以提高模具强度,而粒度大则具有更强的渗透性。细粒砂为铸件提供良好的表面光泽度,但具有低渗透性,而粗粒砂则相反。

特殊的添加剂或绑定可添加到砂、粘土和水的基本集料中,以增加黏聚力。这些粘合剂可以是有机的,也可以是无机的。常用的粘合剂包括谷物、沥青、海煤、硅石、燃料油、木粉、硅粉、氧化铁、珠光体、糖蜜、糊精和专有材料。

找到完美的组合并不容易。砂骨料的一些特性是相互矛盾的,湿陷性大的型砂强度小,强度大的型砂强度小。为了为特定的部件和铸造应用提供适当的属性,通常需要进行权衡。型砂性能的精确控制是如此重要,以至于砂型实验室已经成为现代铸造厂的常见附加物。

砂型铸造模具零件

从模盒中取出
cope从模箱中取出。

由用188比分直播吧足球比分手机于生产它的模具成形金属铸件 - 良好的模具是良好铸造的先决条件。模具具有多个配合物,共同影响最终产品。

模具型腔的形状由模式,这是一个在砂型上留下印记的零件的全尺寸模型。一些内部表面不包括在模式中,而是由单独的核心创建。

一个核心是一种砂型插入模具,以塑造铸件的内部,包括特征,如孔或通道。芯通常是用型砂制成的,这样它们就可以从铸件中摇出来。一个核心打印是添加到图案、芯或模具中的一个区域,用于在模具中定位和支持芯。

进一步的核心支持由念珠- 在芯和腔表面之间固定的小金属件。为了保持该支撑,必须由具有相同或更高的熔化温度的金属组成,而不是铸造的金属。在凝固后,将在铸件内包裹。

可以使用与砂模的许多相同的方法生产沙芯:随着模具的成形为图案,砂芯成形为a芯盒;它们类似于模具,可以用木头、塑料或金属制成。芯盒还可以包含多个空腔,以产生几个相同的芯。

一个立管模具中的额外空隙是含有多余金属的模具。它通过将熔融金属凝固和收缩时,通过将熔融金属供给模腔来防止收缩空隙在主铸造中形成。

整个砂模都装在一个叫做.在两部分的模具,这是典型的砂型铸造,上半部(包含上半部的图案,烧瓶,和芯)被称为应对.下半部分被称为.这分型线是分隔应付和拖拽的线或面。

如何做砂型铸件

砂型铸造包括四个基本步骤:组装砂模,将液体金属倒入模具中,让金属冷却,然后断开砂并去除铸件。当然,这个过程比听起来更复杂。

模具装配的第一步是用砂子部分填满阻力。图案、芯印、芯和浇注系统放置在分型线附近。然后将cope装配到拖把上。将额外的沙子倒在cope的一半上,直到图案、芯和浇注系统被覆盖,然后用振动或机械方法将沙子压实。多余的砂用一根切断棒除去。

现在模具成型,cope从拖拽中移除,这样图案就可以从模具中提取出来。

图案提取是小心进行,以避免打破或扭曲新形成的模具型腔。设计一个草案:垂直于分型线的锥度。牵伸锥度通常至少为1°。花纹表面越粗糙,所能提供的牵伸量就越多。

在填充液态金属之前,需要准备完整的模具;模腔通常用模具洗涤润滑,以便于铸造去除。然后将芯定位,加入诸如Cope绳索的附加模具材料以帮助防止输出,并且模具半部闭合并牢固地夹紧在一起;应对和拖动部分借助引脚和指南保持适当的对齐。

模具的一半必须保持安全,这样液态金属就不会漏过分型线。在浇注无瓶模具前,先浇注木材或金属夹克通常放置在模具周围,砝码设置在顶部,以防止吊起。

熔化的金属通过a进入模腔浇注系统:熔化的金属通过金属芯倒入模具中浇杯,继续向下浇口(浇注系统的垂直部分),然后通过流道(水平部分)。积聚的气体和被置换的空气从这里逸出通风口.金属从流道引入模腔的多个点称为流道盖茨

铸造冷却后,它被分解出砂模。调用从铸件中去除沙子的过程摇晃.铸件可以手动或自动化机械拆除。搅拌台和转杯是常用的。

砂型
一个工程部件的完全应付和拖动。

根据图案,烧瓶类型和机械化水平,对该基本过程有变化:

  • 台成型适合于小型工作。整个操作都是在一个高度方便的工作台上进行的。
  • 地板成型用于中型和大型作业。顾名思义,模具是在浇筑之前设置在地板上的。
  • 机械成型用于大规模生产。机器成型节省劳动力,提供优越的精度和均匀性,使其有可能保持在狭窄的范围内,以快速的速度。成型机的主要操作是型砂的捣打、滚模、浇口、打模和退模。

回收型砂

当砂子从一个完整的铸件中被抖出来后,块状物被冷却并压碎。在磁场的帮助下,所有的颗粒和金属颗粒都被去除。用振动筛、旋转筛或振动筛对所有砂子和组分进行筛分。清洗后的砂可以重新引入型砂生产周期的开始。

型砂是在研磨机中制成的,研磨机将砂、粘合剂和水混合在一起。曝气器配合使用,使砂松动,使其更易于成型。

准备好的砂通常用铲车或带式输送机运送到成型地板,在那里形成模具;模具可以放在地板上,也可以通过传送带送到浇筑站。浇注后,在落砂站将铸件从粘砂中除去。用过的沙子,反过来,通过带式输送机或其他方式返回到存储箱。

铸砂通常在许多生产周期中循环使用。据业界估计,每年大约有1亿吨的沙子被用于生产。在这些沙子中,只有400万到700万吨被丢弃,即使是这些沙子也经常被其他行业回收利用。

砂造型工艺和方法

关闭模具
一块闭合的沙子模具准备浇注。

湿砂模具

一个典型的绿砂混合物包含89%的沙子,4%的水和7%的粘土。绿砂因其低成本和坚固的整体性能而成为行业的宠儿。绿砂中的“绿”指的是浇注过程中混合物中的水分含量。

青砂模具对于大多数砂型铸造应用具有足够的强度。它们还具有良好的湿陷性、渗透性和可重用性。主要的困难在于含水量。过多的水分会导致铸件缺陷,水分的容忍度取决于被铸造的金属。

寒冷的设置过程

有时在工业砂型铸造中使用非传统的粘结剂。传统的铸造粘结剂需要加热才能固化,而这些替代粘结剂与砂子混合时在室温下通过化学方法粘结,因此称为冷凝固工艺。由于技术先进,这些相对较新的砂型铸造工艺越来越受欢迎。冷定形工艺比普通砂型昂贵,但它们能生产出尺寸精度极高的铸件。

壳型铸造

壳型铸造是一种相对较新发明的成型技术,用于大规模生产和光洁度;德国在第二次世界大战期间首次使用。成型材料是干燥的、细小的硅砂和3% - 8%的热固性树脂(苯酚甲醛或硅脂)的混合物。当成型混合物滴到加热的图案板上,形成约6毫米厚的坚硬外壳。为了使外壳完全固化,必须将其加热到440到650°F(230到350t)几分钟。

定制铸造服务

信实铸造与客户合作,为每一件定制铸件设计图案和成型方法。请求报价为了获得更多的信息,我们的铸造服务可以满足您的项目要求。

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图片致谢

  • 模具盒填充:OKFoundry, CC BY 2.0,通过Flickr
  • Cope从模盒中提取:OKFoundry, CC BY 2.0, via Flickr
  • 开放式砂型:OKFoundry, CC BY 2.0, via Flickr
  • 封闭模具:OKFoundry, CC BY 2.0, via Flickr