砂型铸造

二、模样和芯盒

    模样是用来形成铸型型腔的工艺装备,按组合形式，可分为整体模和分开模。芯盒是制造砂芯或其他种类耐火材料芯所用的装备。

    模样和芯盒由木材、金属或其他材料制成。木模样具有质轻、价廉和易于加工等优点，但强度和硬度较低，易变形和损坏，常用于单件小批量生产。金属模样强度高，尺寸精确，表面光洁，寿命长，但制造较困难，生产周期长，成本高，常用于机器造型和大批量生产。芯盒是制造砂芯或其他种类耐火材料芯所用的装备。

三、造型材料

    制造铸型或型芯用的材料，称为造型材料。一般指砂型铸造用的材料，包括砂、有机或无机粘结剂、水和其他附加物。型砂有原砂、粘结剂、附加物、旧砂和水组成。合理选用和配制造型材料，对提高铸件质量，降低成本具有重要意义。（铸型是指用型砂、金属或其他耐火材料制成，包括形成铸件形状的空腔、型芯和浇冒口系统的组合整体。）

    造型材料应具有良好的流动性，以便于造出轮廓完整、清晰而准确的砂型（芯）；足够的强度，可保证铸型在制造、搬运及浇注时，不致变形或毁坏；良好的透气性，可保证气体及时从液态金属中排出，避免铸件产生气孔缺陷；高的耐火度，可保证型砂在高温液态金属作用下不熔化，避免铸件产生粘砂缺陷。

四、造型和制芯

    造型是指用型砂、模样、砂箱等工艺装备制造砂型的过程。制芯是将芯砂制成符合芯盒形状的砂芯的过程。

1 造型

1）手工造型

    手工造型是全部用手工或手动工具完成的造型工序，主要有以下几种方法：

（1）整体模造型

    特点：模样为一整体，分型面为一平面，型腔在同一砂箱中，不会产生错型缺陷，操作简单。

应用：最大截面在端都且为一平面的铸件，应用较广。

（2）分块模造型

    特点：模样在最大截面处分开，型腔位于上、下型中，操作较简单。

    应用：最大截面在中部的铸件，常用于回转体类等铸件。

（3）挖砂造型

    特点：整体模样，分型面为一曲面，需挖去阻碍起模的型砂才能取出模样，对工人的操作技能要求高，生产工具率低。

    应用：适宜中小型、分型面不平的确铸件单件、小批生产。

（4）假箱造型

    特点：将模型置于预先做成好的假箱或成型底板上，可直接造出曲面分型面，代替挖砂造型，操作较简单。

    应用：用于小批或成批生产，分型面不平的铸件。

（5）活块造型

    特点：将模样上阻碍起爆模的部分做成活动的，取出模样主体部分后，小心将活块取出。

    应用：造型较复杂，用于单件小批生产，带有凸台，难以起模的铸件。

（6）刮板造型

    特点：刮板形状和铸件截面相适应，代替实体模样，可省去制摸的工序。

    应用：单件小批生产，大、中型轮类、管类铸件。

（7）三箱造型

    特点：采用上、下、中三个砂箱，有两个分型面，铸件的中间截面小，用两个砂箱时取不出模样，必须分模，操作复杂。

    应用：单件小批生产，适合于中间截面小，两端截面大的铸件。

（8）地坑造型

    特点：节省下砂箱，但造型费工。

    应用：单件生产，大、中型铸件。平板的地坑造型过程

2）机器造型

    机器造型是用机器全部完成或至少完成紧砂操作的造型工序。机器造型生产率高，质量稳定，劳动条件好，在大批量生产中已代替大部分手工造型。机器造型有震实造型、压实造型、震压造型、抛砂造型、射砂造型等。以震压造型最常用，见右图。

(1)制芯

    芯的主要作用是形成铸件的内腔或局部外形。单件、小批生产时采用手工制芯，大批生产时采用机器制芯。手工制芯常采用芯盒制芯。为提高芯的强度可在制芯时放人铁丝或铸铁棒作为芯骨；为提高芯的透气能力，可用针扎出通气孔或埋入蜡线形成通气孔。

(2)浇注系统

    浇注系统是为填充型腔和冒口而开设于铸型中的一系列通道。通常有浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道和冒口组成，见右图。其作用是承接和导入金属液，控制金属液流动方向和速度，使金属液平稳地充满型腔；调节铸件各部分的温度分布；阻挡夹杂物进入型腔。

    浇注系统按熔融金属导入铸型的位置分为以下三种：

    顶注式浇注系统是从铸型顶部导入熔融金属，其特点是补缩作用好、金属液消耗少，但金属液对铸型的冲击大，易产生砂眼、冷豆等缺陷。适用于形状简单、高度小的铸件。

    底注式浇注系统是从铸型底部导入熔融金属，其特点是金属液对铸型的冲击小，有利于排气、排渣，但不利于补缩，易产生浇不到缺陷。适用于大、中型尺寸，壁部较厚、高度较大、形状复杂的铸件。

    阶梯式浇注系统在铸型的高度方向上，从底部开始，逐层在不同高度上导入熔融金属，具有顶注式和底注式的优点，主要用于高大和形状较复杂的薄壁铸件。

    浇注系统按各浇道横截面积的关系，分为封闭式和开放式两种。

    封闭式浇注系统的直浇道出口横截面积大于横浇道截面积，横浇道出口横截面积又大于内浇道截面积，其特点是金属液易于充满各通道，挡渣作用好，但对铸型的冲击力大。一般适用于灰铸铁件。

    开放式浇注系统正好相反，金属液能较快地充满铸型，冲击小，但挡渣效果差，一般用于薄壁和尺寸较大的铸件。

(3)冒口和铸型结构

    尺寸较大的铸件或体收缩率较大的金属还要加设冒口起补缩作用，为便于补缩，冒口一般设在铸件的厚部或上部。冒口还可起排气和集渣作用。

    将铸型的各组元（上型、下型、芯、浇口杯等）组合成一个完整铸型的过程称为合型。右图是两箱造型合型后的铸型结构。合型时应检查铸型内腔是否清洁，芯是否完好无损；芯的安放要准确、牢固，防止偏芯；砂箱的定位应当准确，以防错型。