铸造工艺流程

砂型铸造的主要流程有：

模具生产部分：按照图纸要求制作制作模具，一般单件生产可以用木模、批量生产可以制作塑料模、金属模，大批量铸件可以制作模板。

2混砂阶段：按照砂型制造的要求及铸件的种类不同，配制合格的型砂，以供造型所用。

3造型（制芯）阶段：包括了造型（用型砂形成铸件的形腔）、制芯（形成铸件的内部形状）、配模（把坭芯放入型腔里面，把上下砂箱合好）。造型是铸造中的关键环节。

4熔炼阶段：按照所需要的金属成份配好化学成份，选择合适的熔化炉熔化合金材料，形成合格的液态金属液（包括成份合格，温度合格）

5浇注阶段：把合格的融熔金属注入配好模的砂箱里。浇注阶段危险性比较大，要特种注意。

6清理阶段：浇注后等融熔金属凝固后，把型砂清除掉，打掉浇口等附设件，就形成了所需要的铸件了。

扩展资料

总体概述

制造砂型的基本原材料是铸造砂和型砂粘结剂。最常用的铸造砂是硅质砂。硅砂的高温性能不能满足使用要求时则使用锆英砂、铬铁矿砂、刚玉砂等特种砂。为使制成的砂型和型芯具有一定的强度，在搬运、合型及浇注液态金属时不致变形或损坏，一般要在铸造中加入型砂粘结剂，将松散的砂粒粘结起来成为型砂。应用最广的型砂粘结剂是粘土，也可采用各种干性油或半干性油、水溶性硅酸盐或磷酸盐和各种合成树脂作型砂粘结剂。砂型铸造中所用的外砂型按型砂所用的粘结剂及其建立强度的方式不同分为粘土湿砂型、粘土干砂型和化学硬化砂型3种。

粘土湿砂

以粘土和适量的水为型砂的主要粘结剂，制成砂型后直接在湿态下合型和浇注。湿型铸造历史悠久，应用较广。湿型砂的强度取决于粘土和水按一定比例混合而成的粘土浆。型砂一经混好即具有一定的强度，经舂实制成砂型后，即可满足合型和浇注的要求。因此型砂中的粘土量和水分是十分重要的工艺因素。

以型砂和芯砂为造型材料制成铸型，液态金属在重力下充填铸型来生产铸件的铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来，一直是铸造生产中的基本工艺。

砂型铸造所用铸型一般由外砂型和型芯组合而成。为了提高铸件的表面质量，常在砂型和型芯表面刷一层涂料。涂料的主要成分是耐火度高、高温化学稳定性好的粉状材料和粘结剂，另外还加有便于施涂的载体（水或其他溶剂）和各种附加物。

粘土湿砂型铸造的优点是：①粘土的资源丰富、价格便宜。②使用过的粘土湿砂经适当的砂处理后，绝大部分均可回收再用。③制造铸型的周期短、工效高。④混好的型砂可使用的时间长。⑤砂型舂实以后仍可容受少量变形而不致破坏，对拔模和下芯都非常有利。缺点是：①混砂时要将粘稠的粘土浆涂布在砂粒表面上，需要使用有搓揉作用的高功率混砂设备，否则不可能得到质量良好的型砂。②由于型砂混好后即具有相当高的强度,造型时型砂不易流动，难以舂实,手工造型时既费力又需一定的技巧，用机器造型时则设备复杂而庞大。③铸型的刚度不高，铸件的尺寸精度较差。④铸件易于产生冲砂、夹砂、气孔等缺陷。

粘土干砂型制造这种砂型用的型砂湿态水分略高于湿型用的型砂。

粘土砂芯用粘土砂制造的简单的型芯。

：砂型铸造

一、规格不同：

1、砂芯漏斗：

根据其孔径大小，分成G1到G6六种

2、布氏漏斗：

其规格很多，大小不等。常用的一些规格分别有60mm、80mm、100mm、120mm、150mm、200mm、250mm、300mm等。

二、特点不同：

1、砂芯漏斗：

采用优良硬质高硼玻璃组成，具有较高的理化性能

2、布氏漏斗：

陶瓷或塑料为材料，利用真空或负压力抽吸进行过滤。

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布氏漏斗常用于有机化学实验中提取结晶。这种情况的过滤完成后，还可以在上方用少量纯溶剂来洗掉结晶表面的杂质。使用的时候，一般先在圆筒底面垫上滤纸，将漏斗插进布氏烧瓶上方开口并将接口密封。

新购置的过滤仪器使用前需用酸溶液进行抽滤，并用蒸馏水冲洗干净，烘干后使用。对于除菌滤器，使用前需高压灭菌，使用后应用洗涤液进行抽滤，然后放入洗涤液中浸泡48小时，取出用蒸馏水冲洗抽滤烘干保存。

-砂芯漏斗

-布氏漏斗

铸造涂料是铸造过程中覆盖在型芯表面以改善其表面耐火性，化学稳定性，抗金属液冲刷性，抗粘砂性等性能的铸造辅助材料；铸造涂料可制成浆状，膏状或粉状，用喷，刷，侵，流等方法涂敷在型芯表面

主要成分

特种硅藻土，除去了硅藻土中5—8%的结合水及有机质和杂质；AL2O3,Sio2；铸造涂料悬浮剂（锂基凹土，有机土等）。

铝矾土，主要成分是氧化铝，系含有杂质的水合氧化铝，是一种土状矿物。白色或灰白色，因含铁而呈褐黄或浅红色。密度345g/cm3，硬度1～3，不透明，质脆。极难熔化。不溶于水，能溶于硫酸、氢氧化钠溶液。主要用于炼铝。

石英砂是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是SiO2 ，石英砂的颜色为乳白色、或无色半透明状，硬度7，性脆无解理，贝壳状断口，油脂光泽，密度为265，堆积密度（1-20目为16~18），20-200目为15，其化学、热学和机械性能具有明显的异向性，不溶于酸，微溶于KOH溶液，熔点1750℃。

蓝晶石，又名二硬石，属硅酸盐类矿物，是一种耐火度高、高温体积膨胀大的天然耐火原料矿物。蓝晶石为三斜晶系，通常呈扁平状的柱状晶体，晶面上有平行条纹。颜色呈淡蓝色或青色、亮灰白等。硬度为55－70，比重:353－365。其在1100℃以上高温逐渐转化莫来石，1450℃完全转化莫来石结束。转化后在1810℃分解为刚玉和液相，是替代刚玉质耐火材料的理想矿物。

石墨粉质软，黑灰色；有油腻感，可污染纸张。硬度为1～2，沿垂直方向随杂质的增加其硬度可增至3～5。比重为1．9～2．3。在隔绝氧气条件下，其熔点在3000℃以上，是最耐温的矿物之一。常温下石墨粉的化学性质比较稳定，不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂。

铬铁矿是一种矿物，主要成分为铁、镁和铬的氧化物：(Fe, Mg)Cr2O4，是尖晶石的一种。它是可开采的铬矿石，矿物成分较复杂，镁的含量不定，有时也含铝和铁元素。自然界含铬矿物约30种,但具有工业价值的只有铬铁矿,铬铁矿难熔，用作耐火材料，也用于制取三氧化二铬、重铬酸钠、重铬酸钾等铬化合物。

优　势

1、与磷酸盐涂料相比它特有的物理性能决定了它的优势；

2、透气好；

3、保温隔热效果明显，熔点在1650℃以上；

4、喷吐后附着力强且不宜剥落，通常一周后才需修补，ZD涂料不需要象其它涂料一样每次开摸要喷涂，省却每天因喷补涂料而拆装摸具的繁琐工作；

5、相对而言价格便宜，大大降低了因使用醇基涂料或进口涂料所带来昂贵的生产铸造成本；

6、大大提高生产效益。

铸钢件产生裂纹分类及原因和防治方法：

1）热裂： 裂纹外形弯弯曲曲，断口很不规则 呈藕断丝连状，而且表面较宽，越到里面越窄，属热裂 其机理是：钢水注入型腔后开始冷凝，当结晶骨架已经形成并开始线收缩后．由于此时内部钢水并未完成凝固成固态 使收缩受阻，铸件中就会产生应力或塑性变形．当它们超过在此高温下的材质强度极限时，铸件就会开裂。

（1）、热裂纹的形貌和特征

热裂纹是铸件在凝固末期或凝固后不久尚处于强度和塑性很低状态下，因铸件固态收缩受阻而引起的裂纹。热裂纹是铸钢件、可锻铸铁件和某些轻合金铸件生产中常见的铸造缺陷之一。热裂纹在晶界萌生并沿晶界扩展，其形状粗细不均，曲折而不规则。裂纹的表面呈氧化色，无金属光泽。铸钢件裂纹表面近似黑色，而铝合金则呈暗灰色。外裂纹肉眼可见，可根据外形和断口特征与冷裂区分。

热裂纹又可分为外裂纹和内裂纹。在铸件表面可以看到的热裂纹称为外裂纹。外裂纹常产生在铸件的拐角处、截面厚度急剧变化处或局部疑固缓慢处、容易产生应力集中的地方。其特征是表面宽内部窄，呈撕裂状。有时断口会贯穿整个铸件断面。热裂纹的另一特征是裂纹沿晶粒边界分布。内裂纹一般发生在铸件内部最后凝固的部位裂纹形状很不规则，断面常伴有树枝晶，通常情况下，内裂纹不会延伸到铸件表面。

（2）、 热裂纹形成的原因

形成热裂纹的理论原因和实际原因很多，但根本原因是铸件的凝固方式和凝固时期铸件的热应力和收缩应力。

液体金属浇入到铸型后，热量散失主要是通过型壁，所以，凝固总是从铸件表面开始。当凝固后期出现大量的枝晶并搭接成完整的骨架时，固态收缩开始产生。但此时枝晶之间还存在一层尚未凝固舶液体金属薄膜（液膜），如果铸件收缩不受任何阻碍，那么枝晶骨架可以自由收缩，不受力的作用。当枝晶骨架的收缩受到砂型或砂芯等的阻碍时，不能自由收缩就会产生拉应力。当拉应力超过其材料强度极限时，枝晶之间就会产生开裂。如果枝晶骨架被拉开的速度很慢，而且被拉开部分周围有足够的金属液及时流入拉裂处并补充，那么铸件不会产生热裂纹。相反，如果开裂处得不到金属液的补充，铸件就会出现热裂纹。

由此可知，宽凝固温度范围，糊状或海绵网络状凝固方式的合金最容易产生热裂。随着凝固温度范围的变窄，合金的热裂倾向变小，恒温凝固的共晶成分的合金最不容易形成热裂。热裂形成于铸件凝固时期，但并不意味着铸件凝固时必然产生热裂。主要取决于铸件凝固时期的热应力和收缩应力。铸件凝固区域固相晶粒骨架中的热应力，易使铸件产生热裂或皮下热裂；外部阻碍因素造成的收缩应力，则是铸件产生热裂的主要条件。处于凝固状态的铸件外壳，其线收缩受到砂芯、型砂、铸件表面同砂型表面摩擦力等外部因素阻碍，外壳中就会有收缩应力（拉应力），铸件热节，特别是热节处尖角所形成的外壳较薄，就成为收缩应力集中的地方，铸件最容易在这些地方产生热裂。

热裂纹产生的原因体现在工艺和铸件结构方面其中有：铸件壁厚不均匀，内角太小；搭接部位分叉太多，铸件外框、肋板等阻碍铸件正常收缩；浇冒口系统阻碍铸件正常收缩，如浇冒口靠近箱带或浇冒口之间型砂强度很高，限制了铸件的自由收缩；冒口太小或太大；合金线收缩率太大；合金中低熔点相形成元素超标，铸钢铸铁中硫、磷含量高；铸件开箱落砂过早，冷却过快。

（3）热裂纹防治法发

（a）、改善铸件结构

壁厚力求均匀，转角处应作出过渡圆角，减少应力集中现象。轮类铸件的轮辐必要时可

做成弯曲状。

（b）、提高合金材料的熔炼质量

采用精炼和除气工艺去除金属液中的氧化夹杂和气体等。控制有害杂质的含量，采用合理的熔炼工艺，防止产生冷裂纹。

（c）、采用正确的铸造工艺措施

使铸件实现同时凝固 不仅有利于防止热裂纹，也有助于防止冷裂纹。合理设置浇冒口的位置和尺寸，使铸件各部分的冷却速度尽量均匀一致，减少冷裂纹倾向。

正确确定铸件在砂型中的停留时间 砂型是一种良好的保温容器，能使铸件较厚和较薄处的温度进一步均匀化，减少它们之间的温度差，降低热应力，减少冷裂纹倾向。延长铸件在铸型内的停留时间，以免开箱过早在铸件内造成较大的内应力，而产生冷裂纹。

增加砂型、砂芯的退让性 铸件凝固后及早卸去压箱铁，松开砂箱紧固装置等，是防止由于收缩应力而使铸件产生冷裂的有效措施。大型铸件的砂型和砂芯，在浇注后可提前挖去部分型砂和芯砂，以减少它们对铸件的收缩阻力，促使铸件各部分均匀冷却。铸件在落砂、清理和搬运过程中，应避免碰撞、挤压，防止铸件产生冷裂纹。

（d）、时效热处理

铸造应力大的铸件应及时进行时效热处理，避免过大的残余应力使铸件产生冷裂纹。必要时，铸件在切割浇冒口或焊补后，还要进行一次时效热处理

2） 冷裂纹是铸件凝固后冷却到弹性状态时，因局部铸造应力大于合金极限强度而引起的开裂。冷裂纹总是发生在冷却过程中承受拉应力的部位，特别是拉应力集中的部位。冷裂纹与热裂纹不同，冷裂纹往往穿晶扩展到整个截面，外形呈宽度均匀细长的直线或折线状，冷裂纹的断口表面子净有金属光泽或呈轻度氧化色，裂纹走向平滑，而非沿晶界发生。这与热裂纹有显著的不同。冷裂纹检验用肉眼可见，可根据其宏观形貌及穿晶扩展的微观特征，与热裂纹区别。

当铸件内的铸造应力大于金属的强度极限时，铸件将产生冷裂纹。因此凡是增加铸件应力和降低金属强度的因素都可能促使铸件产生冷裂纹。主要原因有以下几方面：

（1）、铸件结构

铸件壁厚不均匀，促使铸件产生铸造应力，有时会产生冷裂纹类缺陷。刚性结构的铸件，由于其结构的阻碍，容易产生热应力，从而使铸件产生冷裂纹。如一“薄壁大芯”壁厚均匀的箱形铸件，由于砂芯的阻碍而产生了临时收缩应力，当超过合金材料的抗拉强度时，就会使铸件产生冷裂。

（2）、浇冒口系统设计不合理

对于壁厚不均匀的铸件，如果内浇口设置在铸件的壁厚部分时，将使铸件厚壁部分的冷却速度更加缓慢，导致或加剧铸件各部分冷却速度的差别，增大铸造的热应力，促使铸件产生冷裂纹。浇冒口设置不当，直接阻碍铸件收缩，也促使铸件产生冷裂纹。由于浇口比铸件薄，浇口首先凝固，当铸件向内收缩受到浇口的阻碍时，产生拉应力，通常容易在两个浇口之间的壁上产生冷裂纹。其次，型砂或芯砂的高温强度或干强度太高，高温退让性差，使铸件收缩受到阻碍，产生很大的拉应力，导致铸件产生冷裂纹。

（3）、合金材料的化学成分不合格

钢中含碳量和其他合金元素含量偏高使铸件容易发生冷裂纹。韧性合金材料不易产生冷裂纹，脆性合金材料易产生冷裂纹。磷是钢中的有害元素，当含ω（P）＞005%时，使钢冷脆性增加，容易产生冷裂纹。在灰铸铁中，存在过量的反石墨化元素，也会引起铸件的收缩量增加，导致铸件产生冷裂纹。

（4）、控制开箱时间

铸件开箱过早，落砂温度过高，在清砂时受到碰撞、挤压都会引起铸件开裂。

　　砂型和型芯的区别：

　　1，砂型指的是型腔，用来产生铸件的外形；

　　2，型芯是放置于砂型中的用于产生孔洞的部分，其组成的成分要易于收缩，一般添加容易燃烧消失的成分，这样在铸件收缩时才不至于造成妨碍‍；

　　3，砂型和型芯的区别为砂型比型芯略粗糙。

水基涂料、粉末涂料、无机涂料。

1、水基涂料是一种环保型的铸造涂料，适用于各种铸造工艺。它以水为溶剂，具有较好的环保性能和较低的生产成本。水基涂料可用于替代传统的溶剂型砂芯涂料。

2、粉末涂料是一种以粉末形式存在的涂料，通过静电喷涂或流化床涂覆在砂芯表面。粉末涂料无溶剂挥发，具有较好的环保性能和较高的生产效率。

3、无机涂料是以无机物为主要成分的涂料，具有良好的耐高温性能和化学稳定性。无机涂料可用于替代砂芯涂料，但可能需要调整涂料配方以适应不同的铸造工艺。