1、铸造1 主编第一节铸造工艺规程一、铸造操作规程二、铸造工艺文件三、铸件浇注位置四、铸件分型面第二节铸件质量的计算一、根据铸造工艺图计算铸件质量二、根据实体模样质量计算铸件质量三、利用计算机计算铸件质量第一节造型制芯原材料一、铸造用粘结剂二、辅助材料第二节型砂与芯砂一、水玻璃砂的工艺特性及配制方法二、树脂砂的工艺特性及配制方法第三节涂料的配制一、涂料的制备二、涂料应具备的性能三、涂料的使用第一节造型制芯的工艺知识一、造型方法的选择二、湿砂型三、干砂型四、造型操作要领第二节造型方法一、砂箱造型二、地坑造型三、刮板造型第一节铸造工艺规程一、铸造操作规程1.型砂工操作规程2.造型工操作规程1.型砂工操
2、作规程1)机器设备要专人负责，对转动部分和不可缺少的防护装置在工作前要进行检查，经试运行后方可使用。2)对所用的砂斗、工具及钢丝绳要经常检查，若有不当，则应停止使用。3)在工作中要随时观察混砂机及运输带等设备，若发现异常，则要停车检修。4)在混砂机运转时，不准将铁锹或扫帚伸入碾内，不准用手检查转动部位或到碾盘内取砂样，一定要用工具从取样门取砂样，或者停机取砂样。5)在检修混砂设备时，必须在电源开关处挂上“正在修理，禁止开动”的警示牌，以免发生意外。6)供砂前，先空机运转，正常后方可供砂。1.型砂工操作规程7)手动操作刮板供砂时，应注意在砂斗装满时立即提起刮板。8)在运输带运行时，不准横跨运输带
3、行走或隔着运输带递送工件；排除故障或清扫卫生时必须停机。9)高空检查时应遵守高空作业安全规程，没有防护栏的地方不得进行高空作业，当必须进行时，应采取安全措施。10)不准坐、卧于运输带机上休息。11)校正运输带位置或张紧度时，必须停机。12)开机时先开运输带机，再打开供砂斗闸门(或开动给料器)。13)定期对传动装置作检查，更换损坏的零件，并按规定进行润滑。2.造型工操作规程1)检查工作场地，清除绊脚物。2)使用砂箱前，应先检查箱把是否牢固，若有松动现象，则禁止使用。3)检查捣固器有无磨损现象和缺陷，发现问题时需立即更换或修理。4)在使用吊车前，应先检查钢丝绳和链条有无损坏现象及裂纹，若有缺陷，则
4、应及时更换。5)吊运物件时，必须两人挂钩、挂链，互相配合；起吊时，操作人员应位于1m以外，绝对不允许站在吊运物与邻近固定物之间，并且只许一人指挥吊车开动。6)指挥吊车运行时，禁止站在吊运物上充当平衡锤。2.造型工操作规程7)吊砂箱时必须用双绳挂两个把，禁止用单绳套斜挂，防止砂箱偏斜脱落。8)用两台吊车同时起吊一个工件时，应按吊车额定载重量合理分配，统一指挥，步调一致。9)堆摞铸型时要用同一高度的垫铁，堆摞高度不得超过其宽度的两倍。10)舂砂时要双手握捣固器，防止碰伤自己的脚。11)吊车在翻型(特别是大件)时，要有专人指挥和监督，附近的工作人员要远离，指挥人员要站在吊运物的侧面。12)合型时要有
5、专人指挥。13)禁止在吊起的砂型或砂芯下面修补铸型，应在固定架下或地坑下进行修理。2.造型工操作规程14)摞箱时禁止用木块或砖头垫箱，应使用专用垫铁(如工字铁或日字铁)。15)吊运工作物或翻型、合型时，两端链条必须平衡。16)用吊车吊运工作物时，起吊前应先指挥吊车使吊绳(或链)与地面垂直。17)禁止在砂堆上或地面松动处堆放砂箱和工件。18)当合型、放箱时，禁止用手握砂箱下面的箱口，防止压坏手指。19)要有专人负责管理天然气。20)地坑造型时，下班前必须用安全警示绳或围栏将地坑周围拦起来，并挂标示或危险示牌。二、铸造工艺文件1.铸造工艺图2.铸造工艺卡3.铸型装配图4.铸件图1.铸造工艺图2.铸
6、造工艺卡表1-1常见的工艺符号及其表示方法名称铸造工艺图（甲）铸造工艺图（乙）（1）分型线用红色线表示，并用红色写出“上、中、下”字样用细实线表示，并写出“上、中、下”字样（2）分模线用红色线表示，在任一端画“”号用细实线表示，在任一端画“”号（3）分型分模线用红色线表示用细实线表示2.铸造工艺卡表1-1常见的工艺符号及其表示方法名称铸造工艺图（甲）铸造工艺图（乙）（4）分型负数用红色线表示，并注明减量数值用细实线表示，并注明减量数值2.铸造工艺卡表1-1常见的工艺符号及其表示方法（5）机械加工余量加工余量分两种方法表示，可任选其一：a）用红色线表示，在加工符号附近注明加工余量数值b）在工艺说
7、明中写出上、侧、下字样，注明加工余量数值。有特殊要求的可将加工余量数值标在加工符号附近凡带斜度的加工余量应注明斜度加工余量分两种方法表示，可任选其一：a）粗实线表示毛坯轮廓，双点画线表示零件形状，注明加工余量数值b）粗实线表示零件轮廓，在工艺说明中写出上、侧、下字样，注明加工余量数值凡带斜度的加工余量应注明斜度2.铸造工艺卡表格名称铸造工艺图（甲）铸造工艺图（乙）（6）不铸出的孔和槽用红色线打叉不铸出的孔或槽在铸件图中不画出（7）工艺补正量用红色线表示，注明正、负工艺补正量数值粗实线表示毛坯轮廓，双点画线表示零件形状，注明正、负工艺补正量数值2.铸造工艺卡表格名称铸造工艺图（甲）铸造工艺图（乙
8、）（8）冒口各种冒口均用红色线表示，注明斜度和各部尺寸，并用序号、区分各种冒口均用粗实线表示，注明斜度和各部尺寸，并用序号、区分（9）冒口切割余量用红色虚线表示，注明切割余量数值用虚线表示，注明切割余量数值2.铸造工艺卡表格名称铸造工艺图（甲）铸造工艺图（乙）（10）补贴用红色细线表示，并注明各部尺寸用细实线表示，并注明各部尺寸（11）出气孔用红色细线表示，并注明各部尺寸用细实线表示，并注明各部尺寸2.铸造工艺卡表格名称铸造工艺图（甲）铸造工艺图（乙）（12）砂芯编号、边界符号、芯头边界芯头边界用蓝色线表示。砂芯编号用序号、等标注。边界符号一般只在芯头与砂芯交界处用与砂芯编号相同的小号数字表示
9、铁芯需写出“铁芯”字样芯头边界用细实线表示。砂芯编号用序号、等标注。边界符号一般只在芯头与砂芯交界处用与砂芯编号相同的小号数字表示铁芯需写出“铁芯”字样2.铸造工艺卡表格（13）芯头斜度与芯头间隙用细蓝色线表示，并注明斜度及间隙数值用细实线表示，并注明斜度及间隙数值2.铸造工艺卡表格名称铸造工艺图（甲）铸造工艺图（乙）（14）舂砂方向、出气方向、紧固方向用细蓝色线表示，箭头表示方向，箭尾画出不同符号用细实线表示，箭头表示方向，箭尾画出不同符号2.铸造工艺卡表格（15）芯撑芯撑用红色线表示，特殊结构的芯撑写出“芯撑”字样芯撑用粗实线表示，特殊结构的芯撑写出“芯撑”字样2.铸造工艺卡表格名称铸造工
10、艺图（甲）铸造工艺图（乙）（16）冷铁用蓝色线表示。圆钢冷铁涂淡蓝色，成型冷铁打叉。冷铁的编号、数量及规格标注在引线上用细实线表示。圆钢冷铁涂淡黑色，成型冷铁打叉。冷铁的编号、数量及规格标注在引线上（17）模样活块用红色线表示，并在此线上画两条平行短线用细实线表示，并在此线上画两条平行短线2.铸造工艺卡表格名称铸造工艺图（甲）铸造工艺图（乙）（18）拉肋、收缩肋用红色线表示，注明各部尺寸，并写出“拉肋”或“收缩肋”字样用细实线表示，注明各部尺寸，并写出“拉肋”或“收缩肋”字样（19）浇注系统用细红色线或细红色双线表示，并注明各部尺寸用细实线或双细实线表示，并注明各部尺寸2.铸造工艺卡表格名称铸
11、造工艺图（甲）铸造工艺图（乙）（20）附铸试块用细红色线表示，注明各部尺寸，并写出“附铸试块”字样用细实线表示，注明各部尺寸，并写出“附铸试块”字样（21）工艺夹头用细红色线画出工艺夹头的轮廓，并写出“工艺夹头”字样用双点画线画出工艺夹头的轮廓，并写出“工艺夹头”字样2.铸造工艺卡表格（22）样板用蓝色线画出样板轮廓及木材剖面纹理，并写出“样板”字样专门绘制样板图时，应在检验位置注明样板标记用细实线画出样板轮廓及木材剖面纹理，并写出“样板”字样专门绘制样板图时，应在检验位置注明样板标记2.铸造工艺卡表格名称铸造工艺图（甲）铸造工艺图（乙）（23）反变形量用双点画线表示，注明反变形量的数值2.铸
12、造工艺卡2.表中各种工艺符号及表示方法均分为甲、乙两类。3.铸造工艺图(甲)表示的颜色规定为红、蓝两色。4.本表中只列入常用工艺符号及表示方法，不常用的工艺符号及表示方法可自行规定。2.铸造工艺卡表1-2一般铸造工艺卡的内容及形式铸造工艺卡零件图号编号零件名称毛重浇冒口系统质量浇注总质量实收率%每箱件数砂型类别未注加工余量缩尺%模样砂箱外模砂芯名称规格实样只芯盒副上箱车板块车板块中箱刮板块刮板块中箱2.铸造工艺卡表1-2一般铸造工艺卡的内容及形式起模装置砂芯数量下箱型腔芯头浇注温度金属型个涂料未注斜度上种类余量侧浇注时间s砂型砂未注间隙上冷却时间h型芯砂侧造型方法2.铸造工艺卡表1-2一般铸造
13、工艺卡的内容及形式铸造工艺卡零件图号编号零件名称浇注系统编号直浇道横浇道内浇道数量规格数量规格数量规格2.铸造工艺卡表1-2一般铸造工艺卡的内容及形式描制特殊说明：描核旧底图总号2.铸造工艺卡表1-2一般铸造工艺卡的内容及形式设计（日期）审核（日期）会签（日期）审定（日期）批准（日期）签字编号处数文件更改号签字日期编号处数文件更改号签字日期3.铸型装配图图1-1铸型装配图1下砂箱2横浇道3直浇道4浇口盆5出气冒口6上砂型7上砂箱8砂芯9型腔10下砂型4.铸件图三、铸件浇注位置1)将铸件的重要加工面、主要工作表面和受力面尽量放在底部或侧面。2)浇注位置应有利于铸件按所确定的凝固顺序凝固。3)浇注
14、位置应有利于砂芯的定位和稳定支撑，使排气通畅。4)应将铸件的大平面置于下部或倾斜放置，以防止夹砂等缺陷。5)应将铸件的薄壁部位置于浇注位置的下部或侧面，以防止产生浇不到、冷隔等缺陷。6)在批量生产中，应使铸件的飞边易于清理。7)要避免厚实铸件冒口下面的主要工作面产生偏析。1)将铸件的重要加工面、主要工作表面和受力面尽量放在底部或侧面。2)浇注位置应有利于铸件按所确定的凝固顺序凝固。3)浇注位置应有利于砂芯的定位和稳定支撑，使排气通畅。4)应将铸件的大平面置于下部或倾斜放置，以防止夹砂等缺陷。5)应将铸件的薄壁部位置于浇注位置的下部或侧面，以防止产生浇不到、冷隔等缺陷。6)在批量生产中，应使铸件
15、的飞边易于清理。7)要避免厚实铸件冒口下面的主要工作面产生偏析。四、铸件分型面1)尽可能将铸件的全部或大部分放在同一型内，以减少因错型造成的尺寸偏差。2)尽量把铸件的加工定位面和主要加工面放在同一型内，以减小加工定位尺寸偏差。3)尽量减少分型面的数量。4)在机器造型中，选择分型面时，尽量避免使用活块，必要时用砂芯代替。5)尽量减少砂芯的数量。6)尽量使分型面为平面，必要时也可不做成平面。7)为方便起模，分型面应选在铸件的最大截面处。8)在考虑造型、浇注、制芯的基础上，分型面还应有利于清理。9)选择分型面时还要考虑造型方法。1)尽可能将铸件的全部或大部分放在同一型内，以减少因错型造成的尺寸偏差。
16、2)尽量把铸件的加工定位面和主要加工面放在同一型内，以减小加工定位尺寸偏差。3)尽量减少分型面的数量。4)在机器造型中，选择分型面时，尽量避免使用活块，必要时用砂芯代替。5)尽量减少砂芯的数量。6)尽量使分型面为平面，必要时也可不做成平面。7)为方便起模，分型面应选在铸件的最大截面处。8)在考虑造型、浇注、制芯的基础上，分型面还应有利于清理。9)选择分型面时还要考虑造型方法。第二节铸件质量的计算一、根据铸造工艺图计算铸件质量1.铸件质量计算方法和步骤2.铸件质量计算实例1.铸件质量计算方法和步骤(1)形体分析一般的铸件都是由基本几何体叠加、切割形成的。(2)确定计算长度单位和铸件密度图样上提供
17、的长度单位是毫米(mm)，小型铸件可以采用厘米(cm)作计算单位，大中型铸件宜采用分米(dm)作计算单位。1.铸件质量计算方法和步骤表1-3常用铸造合金的密度(单位：kg/d)合金密度合金密度合金密度灰铸铁7.2碳素钢7.8铝锌合金2.8白口铸铁7.4合金钢8.0黄铜8.7球墨铸铁7.3铝铜合金2.8铅青铜9.31.铸件质量计算方法和步骤(3)计算铸件各基本几何体的体积各基本几何体的体积按表1-4提供的计算公式进行计算。(4)计算铸件总体积总体积精确到小数点后第二位。(5)计算铸件质量铸件质量用下式计算。1.铸件质量计算方法和步骤表1-4基本几何体体积的计算公式名称基本几何体二视图公式名称基本
18、几何体二视图公式棱柱体V=abh圆柱体V=（a+b）LhV=abh圆锥体V=h球体V=2.铸件质量计算实例例1图1-2为支架铸造工艺图，根据铸件计算方法及步骤解题如下：解1)形体分析：将图1-2所示支架分解成图1-3所示的三块基本几何体。图1-2支架铸造工艺图2.铸件质量计算实例2)确定计算长度和密度，取长度单位为dm，密度单位为kg/dm3。3)计算各基本几何体的体积 圆筒体积 支承板体积图1-3支架的基本几何体投影图及尺寸a)圆筒b)支承板c)底板2.铸件质量计算实例 底板体积4)支架体积5)铸件质量(密度=7.2kg/dm3)二、根据实体模样质量计算铸件质量例2已知铝合金实体模样的密度为
19、2.8kg/dm3，铸铁件的密度为7.2kg/dm3，称得铝合金实体模样的质量为3.6kg，求浇注出来的铸铁件质量。解密度比值K=7.2/2.8=2.6例3有甲铸钢件采用红松木材质的实体模样无砂芯造型，该红松实体模样的质量为6kg。已知乙红松实体模样的质量为3kg，浇注出的铸钢件的质量为53.1kg，求浇出的甲铸钢件的质量。解乙铸钢件质量与模样质量的比值K=53.1kg/3kg=17.7例2已知铝合金实体模样的密度为2.8kg/dm3，铸铁件的密度为7.2kg/dm3，称得铝合金实体模样的质量为3.6kg，求浇注出来的铸铁件质量。解密度比值K=7.2/2.8=2.6例3有甲铸钢件采用红松木材质
20、的实体模样无砂芯造型，该红松实体模样的质量为6kg。已知乙红松实体模样的质量为3kg，浇注出的铸钢件的质量为53.1kg，求浇出的甲铸钢件的质量。解乙铸钢件质量与模样质量的比值K=53.1kg/3kg=17.7表1-5模样常用木材的密度木 材 名 称红松杉木柏木水曲柳密度/（kg/d）044038059069三、利用计算机计算铸件质量1.铸造工艺规程分为哪两种类型？2.简述常见铸造操作规程。3.铸造工艺文件包括哪些？4.什么是铸造工艺卡?工艺卡中有哪些内容?5.简述铸造浇注位置的选择原则。6.简述铸件分型面的选择原则。7.铸件质量包括哪些部分的质量？8.计算图1-5所示灰铸铁件(见图1-5a)
21、、铸钢件(见图1-5b)、铝锌合金件(见图1-5c)的质量。9.什么情况下才能直接根据模样质量求出铸件质量?10.已知无砂芯实体模样造型的两相同材料的模样质量，甲模样为3.6kg，乙模样为5.8kg，浇注出的甲灰铸铁件质量为47kg，求乙模样浇出的灰铸铁件的质量。三、利用计算机计算铸件质量图1-4CAD软件计算铸件质量实例1.铸造工艺规程分为哪两种类型？2.简述常见铸造操作规程。3.铸造工艺文件包括哪些？4.什么是铸造工艺卡?工艺卡中有哪些内容?5.简述铸造浇注位置的选择原则。6.简述铸件分型面的选择原则。7.铸件质量包括哪些部分的质量？8.计算图1-5所示灰铸铁件(见图1-5a)、铸钢件(见
22、图1-5b)、铝锌合金件(见图1-5c)的质量。图1-5铸件图9.什么情况下才能直接根据模样质量求出铸件质量?10.已知无砂芯实体模样造型的两相同材料的模样质量，甲模样为3.6kg，乙模样为5.8kg，浇注出的甲灰铸铁件质量为47kg，求乙模样浇出的灰铸铁件的质量。第一节造型制芯原材料一、铸造用粘结剂1.水玻璃2.合成树脂3.油类粘结剂1.水玻璃(1)水玻璃及其质量要求硅酸钠是弱酸强碱盐，干态时为白色或灰白色团块或粉末，溶于水时，纯的钠水玻璃外观为无色粘稠液体，由于含铁盐而呈灰色或绿色，pH值一般在1113。1)水玻璃模数是水玻璃(硅酸钠)中二氧化硅与氧化钠的物质的量之比。2)除模数外，能说明
23、水玻璃主要技术特性的参数还有密度、含固量、水分、粘度和杂质含量。1.水玻璃表2-1水玻璃模数与粘度的关系密度/（g/c）水分（质量分数，%）模数M粘度/（pas）1445591250214496878321.水玻璃表2-2水玻璃中的水分与粘度的关系M=22M=25M=3水分（质量分数，%）密度/（g/c）水分（质量分数，%）密度/（g/c）水分（质量分数，%）密度/（g/c）粘度/（pas）6022142761331410648613560157841463591014446210139802569314785808146061321410035631148757391470609314160
24、455441500565414836015142806542715185551149959561437153021538544915155878144921.水玻璃(2)水玻璃砂存在的问题及解决途径水玻璃砂CO2硬化法自1947年问世以来，由于混砂紧实,硬化、起模均很简易，加上CO2廉价、安全、不需要净化，因此受到铸造工作者的欢迎，从而迅速得到推广，有些人甚至认为此方法可全面解决制芯、造型中的问题。1)水玻璃砂的主要缺点是溃散性差，出砂困难，从而限制了它在铸造上获得更广泛的应用。图2-1C水玻璃砂的加热温度与性能的关系a)温度与残留强度的关系b)温度与高温强度的关系c)温度与自由膨胀率的关系1
25、.水玻璃 在水玻璃砂中加入糖类、树脂类、油类、纤维素类等多种材料。这些有机物在高温下挥发、汽化或燃烧炭化，能在一定程度上破坏水玻璃粘结膜的完整性，因而可显著改善水玻璃砂在600以下的出砂性，但在800以上效果就不明显了。加入氧化铝、高铝矾土、膨润土、石灰石等无机物能降低水玻璃砂在8001100时的残留强度。2)用水玻璃砂制造的型(芯)砂浇注铸铁件时，常产生严重的粘砂现象，这限制了其在铸铁件上的使用。3)水玻璃砂吹CO2硬化后，放置一段时间，有时在型(芯)砂表面会出现像白霜一样的物质，严重降低该处表面的强度，浇注时易产生冲砂缺陷。1.水玻璃4)用CO2或加热等方法硬化的水玻璃砂芯，装配在湿型中后
26、若不及时浇注，则砂芯强度将急剧下降，可能会出现蠕变甚至坍倒。5)酯硬化法。6)用钠水玻璃砂制造的砂型(芯)，在浇注过程中，主要的气体是粘结剂本身产生的蒸汽，因此，对水玻璃砂制的砂型(芯)应注意排气。7)水玻璃旧砂再生困难，因为包覆砂粒的水玻璃膜具有塑性，难于用干法去掉；虽然湿法再生效果较好，但是需要增加砂的烘干工序，废水的循环使用也存在问题。2.合成树脂(1)热芯盒树脂及其固化剂热芯盒树脂一般用于汽车、内燃机、农机等制造行业。1)呋喃热芯盒树脂是应用最广泛的一种热芯盒树脂，由尿素、甲醛和糠醇以一定的摩尔比在不同的合成工艺条件下聚合而成，通常称为呋喃型树脂。2)酚醛呋喃热芯盒树脂包括两类树脂：一
27、类是酚醛改性呋喃树脂，即甲阶酚醛树脂与糠醇的缩聚或共聚物，通常称为呋喃型树脂，其优点是无氮、高温性能好、抗粘砂能力强，是铸钢件普遍采用的一种树脂，其缺点是常温强度低，保存性、硬透性不好，型砂脆性大；另一类是尿酚醛改性呋喃树脂，它属于含氮树脂，同时含有尿素和苯酚，兼有呋喃型和呋喃型树脂的特性。2.合成树脂3)热芯盒树脂用固化剂因热芯盒树脂的种类及含氮量的不同而有所不同。(2)烘干硬化树脂烘干硬化树脂是为了代替植物油和合脂油粘结剂而开发的，具有更高的粘结强度，更好的劳动条件，成本也较低，适用于一些要求较特殊的型或芯。(3)冷芯盒用粘结剂及其催化剂冷芯盒工艺是一种节能、低污染、高效的造型及制芯工艺，
28、有逐步取代热芯盒的趋势。(4)自硬砂用粘结剂及其固化剂树脂自硬砂工艺广泛应用于单件小批量高质量铸件的生产。2.合成树脂表2-3各种自硬树脂的主要技术指标及适用范围主要技术指标树 脂 类 型氮（质量分数，%）粘度/（MPas）游离醛（质量分数，%）游离酚（质量分数，%）比强度/MPa适 用 范 围呋喃自硬树脂510500510非铁合金24300310铸铁12150310球墨铸铁、一般铸钢件2.合成树脂表2-3各种自硬树脂的主要技术指标及适用范围05150309各种铸钢件酚醛呋喃树脂054高于同类呋喃树脂0210相当于呋喃树脂的90%与同类呋喃树脂相同酚醛树脂无100025相当于呋喃树脂的70%铸
29、钢碱性酚醛树脂无1200205相当于呋喃树脂的60%铸钢、球墨铸铁、非铁合金酚尿烷树脂1525150055相当于呋喃树脂的85%铸铁、非铁合金、铸钢2.合成树脂1)酸硬化呋喃自硬树脂。2)酸硬化酚醛改性呋喃树脂。3)酯硬化碱性酚醛树脂。4)酚尿烷树脂。3.油类粘结剂二、辅助材料(1)改善透气性的材料有锯木屑、稻草、亚麻皮及其他纤维物质等。(2)防止铸件粘砂的材料有煤粉、石墨粉、硅石粉、滑石粉等，主要用作砂型(芯)敷料和涂料。(3)防止型(芯)砂粘模的材料当型(芯)砂对模样(芯盒)有较强的粘附倾向时，可将煤油、石松子粉、滑石粉等喷(刷)或撒在模样(芯盒)的工作表面上，从而防止粘模。(1)改善透气
30、性的材料有锯木屑、稻草、亚麻皮及其他纤维物质等。(2)防止铸件粘砂的材料有煤粉、石墨粉、硅石粉、滑石粉等，主要用作砂型(芯)敷料和涂料。(3)防止型(芯)砂粘模的材料当型(芯)砂对模样(芯盒)有较强的粘附倾向时，可将煤油、石松子粉、滑石粉等喷(刷)或撒在模样(芯盒)的工作表面上，从而防止粘模。第二节型砂与芯砂一、水玻璃砂的工艺特性及配制方法1.CO2硬化水玻璃砂2.水玻璃自硬砂1.CO2硬化水玻璃砂(1)传统的水玻璃硬化法1)CO2硬化水玻璃砂的工艺特性 强度：水玻璃砂硬化后的强度较高，其大小主要取决于水玻璃模数、密度、硬化工艺、附加物的性质和加入量等。粘模性：水玻璃砂易粘附在模样或芯盒上，影
31、响生产率和产品质量。水玻璃模数越高，加入量越多，粘模越严重。发气量：水玻璃砂的发气量主要取决于其中的残留水分。残留水分越少，则发气量越低。CO2硬化型砂的发气量比自行硬化型砂的发气量大。溃散性：水玻璃砂的溃散性较粘土砂差，因此清理较困难。2)CO2硬化水玻璃砂的配制 常用的CO2硬化水玻璃砂的配方见表2-4。1.CO2硬化水玻璃砂表2-4C硬化水玻璃砂的配方组成物硅砂水玻璃膨润土或（铸造粘土）NaOH溶液（质量分数为10%）重油总水分加入量（质量分数，%）1005845（36）0150510451.CO2硬化水玻璃砂 CO2硬化水玻璃砂的混制工艺：加料顺序为先加干料，混均匀后再加湿料。其混制工
32、艺为：原砂+干粉+重油+NaOH溶液+水玻璃出砂。(2)近年来新开发的CO2硬化水玻璃砂工艺(具体混制工艺略)1)新型RC系改性水玻璃砂。2)强力2000多重变性水玻璃砂。3)此外还有CO2硬化Solosi-433改性水玻璃砂、CO2硬化有机改性硅酸复盐水玻璃砂、脉冲CO2硬化水玻璃砂等。(3)吹CO2硬化的方法1)在砂型(芯)上扎一些?6?10mm的吹气孔，将吹气管插入吹CO2，硬化后起模，如图2-2a、b所示。2)在砂型(芯)上盖罩吹CO2，如图2-2c、d所示。1.CO2硬化水玻璃砂3)通过模样上的吹气孔吹CO2，如图2-2e、f所示。图2-2吹C硬化水玻璃的方法4)近年来新开发的改进方
33、法1.CO2硬化水玻璃砂 CO2预热后再吹入型(芯)中，以增加CO2的扩散能力，提高硬化效果。将CO2用空气或氦气稀释，以改善硬化效果。间断或脉冲吹CO2。定压、定时、定量吹CO2，用于定型产品。用测定水玻璃吹CO2时的电位变化控制吹气时间，能避免欠吹或过吹。VRH(真空置换法)：将砂型(芯)在真空内经真空脱水后再吹CO2。2.水玻璃自硬砂(1)水玻璃自硬砂的种类在混制水玻璃砂时加入硬化剂，使之能在室温下硬化的型砂称为水玻璃自硬砂。2.水玻璃自硬砂表2-5有机酯水玻璃自硬砂与固体硬化剂水玻璃砂的配方及性能对比配方（质量比）性能序号硅砂水玻璃硬化剂其他终强度/MPa1000残留强度/MPa110
34、07赤泥4509210067电炉渣57水120407310056硅铁粉12w（NaOH）=10%的溶液051041002528有机酯0220340152022.水玻璃自硬砂(2)有机酯水玻璃砂的混砂工艺典型工艺配方(质量比)：原砂(福建水洗海砂40/70目)100，水玻璃2.8，有机酯0.28。二、树脂砂的工艺特性及配制方法1.覆膜砂2.热芯盒砂3.冷芯盒砂4.树脂自硬砂1.覆膜砂(1)覆膜砂的工艺特性覆膜砂的优点为：可以根据需要来调节强度，流动性好，型芯表面质量好，溃散性好，型芯抗吸湿性强，可作为商品供应。(2)覆膜砂的混制工艺覆膜砂选用SiO2含量高，含泥量小于或等于0.2%(质量分数)，
35、粒度分布在相邻35个筛号上，圆整性尽可能好的硅砂，粘结剂采用酚醛类树脂，固化剂通常采用乌洛托品(工业一级)，添加硬脂酸钙作润滑剂，并加入适量的耐高温添加剂(含碳材料或其他惰性材料)、易溃散添加剂(如二氧化锰、高锰酸钾、己内酰胺等)、增加韧性添加剂(如超短玻璃纤维、有机硅烷KH550等)。1.覆膜砂表2-6覆膜砂的基本配方成分配比说明原砂100擦洗砂酚醛树脂1030占原砂重乌洛托品（体积分数为50%）1015占树脂重硬脂酸钙57占树脂重添加剂0105占原砂重1.覆膜砂1)冷法覆膜工艺：将原砂及热固性粉状酚醛树脂加入混砂机中混拌均匀，然后加入适量的溶剂(如酒精)继续混合。2)温法覆膜工艺：将热固性
36、液态酚醛树脂与温度为6080的原砂混合，混制23min后出砂，然后冷却、破碎、筛分即可。3)热法覆膜工艺：先将原砂加热到一定温度，然后将其分别与树脂、乌洛托品水溶液和硬脂酸钙混合搅拌，经冷却、破碎和筛分而成。2.热芯盒砂(1)热芯盒砂的特点热芯盒砂具有制备简单、硬化快、生产效率高、常温强度高、浇注后型芯溃散性好、尺寸精度高等优点；缺点是型芯厚度受限制，型芯破损率较大，芯盒工艺复杂等。(2)热芯盒树脂砂混制工艺先将原砂与干料混匀，再加固化剂混匀，最后加树脂，混匀后卸砂。3.冷芯盒砂4.树脂自硬砂(1)特点1)型砂的硬化无需烘干。2)铸件尺寸精度高，表面质量好。3)型砂易紧实、易溃散，旧砂再生容易
37、。4)生产效率较高。5)成本较水玻璃砂高，对原砂质量要求较高，生产过程中有刺激性气味。(2)分类树脂自硬砂一般分三类：酸自硬树脂砂、尿烷自硬树脂砂、酚醛-酯自硬树脂砂。1)酸自硬树脂砂的典型混制工艺：砂+固化剂+树脂卸砂。2)尿烷自硬树脂砂的混制工艺：砂+组分+组分+组分卸砂。4.树脂自硬砂3)酚醛-酯自硬树脂砂的配比、混砂工艺：树脂的加入量为原砂的1.5%2.5%，固化剂的加入量为树脂的20%30%。第三节涂料的配制一、涂料的制备1.涂料的组成2.涂料的配制3.表面合金化涂料的配制1.涂料的组成(1)防粘砂的耐火材料耐火材料的作用是防止铸件粘砂。(2)载体载体用于使耐火填料分散在其中，使涂料
38、保持一定的粘度和密度，以便于涂刷和喷射。(3)悬浮稳定剂悬浮稳定剂的作用是促使耐火材料在水中呈悬浮状态，保证涂料呈均匀的悬浊液，防止沉淀，并易于涂刷均匀。(4)粘结剂为提高涂料层的强度和涂料层与砂型表面的结合强度，涂料中需加入粘结剂。(5)添加剂涂料中加入添加剂是为了改善涂料的某些性能，常用的添加剂有润湿剂、消泡剂、防腐剂等。2.涂料的配制表2-7常用涂料的配方种类用途配比（质量分数，%）密度/（g/c）备注铸钢碳钢铸件硅石粉100，膨润土23，水适量混48h，要求无沉淀，烧结后无裂纹2.涂料的配制表2-7常用涂料的配方合金钢铸件锆石粉100，膨润土23，糖浆34，水适量冬季，糖浆在混制时加入
39、，夏季用时加入，其余混制同上碳钢铸件硅石粉100，膨润土23，纸浆废液2碳钢铸件硅石粉100，粘土2，糖浆5，水适量16165球磨8h不锈钢铸件硅石粉100，粘土9，纸浆废液5碾压时间为20h2.涂料的配制表2-7常用涂料的配方铸铁大件鳞片状石墨70，粉状石墨30，粘土粉101314碾成膏状，用时加水稀释中小件鳞片状石墨42（12），粉状石墨42，粘土粉816小件粉状石墨85，粘土粉铸铜铸铝铜铝铸件滑石粉100，粘土2，纸浆废液53.表面合金化涂料的配制二、涂料应具备的性能(1)抗粘砂性涂料能否起到良好的防粘砂效果，关键是能否选取合适的防粘砂材料，以及保证涂层的厚度。(2)悬浮稳定性涂料应在一
40、定时间内不沉淀、不分层，以保证性能稳定。(3)涂刷性涂料在涂刷过程中要滑爽，不粘带砂型表面砂粒，易于附着于砂型表面，具有一定的渗透深度，将砂型表面层砂粒间的孔隙堵住；涂刷于砂型垂直表面后不向下流淌，不出现滴痕，不在底部堆积；涂后能自动消除刷痕，得到光滑均匀的涂层表面；涂层失水后不开裂、不脱落，能经受住金属液冲刷。(4)抗裂纹性涂料层在烘干和浇注时应不产生裂纹。(5)涂料层的强度涂料层直接与高温金属液接触，因此必须具备一定的强度，以抵抗金属液的压力作用。(1)抗粘砂性涂料能否起到良好的防粘砂效果，关键是能否选取合适的防粘砂材料，以及保证涂层的厚度。(2)悬浮稳定性涂料应在一定时间内不沉淀、不分层
41、，以保证性能稳定。(3)涂刷性涂料在涂刷过程中要滑爽，不粘带砂型表面砂粒，易于附着于砂型表面，具有一定的渗透深度，将砂型表面层砂粒间的孔隙堵住；涂刷于砂型垂直表面后不向下流淌，不出现滴痕，不在底部堆积；涂后能自动消除刷痕，得到光滑均匀的涂层表面；涂层失水后不开裂、不脱落，能经受住金属液冲刷。(4)抗裂纹性涂料层在烘干和浇注时应不产生裂纹。(5)涂料层的强度涂料层直接与高温金属液接触，因此必须具备一定的强度，以抵抗金属液的压力作用。三、涂料的使用(1)刷涂法刷涂法是用刷子将涂料刷到型(芯)表面的方法，要求涂料具有较好的涂刷性和流平性，要求工人有熟练的技术。(2)浸涂法浸涂法是将型(芯)用手工或机
42、械浸没在涂料槽中，经过一定时间从槽内取出，用振动、旋转、甩动或刷子去除多余涂料。(3)喷涂法喷涂法是比刷涂要快得多的涂敷法。(4)流涂法流涂法是一种新型快速方法，特别适合较大砂型和砂芯生产线上涂料工位的施涂要求。(5)静电喷涂法采用粉末涂料，借高压直流电形成强大静电场，使粉末涂料微粒在喷枪头部的电晕放电区带电，在电场力和风力的作用下向异极性的型(芯)表面迅速集积成涂层，然后加热使涂料中的粘结剂软化重熔，建立涂层强度。1.什么是造型材料？2.生产铸钢件的选择硅砂的原则是什么？三、涂料的使用3.什么是水玻璃模数？怎样提高或降低水玻璃模数？4.什么是强度？影响型砂强度的因素有哪些？5.什么是透气性？
43、影响透气性的因素有哪些？6.什么是流动性？影响流动性的因素有哪些？7.型砂中辅助材料分为哪几类？各有什么作用？8.简述CO2水玻璃砂的工艺特性。9.什么叫覆膜砂？它按混制方法的不同又分为哪几种？10.涂料指什么？其作用是什么？11.简述涂料的主要组成及各部分的作用?12.涂料应具备哪些主要性能？(1)刷涂法刷涂法是用刷子将涂料刷到型(芯)表面的方法，要求涂料具有较好的涂刷性和流平性，要求工人有熟练的技术。(2)浸涂法浸涂法是将型(芯)用手工或机械浸没在涂料槽中，经过一定时间从槽内取出，用振动、旋转、甩动或刷子去除多余涂料。(3)喷涂法喷涂法是比刷涂要快得多的涂敷法。(4)流涂法流涂法是一种新型
44、快速方法，特别适合较大砂型和砂芯生产线上涂料工位的施涂要求。(5)静电喷涂法采用粉末涂料，借高压直流电形成强大静电场，使粉末涂料微粒在喷枪头部的电晕放电区带电，在电场力和风力的作用下向异极性的型(芯)表面迅速集积成涂层，然后加热使涂料中的粘结剂软化重熔，建立涂层强度。1.什么是造型材料？2.生产铸钢件的选择硅砂的原则是什么？3.什么是水玻璃模数？怎样提高或降低水玻璃模数？4.什么是强度？影响型砂强度的因素有哪些？5.什么是透气性？影响透气性的因素有哪些？6.什么是流动性？影响流动性的因素有哪些？7.型砂中辅助材料分为哪几类？各有什么作用？8.简述CO2水玻璃砂的工艺特性。9.什么叫覆膜砂？它按
45、混制方法的不同又分为哪几种？10.涂料指什么？其作用是什么？11.简述涂料的主要组成及各部分的作用?12.涂料应具备哪些主要性能？第一节造型制芯的工艺知识一、造型方法的选择二、湿砂型1.湿砂型的特点2.湿砂型的应用范围1.湿砂型的特点2.湿砂型的应用范围三、干砂型1.干砂型的特点2.干砂型的应用范围1.干砂型的特点2.干砂型的应用范围四、造型操作要领1.填砂2.舂砂3.起模4.修型1.填砂2.舂砂(1)铸铁与非铁合金铸件的舂砂要领舂砂前将模样、活块、浇冒口模样先用砂固定好位置，不要舂歪或移位。(2)铸钢件的舂砂要领铸钢件用型(芯)砂有粘土砂、水玻璃砂、树脂砂等。1)粘土砂的舂砂要领：铸钢件粘土
46、砂的舂砂要领与铸铁件基本相同，但舂砂的紧实度要高得多，面砂层的硬度要求更高，背砂层除了有退让性要求的部位之外，原则上也要舂得紧一些，要硬到用手插钉比较困难的程度。2)水玻璃砂的舂砂要领：水玻璃砂流动性好，只要用木棒或风动捣固器舂一遍即可，有时甚至只需用脚踩一遍即可吹CO2进行硬化。3)覆砂造型的舂砂要领：覆砂造型是指采用铬矿砂、锆砂等价格昂贵的型砂作面砂(厚度为1540mm)，用于大型铸钢件造型的方法。2.舂砂4)树脂砂的舂砂要领：与覆砂造型基本相同。3.起模4.修型第二节造型方法一、砂箱造型1.砂箱2.砂箱造型方法1.砂箱(1)砂箱的分类及应用砂箱分类方法及应用见表3-1。1.砂箱表3-1砂
47、箱分类方法及应用分类方法砂箱分类名称砂箱特点及应用按造型方法分类手工造型用砂箱单人手提、双人手抬、起重机吊运，适用于单件或批量生产机器造型用砂箱普通造型机、造型生产线大量生产用砂箱，抛砂机单件或批量生产大、中型铸件用砂箱按制造材料分类铸钢、铸铁砂箱强度高、耐高温，广泛用于铸造车间钢板砂箱强度高、重量轻、耐用，是现代化大型铸造车间常用砂箱铝合金砂箱砂箱尺寸较小，重量轻，一般用于小型铸件木质砂箱轻便、易制造、成本低、强度差，用于手工脱箱造型1.砂箱表3-1砂箱分类方法及应用按制造方法分类整铸式砂箱用砂型铸出，不需机械加工，成本低，生产周期短，广泛用于手工造型装配式砂箱砂箱尺寸大，分块铸出，用螺栓联
48、接，不用时可拆开保管，主要用于大型铸件生产焊接式砂箱用钢板焊接而成，砂箱制造周期短，主要用于中小铸件生产按砂箱形状分类方型、矩形砂箱为通用砂箱，吊运翻转方便，广泛用于中小型铸件生产异形砂箱砂箱形状、尺寸根据模样确定，一般为专用砂箱1.砂箱表3-1砂箱分类方法及应用按重量和尺寸分类微型砂箱砂箱平均内框尺寸（a+b）/2或直径d/mm250400砂箱高度h/mm100200砂箱重kg30小型砂箱400750中型砂箱7501500大型砂箱15005000巨型砂箱50001.砂箱图3-1常见手工造型砂箱a)普通砂箱b)专用砂箱1箱带2吊环3锁箱耳4箱体5把手6定位箱耳7箱卡凸台(2)砂箱的选用选用砂箱
49、的总体原则是：砂箱大小和高度合适，1.砂箱重量轻，强度高，箱壁能很好地支撑型砂，易装配合型并保证定位准确，紧固方便可靠。1)砂箱大小的选择。1.砂箱表3-2铸型各处吃砂量参考值铸 型 种 类abcdefhL小型202020502050152030406060中型353550705070203040750100100大型50551001501001504040501502002001.砂箱2)箱带的选择。3)砂箱外部结构的选择。4)砂箱质量的选择。2.砂箱造型方法(1)假箱造型假箱只是代替模板用于造型，而不用来浇注铸件。图3-2假箱造型a)舂平箱b)造假箱c)造下型d)翻转下型，待造上型1平箱2
50、分型面3模样4下型5直浇道模样6上型2.砂箱造型方法(2)吊砂造型铸型中凸起的砂块在下型上时称为自带砂芯；凸起的砂块在上型时称为吊砂。1)用木片加固吊砂。2)用铁钩加固吊砂。图3-3用木片加固吊砂2.砂箱造型方法3)用吊砂骨架加固吊砂。图3-5用吊砂骨架加固吊砂a)加固吊砂的方法b)紧固骨架的方法1压板2箱带3带钩螺栓4垫铁5骨架6砂箱4)用箱带加固吊砂。2.砂箱造型方法(3)活砂造型在造型过程中，把阻碍起模的一部分砂型制成可以搬移的砂块，在起模过程中可以将其从砂型中取出，再按照一定的程序将模样从砂型中或活砂中取出，然后将砂块在砂型中复位，这种造型方法就叫做活砂造型。1)绳轮的结构分析。图3-
