寶雞薄砂鑄造怎麼選

㈠ 鋁合金鑄造方式選擇

一、鑄造概論 鋁合金鑄造的種類如下： 由於鋁合金各組元不同，從而表現出合金的物理、化學性能均有所不同，結晶過程也不盡相同。故必須針對鋁合金特性，合理選擇鑄造方法，才能防止或在許可范圍內減少鑄造缺陷的產生，從而優化鑄件。 1、鋁合金鑄造工藝性能 鋁合金鑄造工藝性能，通常理解為在充滿鑄型、結晶和冷卻過程中表現最為突出的那些性能的綜合。流動性、收縮性、氣密性、鑄造應力、吸氣性。鋁合金這些特性取決於合金的成分，但也與鑄造因素、合金加熱溫度、鑄型的復雜程度、澆冒口系統、澆口形狀等有關。 (1) 流動性 流動性是指合金液體充填鑄型的能力。流動性的大小決定合金能否鑄造復雜的鑄件。在鋁合金中共晶合金的流動性最好。 影響流動性的因素很多，主要是成分、溫度以及合金液體中存在金屬氧化物、金屬化合物及其他污染物的固相顆粒，但外在的根本因素為澆注溫度及澆注壓力（俗稱澆注壓頭）的高低。 (2) 收縮性 收縮性是鑄造鋁合金的主要特徵之一。一般講，合金從液體澆注到凝固，直至冷到室溫，共分為三個階段，分別為液態收縮、凝固收縮和固態收縮。合金的收縮性對鑄件質量有決定性的影響，它影響著鑄件的縮孔大小、應力的產生、裂紋的形成及尺寸的變化。通常鑄件收縮又分為體收縮和線收縮，在實際生產中一般應用線收縮來衡量合金的收縮性。 鋁合金收縮大小，通常以百分數來表示，稱為收縮率。 ①體收縮 體收縮包括液體收縮與凝固收縮。 鑄造合金液從澆注到凝固，在最後凝固的地方會出現宏觀或顯微收縮，這種因收縮引起的宏觀縮孔肉眼可見，並分為集中縮孔和分散性縮孔。集中縮孔的孔徑大而集中，並分布在鑄件頂部或截面厚大的熱節處。分散性縮孔形貌分散而細小，大部分分布在鑄件軸心和熱節部位。顯微縮孔肉眼難以看到，顯微縮孔大部分分布在晶界下或樹枝晶的枝晶間。 縮孔和疏鬆是鑄件的主要缺陷之一，產生的原因是液態收縮大於固態收縮。生產中發現，鑄造鋁合金凝固范圍越小，越易形成集中縮孔，凝固范圍越寬，越易形成分散性縮孔，因此，在設計中必須使鑄造鋁合金符合順序凝固原則，即鑄件在液態到凝固期間的體收縮應得到合金液的補充，是縮孔和疏鬆集中在鑄件外部冒口中。對易產生分散疏鬆的鋁合金鑄件，冒口設置數量比集中縮孔要多，並在易產生疏鬆處設置冷鐵，加大局部冷卻速度，使其同時或快速凝固。 ②線收縮 線收縮大小將直接影響鑄件的質量。線收縮越大，鋁鑄件產生裂紋與應力的趨向也越大；冷卻後鑄件尺寸及形狀變化也越大。 對於不同的鑄造鋁合金有不同的鑄造收縮率，即使同一合金，鑄件不同，收縮率也不同，在同一鑄件上，其長、寬、高的收縮率也不同。應根據具體情況而定。 (3) 熱裂性 鋁鑄件熱裂紋的產生，主要是由於鑄件收縮應力超過了金屬晶粒間的結合力，大多沿晶界產生從裂紋斷口觀察可見裂紋處金屬往往被氧化，失去金屬光澤。裂紋沿晶界延伸，形狀呈鋸齒形，表面較寬，內部較窄，有的則穿透整個鑄件的端面。 不同鋁合金鑄件產生裂紋的傾向也不同，這是因為鑄鋁合金凝固過程中開始形成完整的結晶框架的溫度與凝固溫度之差越大，合金收縮率就越大，產生熱裂紋傾向也越大，即使同一種合金也因鑄型的阻力、鑄件的結構、澆注工藝等因素產生熱裂紋傾向也不同。生產中常採用退讓性鑄型，或改進鑄鋁合金的澆注系統等措施，使鋁鑄件避免產生裂紋。通常採用熱裂環法檢測鋁鑄件熱裂紋。 (4) 氣密性 鑄鋁合金氣密性是指腔體型鋁鑄件在高壓氣體或液體的作用下不滲漏程度，氣密性實際上表徵了鑄件內部組織緻密與純凈的程度。 鑄鋁合金的氣密性與合金的性質有關，合金凝固范圍越小，產生疏鬆傾向也越小，同時產生析出性氣孔越小，則合金的氣密性就越高。同一種鑄鋁合金的氣密性好壞，還與鑄造工藝有關，如降低鑄鋁合金澆注溫度、放置冷鐵以加快冷卻速度以及在壓力下凝固結晶等，均可使鋁鑄件的氣密性提高。也可用浸滲法堵塞泄露空隙來提高鑄件的氣密性。 (5) 鑄造應力 鑄造應力包括熱應力、相變應力及收縮應力三種。各種應力產生的原因不盡相同。 ①熱應力 熱應力是由於鑄件不同的幾何形狀相交處斷面厚薄不均，冷卻不一致引起的。在薄壁處形成壓應力，導致在鑄件中殘留應力。 ②相變應力 相變應力是由於某些鑄鋁合金在凝固後冷卻過程中產生相變，隨之帶來體積尺寸變化。主要是鋁鑄件壁厚不均，不同部位在不同時間內發生相變所致。 ③收縮應力 鋁鑄件收縮時受到鑄型、型芯的阻礙而產生拉應力所致。這種應力是暫時的，鋁鑄件開箱是會自動消失。但開箱時間不當，則常常會造成熱裂紋，特別是金屬型澆注的鋁合金往往在這種應力作用下容易產生熱裂紋。 鑄鋁合金件中的殘留應力降低了合金的力學性能，影響鑄件的加工精度。鋁鑄件中的殘留應力可通過退火處理消除。合金因導熱性好，冷卻過程中無相變，只要鑄件結構設計合理，鋁鑄件的殘留應力一般較小。 (6) 吸氣性 鋁合金易吸收氣體，是鑄造鋁合金的主要特性。液態鋁及鋁合金的組分與爐料、有機物燃燒產物及鑄型等所含水分發生反應而產生的氫氣被鋁液體吸收所致。 鋁合金熔液溫度越高，吸收的氫也越多；在700℃時，每100g鋁中氫的溶解度為0.5～0.9，溫度升高到850℃時，氫的溶解度增加2～3倍。當含鹼金屬雜質時，氫在鋁液中的溶解度顯著增加。 鑄鋁合金除熔煉時吸氣外，在澆入鑄型時也會產生吸氣，進入鑄型內的液態金屬隨溫度下降，氣體的溶解度下降，析出多餘的氣體，有一部分逸不出的氣體留在鑄件內形成氣孔，這就是通常稱的「針孔」。氣體有時會與縮孔結合在一起，鋁液中析出的氣體留在縮孔內。若氣泡受熱產生的壓力很大，則氣孔表面光滑，孔的周圍有一圈光亮層；若氣泡產生的壓力小，則孔內表面多皺紋，看上去如「蒼蠅腳」，仔細觀察又具有縮孔的特徵。 鑄鋁合金液中含氫量越高，鑄件中產生的針孔也越多。鋁鑄件中針孔不僅降低了鑄件的氣密性、耐蝕性，還降低了合金的力學性能。要獲得無氣孔或少氣孔的鋁鑄件，關鍵在於熔煉條件。若熔煉時添加覆蓋劑保護，合金的吸氣量大為減少。對鋁熔液作精煉處理，可有效控制鋁液中的含氫量。 二、砂型鑄造 採用砂粒、粘土及其他輔助材料製成鑄型的鑄造方法稱為砂型鑄造。砂型的材料統稱為造型材料。有色金屬應用的砂型由砂子、粘土或其他粘結劑和水配製而成。 鋁鑄件成型過程是金屬與鑄型相互作用的過程。鋁合金液注入鑄型後將熱量傳遞給鑄型，砂模鑄型受到液體金屬的熱作用、機械作用、化學作用。因此要獲得優質的鑄件除嚴格掌握熔煉工藝外，還必須正確設計型（芯）砂的配比、造型及澆注等工藝。 三、金屬型鑄造 1、簡介及工藝流程 金屬型鑄造又稱硬模鑄造或永久型鑄造，是將熔煉好的鋁合金澆入金屬型中獲得鑄件的方法，鋁合金金屬型鑄造大多採用金屬型芯，也可採用砂芯或殼芯等方法，與壓力鑄造相比，鋁合金金屬型使用壽命長。 2、鑄造優點 (1) 優點 金屬型冷卻速度較快，鑄件組織較緻密，可進行熱處理強化，力學性能比砂型鑄造高15%左右。 金屬型鑄造，鑄件質量穩定，表面粗糙度優於砂型鑄造，廢品率低。 勞動條件好，生產率高，工人易於掌握。 (2) 缺點 金屬型導熱系數大，充型能力差。 金屬型本身無透氣性。必須採取相應措施才能有效排氣。 金屬型無退讓性，易在凝固時產生裂紋和變形。 3、金屬型鑄件常見缺陷及預防 (1) 針孔 預防產生針孔的措施： 嚴禁使用被污染的鑄造鋁合金材料、沾有有機化合物及被嚴重氧化腐蝕的材料。 控制熔煉工藝，加強除氣精煉。 控制金屬型塗料厚度，過厚易產生針孔。 模具溫度不宜太高，對鑄件厚壁部位採用激冷措施，如鑲銅塊或澆水等。 採用砂型時嚴格控制水分，盡量用干芯。 (2) 氣孔 預防氣孔產生的措施： 修改不合理的澆冒口系統，使液流平穩，避免氣體捲入。 模具與型芯應預先預熱，後上塗料，結束後必須要烘透方可使用。 設計模具與型芯應考慮足夠的排氣措施。 (3)氧化夾渣 預防氧化夾渣的措施： 嚴格控制熔煉工藝，快速熔煉，減少氧化，除渣徹底。Al－Mg合金必須在覆蓋劑下熔煉。 熔爐、工具要清潔，不得有氧化物，並應預熱，塗料塗後應烘乾使用。 設計的澆注系統必須有穩流、緩沖、撇渣能力。 採用傾斜澆注系統，使液流穩定，不產生二次氧化。 選用的塗料粘附力要強，澆注過程中不產生剝落而進入鑄件中形成夾渣。 (4) 熱裂 預防產生熱裂的措施： 實際澆注系統時應避免局部過熱，減少內應力。 模具及型芯斜度必須保證在2°以上，澆冒口一經凝固即可抽芯開模，必要時可用砂芯代替金屬型芯。 控制塗料厚度，使鑄件各部分冷卻速度一致。 根據鑄件厚薄情況選擇適當的模溫。 細化合金組織，提高熱裂能力。 改進鑄件結構，消除尖角及壁厚突變，減少熱裂傾向。 (5) 疏鬆 預防產生疏鬆的措施： 合理冒口設置，保證其凝固，且有補縮能力。 適當調低金屬型模具工作溫度。 控制塗層厚度，厚壁處減薄。 調整金屬型各部位冷卻速度，使鑄件厚壁處有較大的激冷能力。 適當降低金屬澆注溫度。

㈡ 砂型鑄造的砂型介紹

以粘土和適量的水為型砂的主要粘結劑，製成砂型後直接在濕態下合型和澆注。濕型鑄造歷史悠久，應用較廣。濕型砂的強度取決於粘土和水按一定比例混合而成的粘土漿。型砂一經混好即具有一定的強度，經舂實製成砂型後，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。
以型砂和芯砂為造型材料製成鑄型，液態金屬在重力下充填鑄型來生產鑄件的鑄造方法。鋼、鐵和大多數有色合金鑄件都可用砂型鑄造方法獲得。由於砂型鑄造所用的造型材料價廉易得，鑄型製造簡便，對鑄件的單件生產、成批生產和大量生產均能適應，長期以來，一直是鑄造生產中的基本工藝。
砂型鑄造所用鑄型一般由外砂型和型芯組合而成。為了提高鑄件的表面質量，常在砂型和型芯表面刷一層塗料。塗料的主要成分是耐火度高、高溫化學穩定性好的粉狀材料和粘結劑，另外還加有便於施塗的載體（水或其他溶劑）和各種附加物。
粘土濕砂型鑄造的優點是：①粘土的資源豐富、價格便宜。②使用過的粘土濕砂經適當的砂處理後，絕大部分均可回收再用。③製造鑄型的周期短、工效高。④混好的型砂可使用的時間長。⑤砂型舂實以後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：①混砂時要將粘稠的粘土漿塗布在砂粒表面上，需要使用有搓揉作用的高功率混砂設備，否則不可能得到質量良好的型砂。②由於型砂混好後即具有相當高的強度,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，用機器造型時則設備復雜而龐大。③鑄型的剛度不高，鑄件的尺寸精度較差。④鑄件易於產生沖砂、夾砂、氣孔等缺陷。
粘土干砂型製造這種砂型用的型砂濕態水分略高於濕型用的型砂。
粘土砂芯用粘土砂製造的簡單的型芯。 這種砂型所用的型砂稱為化學硬化砂。其粘結劑一般都是在硬化劑作用下能發生分子聚合進而成為立體結構的物質，常用的有各種合成樹脂和水玻璃。化學硬化基本上有3種方式。
① 自硬:粘結劑和硬化劑都在混砂時加入。製成砂型或型芯後，粘結劑在硬化劑的作用下發生反應而導致砂型或型芯自行硬化。自硬法主要用於造型，但也用於製造較大的型芯或生產批量不大的型芯。
② 氣霧硬化:混砂時加入粘結劑和其他輔加物，先不加硬化劑。造型或制芯後，吹入氣態硬化劑或吹入在氣態載體中霧化了的液態硬化劑，使其彌散於砂型或型芯中，導致砂型硬化。氣霧硬化法主要用於制芯，有時也用於製造小型砂型。
③ 加熱硬化:混砂時加入粘結劑和常溫下不起作用的潛硬化劑。製成砂型或型芯後，將其加熱，這時潛硬化劑和粘結劑中的某些成分發生反應，生成能使粘結劑硬化的有效硬化劑，從而使砂型或型芯硬化。加熱硬化法除用於製造小型薄殼砂型外，主要用於制芯。

㈢ 砂型鑄造的手工造型方法有哪些

1、粘土濕砂

以粘土和適量的水為型砂的主要粘結劑，製成砂型後直接在濕態下合型和澆注。

濕型鑄造歷史悠久，應用較廣。

濕型砂的強度取決於粘土和水按一定比例混合而成的粘土漿。

型砂一經混好即具有一定的強度，經舂實製成砂型後，即可滿足合型和澆注的要求。

2、粘土干砂

製造這種砂型用的型砂濕態水分略高於濕型用的型砂。

粘土干砂型一般用於製造鑄鋼件和較大的鑄鐵件。

自化學硬化砂得到廣泛採用後，干砂型已趨於淘汰。

3、化學硬化砂型

① 自硬：自硬法主要用於造型，但也用於製造較大的型芯或生產批量不大的型芯。

② 氣霧硬化：氣霧硬化法主要用於制芯，有時也用於製造小型砂型。

③ 加熱硬化：加熱硬化法除用於製造小型薄殼砂型外，主要用於制芯。

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砂型鑄造優勢

砂型鑄造較之其它鑄造方法成本低、生產工藝簡單、生產周期短。

所以像汽車的發動機氣缸體、氣缸蓋、曲軸等鑄件都是用粘土濕型砂工藝生產的。

當濕型不能滿足要求時再考慮使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。

粘土濕型砂鑄造的鑄件重量可從幾公斤直到幾十公斤，而粘土干型生產的鑄件可重達幾十噸。

因砂型鑄造具有以上的優勢，所以，其在鑄造產業中應用越來越廣泛。

未來，其將會在鑄造業中扮演著越來越重要的角色。

㈣ 消失模鑄造與覆膜砂鑄造哪個更有優勢

消失模鑄造的優勢：
1、 其砂型為無粘接劑、無水分、無任何添加物的干石英砂；
2、泡沫塑料模型可以分塊成型在進行粘接組合。模型形狀（即鑄件形狀）基本上不受任何限制；
3、一個與鑄件形狀完全一致、尺寸大小隻差金屬收縮量的泡沫塑料模型保留在鑄型內，形成「實型」、鑄型，而不是傳統砂型的「空腔」鑄型（即「空型」）；
4、澆注時，泡沫塑料模型在高溫液體金屬作用下不斷分解氣化，產生金屬模型的置換過程，而不像傳統「空型」鑄造是一個液體金屬的填充過程。

覆膜砂鑄造的優勢：
1、污染小：工作現場環境明顯改善。覆膜砂為主的造型方法雖然燃燒也對環境有一定的影響，但畢竟它的用砂量少，同時使用後的廢砂全部回收利用。工作現場干凈無粉塵的污染。
2、覆砂層薄，用量少：生產成本低，浪費小，使用後的型砂可以再生循環利用。
3、改變毛坯的外觀質量，減少切削餘量，工藝出品率高，質量穩定。

4、提高產品內在質量。由於覆膜砂造型澆注時冷卻速度快，大大提高了鑄件的石墨形態，盡而提高了產品的機械性能，增加了產品的使用壽命。
5、、覆膜砂造型採用自動化生產線作業，提高生產效率，降低工人的勞動強度，縮短了勞動時間。

㈤ 覆膜砂砂芯工藝是怎樣的

近年來，覆膜砂的應用越來越廣，幾乎用於所有的鑄造方法中，其工藝方法不盡相同，但無論是制芯還是造型，其基本工藝要求是（濕態手工類除外）：加熱溫度200～300℃；固化時間30～150s；射砂壓力0.15～0.6MPa。具體參數應根據設備型號、型、芯質量及復雜程度、覆膜砂的種類等進行調整，原則是：形狀簡單的砂芯、流動性好（或粒度較粗）的覆膜砂可選擇較低的射砂壓力，細薄砂芯選擇較低的加熱溫度，加熱溫度低時可適當延長固化時間等；反之亦然。以下分述幾種不同的應用實例。

製作實體芯從理論上講，覆膜砂幾乎可以生產所有類型，尤其是高精度鑄件的實體芯。採用濕態覆膜砂時，可直接利用熱芯盒設備和工裝制芯，而無需對原有設備和工裝做任何改變。採用干態覆膜砂時，由於其流動性好，需對芯盒的排氣方式、射嘴及芯盒密封進行特殊處理。可利用安息角原理（覆膜砂的安息角約30o ） ，解決射砂後排氣時覆膜砂進入射腔和不射砂時覆膜砂自動下落等問題。目前，採用干態覆膜砂熱芯盒制芯工藝的廠家較多。製作殼型用覆膜砂製作殼型，常見於澆注凸輪軸等軸類零件或剎車片等盤類零件及一些表面要求高的閥類零件等。其相關參數如下：砂鐵比1：（1.5）～4；拔模斜度0.5°～1°等，殼型壁厚8～12mm。均勻的殼型壁厚可以減少覆膜砂用量，獲得均勻的鑄件組織。用覆膜砂製作殼型，可採用固定式射芯機或翻轉式射芯機，前者可用干態覆膜砂或濕態覆膜砂，後者只能選用干態覆膜砂。

㈥ 砂型鑄造怎麼預防砂和鑄件粘到一起

鑄件粘砂有化學粘砂和機械粘砂，你要從產生原因採取相對應的工藝措施加於解決。下面是相關的分析，希望你能從中找到解決的辦法。

1 粘砂現象
①機械粘砂： 系金屬液滲人砂型或砂芯砂粒間隙中，與砂燒結並粘附在鑄件表面。它可以是薄薄的一層，也可能是數毫米的厚層。金屬液有時會滲透到砂芯的整個截面，致使內腔阻塞，這種粘砂往往是不可能清除的，鑄件不得不報廢。
②化學粘砂：系金屬液化學反應生成的金屬氧化物與造型材料作用形成的粘著力很強的硅酸鐵浮渣。它多產生在鑄件內澆口或厚壁處，尤其當砂型或砂芯較薄而鑄件較厚時較易產生。
③化學粘砂與機械粘砂的簡易鑒別，在於前者粘砂層中往往不含有金屬鐵。

2 粘砂原因
①足夠的壓力使金屬液滲入砂粒之間，較高的金屬液靜壓力頭，即由鑄件澆注高度和澆注系統形成的壓力。如該壓力超過砂粒間隙之間毛細現象形成的抵抗壓力，即P=σ×cosθ/r，式中P為毛細壓力；σ為金屬液表面張力；θ為金屬液毛細管的潤濕角；r為毛細管半徑。這時就會形成機械粘砂。靜壓力頭超過500 mm，鑄造用砂又較粗，多數會產生機械粘砂，除非上塗料。上式亦說明:r越大，即砂粒粒度越粗，P越小，即較易產生機械粘砂。
②金屬液在鑄型內流動形成的動壓力。
③鑄型「爆」或「嗆」。即鑄型澆注時釋放的可燃氣體與空氣混合並被熾熱金屬液點燃所形成的動壓力。
④機械粘砂一經開始，即便壓力減小，金屬液滲透還會繼續進行，直到滲透金屬液前沿凝固。即金屬液溫度低於固相線溫度，滲透方可停止。
⑤化學粘砂最通常的原因是濕型和制芯用原材料耐火度、燒結點低、石英砂不純、煤粉或代用品加人不足、沒有使用塗料或使用不當、澆注溫度過高、澆注不當致使渣子進人鑄型等因素造成。

3 預防措施
⑴預防機械粘砂可採用如下措施
①避免較高的金屬液靜壓力頭；在滿足鑄件補縮條件下冒口高度不要過高；避免澆包處於高位直接澆到直澆道內，必要時可利用盆形澆口杯緩沖一下金屬流，並形成恆高靜壓力頭。
②盡量使用粒度較細的鑄造用砂。
③砂型應緊實良好。機器造型不可超載，供給造型機的壓縮空氣應保持規定壓力，避免使用過濕或存放期過長的型砂，因難以緊實，芯盒通氣孔(塞)不得堵塞；採用樹脂砂造型和制芯不能僅靠型砂的良好流動性，要保證緊實，必要時輔以震動。
④防止鑄型「爆」或「嗆」。型砂不可加人過量煤粉和水分。盡量為型和芯開好出氣孔、通氣孔，增加鑄型透氣性。
⑤減緩型內產生的動壓力。鑄型應多設出氣孔，多扎氣眼；高緊實度的鑄型分型面上可設排氣槽(通氣槽或通氣溝)。
⑥鑄型或型芯使用有效的塗料。即充填型、芯最表層砂粒的空隙。如塗料過厚可能開裂，使金屬液滲入砂中，這時可在第一或第二層中使用較稀的塗料，然後再以正常或較稠的塗料。

(2)預防化學粘砂可採用如下措施:
①砂子供應來源不同，鑄造用砂的純度、燒結點、耐火度有很大差異。燒結點在1200℃以下的低純度硅砂將促使粘砂；澆結點在1450℃以上的高純度硅砂或非石英砂如錯砂、鉻鐵礦砂等將減少粘砂。
②濕型粘土砂中加人煤粉約5%能防止中小尺寸鑄件的粘砂。鑄造用煤粉的灰分含量應小於10%。為防止型砂系統中失效煤粉及粉塵的積累，每個生產周期應淘汰一些舊砂並加人一些新材料。舊砂廢棄量一般約為10%一15%，薄壁鑄件生產取下限，厚壁鑄件生產取上限。
③水玻璃砂由於混合物燒結點低，必須採用塗料。混砂中硅酸鈉和舊砂不應過多，混砂中加入1%一2%的煤粉也有助於防止粘砂。