第一章-砂型制造zd.ppt

材料成形工艺材料成形工艺2016李兵材材 料料 成成 形形 工工 艺艺 用熔化、结晶用熔化、结晶、塑性变形塑性变形、扩扩散等各种物理化学变化使工件成形散等各种物理化学变化使工件成形的方法和技术的方法和技术达到零件预定的设计要求。达到零件预定的设计要求。概述概述1 概念：概念：液态金属借助外力充填到型腔中，凝固冷却而获液态金属借助外力充填到型腔中，凝固冷却而获液态金属借助外力充填到型腔中，凝固冷却而获液态金属借助外力充填到型腔中，凝固冷却而获得所需形状和尺寸的毛坯或零件的工艺。得所需形状和尺寸的毛坯或零件的工艺。得所需形状和尺寸的毛坯或零件的工艺。得所需形状和尺寸的毛坯或零件的工艺。2 2 铸造的优点和缺点：铸造的优点和缺点：优点：缺点优点：缺点：3 3 铸造的基本问题：铸造的基本问题：凝固组织控制；凝固组织控制；铸造缺陷防止；铸造缺陷防止；尺寸精度与表面粗糙度的控制。尺寸精度与表面粗糙度的控制。一一 铸造铸造概念、优缺点概念、优缺点铸铸造造成成形形：将将金金属属加加热热到到液液态态，使使其其具具有有流流动动性性，然然后后浇浇入入到到具具有有一一定定形形状状的的型型腔腔的的铸铸型型中中，液液态态金金属属在在重重力力场场或或外外力力场场（压压力力、离离心心力力、电电磁磁力力等等）的的作作用用下下充充满满型型腔腔，冷冷却却并并凝凝固固成成具具有型腔形状的铸件有型腔形状的铸件第一篇 铸造成形工艺铸造成形的特点铸造成形的特点优点优点l l可可可可以以以以铸铸铸铸造造造造出出出出内内内内腔腔腔腔、外外外外形形形形很很很很复复复复杂杂杂杂的毛坯。的毛坯。的毛坯。的毛坯。l l对对对对材材材材料料料料的的的的适适适适应应应应性性性性广广广广，适适适适应应应应铸铸铸铸铁铁铁铁，碳碳碳碳钢钢钢钢，有有有有色色色色金金金金属属属属等等等等各各各各种种种种材材材材料料料料，能熔便可铸能熔便可铸能熔便可铸能熔便可铸 ；l l铸铸铸铸件件件件大大大大小小小小和和和和重重重重量量量量几几几几乎乎乎乎不不不不受受受受限限限限，厚厚厚厚零零零零点点点点几几几几mmmmmmmm到到到到几几几几m m m m，质质质质量量量量几几几几克克克克到到到到数数数数百百百百吨吨吨吨（三三三三峡峡峡峡的的的的水水水水轮轮轮轮机机机机叶叶叶叶轮轮轮轮重重重重达达达达430T430T430T430T）。）。）。）。第一篇 铸造成形工艺铸造成形的特点铸造成形的特点优点优点缺点缺点l l铸铸铸铸件件件件内内内内部部部部组组组组织织织织均均均均匀匀匀匀性性性性、致致致致密密密密性性性性一般较差；一般较差；一般较差；一般较差；l l力学性能较锻件差；力学性能较锻件差；力学性能较锻件差；力学性能较锻件差；l l产品一致性较差。产品一致性较差。产品一致性较差。产品一致性较差。第一篇 铸造成形工艺铸造成形技术内容铸造成形技术内容铸造合金及其熔炼铸造合金及其熔炼铸造工艺（包括造型材料）铸造工艺（包括造型材料）铸造过程的机械化与自动化铸造过程的机械化与自动化第一篇 铸造成形工艺铸造成形工艺方法铸造成形工艺方法砂型铸造砂型铸造特种铸造特种铸造l l熔模铸造熔模铸造熔模铸造熔模铸造l l金属型铸造金属型铸造金属型铸造金属型铸造l l压力铸造压力铸造压力铸造压力铸造l l低压铸造低压铸造低压铸造低压铸造l l离心铸造离心铸造离心铸造离心铸造l l实型铸造实型铸造实型铸造实型铸造l l第一篇 铸造成形工艺合箱浇注合箱浇注制造模样制造模样第一章第一章 砂型与砂芯制造砂型与砂芯制造零件图零件图铸造铸造工艺工艺设计设计制备芯砂制备芯砂制备型砂制备型砂制芯制芯合金熔炼合金熔炼清理铸件清理铸件制造芯盒制造芯盒造型造型第一节第一节 金属与铸型的相互作用金属与铸型的相互作用一、砂型的组成与结构及工作条件1.1.砂型的组成与结构砂型的组成与结构耐高温的耐高温的耐高温的耐高温的砂粒、粘结剂和附加物砂粒、粘结剂和附加物砂粒、粘结剂和附加物砂粒、粘结剂和附加物按一定比例混合按一定比例混合按一定比例混合按一定比例混合而成的混合物；而成的混合物；而成的混合物；而成的混合物；多孔结构。多孔结构。多孔结构。多孔结构。型砂结构示意图型砂结构示意图1 1砂粒砂粒2 2空隙空隙3 3附加物附加物4 4粘结剂粘结剂 第一章第一章 砂型与砂芯制造砂型与砂芯制造 第一节第一节 铸型与金属的相互作用铸型与金属的相互作用热的作用热的作用2、铸型工作条件、铸型工作条件力的作用力的作用压压铁铁压压铁铁化学作用化学作用第一节第一节 金属与铸型的相互作用金属与铸型的相互作用一、砂型的组成与结构及工作条件1.砂型的组成与结构砂型的组成与结构2.型砂的工作条件型砂的工作条件力的作用力的作用力的作用力的作用热的作用热的作用热的作用热的作用化学作用化学作用化学作用化学作用uu型砂必须具有承受这此作用的能力型砂必须具有承受这此作用的能力第一节第一节 金属与铸型的相互作用金属与铸型的相互作用一、砂型的特点与工作条件二、铸型与金属的相互作用 力的作用力的作用冲击与冲刷等；冲击与冲刷等；热的作用热的作用由热交换引起；由热交换引起；化学作用化学作用有机物、炭粉燃烧。有机物、炭粉燃烧。作用结果：（1 1 1 1）导致铸件尺寸、形状和性能改变；）导致铸件尺寸、形状和性能改变；）导致铸件尺寸、形状和性能改变；）导致铸件尺寸、形状和性能改变；（2 2 2 2）铸件可能出现表面夹砂、内外孔洞（气孔、砂眼）、）铸件可能出现表面夹砂、内外孔洞（气孔、砂眼）、）铸件可能出现表面夹砂、内外孔洞（气孔、砂眼）、）铸件可能出现表面夹砂、内外孔洞（气孔、砂眼）、粘砂、裂纹等缺陷。粘砂、裂纹等缺陷。粘砂、裂纹等缺陷。粘砂、裂纹等缺陷。第一节第一节 金属与铸型的相互作用金属与铸型的相互作用一、砂型的特点与工作条件二、铸型与金属的相互作用1.1.传热：砂型温度升高、金属温度降低传热：砂型温度升高、金属温度降低2.2.传质：气体、水分迁移，逸出或渗入金属传质：气体、水分迁移，逸出或渗入金属3.3.化学与物理化学反应：砂型中有机物、炭粉燃烧、分解；化学与物理化学反应：砂型中有机物、炭粉燃烧、分解；金属元素反应金属元素反应4.4.缩胀：砂型膨胀、金属收缩缩胀：砂型膨胀、金属收缩作用结果：作用结果：作用结果：作用结果：（1 1 1 1）导致铸件尺寸、形状和性能改变；）导致铸件尺寸、形状和性能改变；）导致铸件尺寸、形状和性能改变；）导致铸件尺寸、形状和性能改变；（2 2 2 2）铸件可能出现表面夹砂、内外孔洞（气孔、砂眼）、）铸件可能出现表面夹砂、内外孔洞（气孔、砂眼）、）铸件可能出现表面夹砂、内外孔洞（气孔、砂眼）、）铸件可能出现表面夹砂、内外孔洞（气孔、砂眼）、粘砂、裂纹等缺陷。粘砂、裂纹等缺陷。粘砂、裂纹等缺陷。粘砂、裂纹等缺陷。第二节第二节 砂型（芯）制造砂型（芯）制造一、砂型（芯）的类型与性能要求1.1.砂型（芯）的类型砂型（芯）的类型 按粘接剂的类型：粘土砂、树脂砂、水玻璃砂、按粘接剂的类型：粘土砂、树脂砂、水玻璃砂、油砂等油砂等2.2.砂型（芯）的性能要求砂型（芯）的性能要求 强度、透气性、耐火度、对铸件收缩的容让性、强度、透气性、耐火度、对铸件收缩的容让性、溃散性等溃散性等3.3.影响砂型（芯）的性能的影响砂型（芯）的性能的三大三大因素因素 原材料、配比、混制工艺原材料、配比、混制工艺 。第二节第二节 砂型（芯）制造砂型（芯）制造二、湿型（green sand mold）由原砂、粘土、其它附加物及水按一定比例混合组成。由原砂、粘土、其它附加物及水按一定比例混合组成。1.1.湿型砂的性能要求与检验湿型砂的性能要求与检验 （1 1）水分、紧实率（干湿程度）水分、紧实率（干湿程度）紧实率测量示意图紧实率测量示意图第二节第二节 砂型（芯）制造砂型（芯）制造二、湿型（green sand mold）1.1.湿型砂的性能要求与检验湿型砂的性能要求与检验 （1 1）水分、紧实率）水分、紧实率 （2 2）透气性）透气性透气性测量示意图透气性测量示意图 在在水水封封钟钟罩罩内内吸吸入入2000cm2000cm3 3空空气气，造造成成10g/cm10g/cm2 2的的压压力力条条件件，用用秒秒表表测测出出在在该该压压力力下下2000cm2000cm3 3空空气气通通过过试试样样流流出出的的时时间间t t，并并记记下下气气压压计计读数（读数（p p）第二节第二节 砂型（芯）制造砂型（芯）制造二、湿型（green sand mold）1.1.湿型砂的性能要求与检验湿型砂的性能要求与检验 （1 1）水分、紧实率）水分、紧实率 （2 2）透气性）透气性 （3 3）强度）强度强度强度测量测量方法方法第二节第二节 砂型（芯）制造砂型（芯）制造二、湿型（green sand mold）1.1.湿型砂的性能要求与检验湿型砂的性能要求与检验 （1 1）水分、紧实率）水分、紧实率 （2 2）透气性）透气性 （3 3）强度）强度 （4 4）其它性能）其它性能 流动性、起模性、韧性、破碎指数、发气量流动性、起模性、韧性、破碎指数、发气量等等第二节第二节 砂型（芯）制造砂型（芯）制造二、湿型（green sand mold）1.1.湿型砂的性能要求与检验湿型砂的性能要求与检验2.2.湿型砂用原材料湿型砂用原材料 （1 1）原砂）原砂uu砂的热物理性能要求砂的热物理性能要求砂的热物理性能要求砂的热物理性能要求l l蓄热特性和热膨胀性蓄热特性和热膨胀性蓄热特性和热膨胀性蓄热特性和热膨胀性l l耐火度及最低共熔点耐火度及最低共熔点耐火度及最低共熔点耐火度及最低共熔点l l热稳定性热稳定性热稳定性热稳定性第二节第二节 砂型（芯）制造砂型（芯）制造二、湿型（green sand mold）2.2.湿型砂用原材料湿型砂用原材料 （1 1）原砂）原砂uu石英质砂石英质砂石英质砂石英质砂以石英为主要矿物成分的天然硅砂以石英为主要矿物成分的天然硅砂以石英为主要矿物成分的天然硅砂以石英为主要矿物成分的天然硅砂砂的质量指标砂的质量指标砂的质量指标砂的质量指标含泥量含泥量砂中直径小于砂中直径小于2020 mm的细的细 小颗粒小颗粒的含量（质量分数）的含量（质量分数）SiOSiO2 2含量含量根据国家标准根据国家标准GB/T9442GB/T944219981998的规定，按的规定，按SiOSiO2 2含量可分为五级含量可分为五级粒度组成粒度组成通常采用筛分法通常采用筛分法原砂的颗粒形状原砂的颗粒形状第二节第二节 砂型（芯）制造砂型（芯）制造二、湿型（green sand mold）2.2.湿型砂用原材料湿型砂用原材料 （1 1）原砂）原砂uu石英质砂石英质砂石英质砂石英质砂以石英为主要矿物成分的天然硅砂以石英为主要矿物成分的天然硅砂以石英为主要矿物成分的天然硅砂以石英为主要矿物成分的天然硅砂uu非石英质砂非石英质砂非石英质砂非石英质砂橄榄石砂、铬铁矿砂、锆砂、石灰石砂、镁砂、橄榄石砂、铬铁矿砂、锆砂、石灰石砂、镁砂、橄榄石砂、铬铁矿砂、锆砂、石灰石砂、镁砂、橄榄石砂、铬铁矿砂、锆砂、石灰石砂、镁砂、刚玉砂、碳质材料等刚玉砂、碳质材料等刚玉砂、碳质材料等刚玉砂、碳质材料等第二节第二节 砂型（芯）制造砂型（芯）制造二、湿型（green sand mold）2.2.湿型砂用原材料湿型砂用原材料 （1 1）原砂）原砂 （2 2）粘土）粘土 由细小结晶质的粘土矿物所组成的土状材料由细小结晶质的粘土矿物所组成的土状材料由细小结晶质的粘土矿物所组成的土状材料由细小结晶质的粘土矿物所组成的土状材料组成及化学式组成及化学式组成及化学式组成及化学式组成组成含水的铝硅酸盐含水的铝硅酸盐化学式化学式 mAlmAl2 2OO3 3nSiOnSiO2 2xHxH2 2OO分膨润土分膨润土（蒙脱石类）、（蒙脱石类）、普通粘土普通粘土（高岭石类）（高岭石类）第二节第二节 砂型（芯）制造砂型（芯）制造膨膨润润土土 钠钠膨膨润润土土 钙钙膨膨润润土土 主要交换性阳离子为钙离子主要交换性阳离子为钙离子主要交换性阳离子为钠离子主要交换性阳离子为钠离子钠膨润土用符号钠膨润土用符号PNaPNa表示表示 钙膨润土用符号钙膨润土用符号PCaPCa表示表示 粘土的粘土的粘结机理粘结机理 第二节第二节 砂型（芯）制造砂型（芯）制造二、湿型（green sand mold）2.2.湿型砂用原材料湿型砂用原材料 （1 1）原砂）原砂 （2 2）粘土）粘土 （3 3）附加物）附加物常用的附加物：常用的附加物：常用的附加物：常用的附加物：煤粉、渣油、淀粉煤粉、渣油、淀粉煤粉、渣油、淀粉煤粉、渣油、淀粉 、锯末等、锯末等、锯末等、锯末等加附加物目的加附加物目的加附加物目的加附加物目的：使型砂具有特定的性能，并改善铸件的表使型砂具有特定的性能，并改善铸件的表使型砂具有特定的性能，并改善铸件的表使型砂具有特定的性能，并改善铸件的表面质量，如煤粉面质量，如煤粉面质量，如煤粉面质量，如煤粉高温下热分解产生还原性气氛；防止金属液被氧化；高温下热分解产生还原性气氛；防止金属液被氧化；受热变为胶质体具有可塑性，减少砂型受热膨胀而产受热变为胶质体具有可塑性，减少砂型受热膨胀而产生的铸造缺陷；生的铸造缺陷；可防止机械粘砂可防止机械粘砂第二节第二节 砂型（芯）制造砂型（芯）制造二、湿型（green sand mold）2.2.湿型砂用原材料湿型砂用原材料3.3.湿型砂的制备湿型砂的制备 （1 1）配比：据）配比：据铸造合金、铸造合金、铸件结构、铸件结构、造型条件造型条件选择选择 （2 2）混制）混制使按比例配合好的各种原材料使按比例配合好的各种原材料使按比例配合好的各种原材料使按比例配合好的各种原材料混合均匀混合均匀混合均匀混合均匀，使，使，使，使粘结剂粘结剂粘结剂粘结剂成为均成为均成为均成为均匀的匀的匀的匀的薄膜包在砂粒表面上薄膜包在砂粒表面上薄膜包在砂粒表面上薄膜包在砂粒表面上第二节第二节 砂型（芯）制造砂型（芯）制造二、湿型（green sand mold）用途用途铸铸件件型型 砂砂 性性 能能 水分水分（）紧实紧实度度（）透气率透气率湿湿压压强强度度/KPaKPa泥分泥分（）其其 他他高高压压造造型型气缸体气缸体3.8-4.63.8-4.632-4632-46110110130-170130-17010-1510-15有效煤粉有效煤粉6-86-8有效粘土有效粘土7-97-9曲曲轴轴3.6-4.03.6-4.032-4032-40100100120-150120-1501515有效煤粉有效煤粉4-64-6有效粘土有效粘土7-97-9桥桥壳壳5.0-6.05.0-6.035-4535-45120120110-140110-14010-13.510-13.5有效粘土有效粘土 8-10 8-10东风汽车公司某铸造工厂铸铁湿型砂性能东风汽车公司某铸造工厂铸铁湿型砂性能表一表一：东风汽车公司铸造工厂铸铁湿型砂性能东风汽车公司铸造工厂铸铁湿型砂性能用用用用途途途途 铸铸铸铸 件件件件型型型型 砂砂砂砂 性性性性 能能能能 WW水分水分水分水分（）紧实度紧实度紧实度紧实度（）透气透气透气透气率率率率湿压强湿压强湿压强湿压强度度度度/KPaKPaWW泥分泥分泥分泥分（）干拉强度干拉强度干拉强度干拉强度 /KPaKPa 其其其其 他他他他 高压高压高压高压 造型造型造型造型 单一单一单一单一 砂砂砂砂 气缸体气缸体气缸体气缸体 （HT250HT250）3.8-4.63.8-4.632-4632-46110110 130-170130-17010-1510-15 有效煤粉有效煤粉有效煤粉有效煤粉6-86-8有效粘土有效粘土有效粘土有效粘土7-97-9 曲轴曲轴曲轴曲轴（QT700-2QT700-2）3.6-4.03.6-4.032-4032-40100100120-150120-150 15 15有效煤粉有效煤粉有效煤粉有效煤粉4-64-6有效粘土有效粘土有效粘土有效粘土7-97-9 桥壳桥壳桥壳桥壳（QT400-QT400-1010）5.0-6.05.0-6.0 35-45 35-45 120 120110-140110-14010-13.510-13.5有效粘土有效粘土有效粘土有效粘土 8-10 8-10 挤压挤压挤压挤压 造型造型造型造型 单一单一单一单一 砂砂砂砂 灰铸铁灰铸铁灰铸铁灰铸铁 小件小件小件小件3.5-4.43.5-4.4 36-4436-44 100 100120-150120-150 14 14有效煤粉有效煤粉有效煤粉有效煤粉4-64-6有效粘土有效粘土有效粘土有效粘土7-97-9 球球球球 铁铁铁铁 小件小件小件小件4.6-5.34.6-5.3 34-45 34-45 100 100120-150120-150 表二：东风汽车公司铸造工厂湿型砂配比表二：东风汽车公司铸造工厂湿型砂配比用用用用途途途途 铸铸铸铸 件件件件型型型型 砂砂砂砂 配配配配 比比比比旧砂旧砂旧砂旧砂新砂新砂新砂新砂粘土粘土粘土粘土 煤粉煤粉煤粉煤粉 苏苏苏苏 打打打打 （以粘土为基）（以粘土为基）（以粘土为基）（以粘土为基）其其其其 他他他他 高压高压高压高压 造型造型造型造型 单一单一单一单一 砂砂砂砂 气缸体气缸体气缸体气缸体 （HT250HT250）96 965.05.01.321.32 1.24 1.24 水液水液水液水液3-43-4 曲轴曲轴曲轴曲轴（QT700-2QT700-2）96 965.05.01.35-1.81.35-1.80.75-1.10.75-1.1 水液水液水液水液3 3 桥壳桥壳桥壳桥壳（QT400-QT400-1010）95.2 95.2 5.5 5.5 1.0 1.0 0.8 0.8 水液水液水液水液3 3 挤压挤压挤压挤压 造型造型造型造型 单一单一单一单一 砂砂砂砂 灰铸铁灰铸铁灰铸铁灰铸铁 小件小件小件小件 96 96 5.0 5.01.35-1.81.35-1.80.75-1.10.75-1.1 水液水液水液水液3 3 球球球球 铁铁铁铁 小件小件小件小件 93-95 93-95 5.5 5.5 1.0-1.5 1.0-1.5 0.3-0.5 0.3-0.5 水液水液水液水液3 3第二节第二节 砂型（芯）制造砂型（芯）制造三、水玻璃砂型（芯）三、水玻璃砂型（芯）1.1.水玻璃的几个重要参数水玻璃的几个重要参数2.2.水玻璃砂制型工艺水玻璃砂制型工艺 （1 1）配砂：配砂：原砂原砂+水玻璃水玻璃+附加物附加物 （2 2）紧实：紧实：一般用手工或微震一般用手工或微震 （3 3）硬化硬化 机理机理：水解形成硅酸凝胶将型砂粘结水解形成硅酸凝胶将型砂粘结 Na2OmSiO2+（n+1）H2O=m SiO2n H2O +2NaOH 方法：方法：吹吹COCO2 2、真空、真空COCO2 2硬化法硬化法(VRH-CO(VRH-CO2 2)、砂、砂内加硬化剂硬化（硅铁粉、有机酯）内加硬化剂硬化（硅铁粉、有机酯）三三 水玻璃砂水玻璃砂 钠钠钠钠水玻璃（水玻璃（水玻璃（水玻璃（NaNa2 2OO mSiOmSiO2 2 nHnH2 2OO）作粘结剂）作粘结剂）作粘结剂）作粘结剂常用于铸钢件。常用于铸钢件。常用于铸钢件。常用于铸钢件。反应式：反应式：反应式：反应式：NaNa2 2OOmSiOmSiO2 2 (n+1)H(n+1)H2 2O+COO+CO2 2 =Na =Na2 2COCO3 3+mSiO+mSiO2 2 pH pH2 2O+(n-p)HO+(n-p)H2 2OO水玻璃模数水玻璃模数水玻璃模数水玻璃模数:M=nM=n SiO2 SiO2/n/nNa2ONa2O=1.033(W=1.033(WSiO2 SiO2/W/WNa2ONa2O)水玻璃密度：水玻璃密度：水玻璃密度：水玻璃密度：1.45-1.6g/cm1.45-1.6g/cm2 2 第二节第二节 砂型（芯）制造砂型（芯）制造三、水玻璃砂型（芯）COCO2 2插管法硬化插管法硬化COCO2 2盖罩法硬化盖罩法硬化2、金属与金属与砂型接触区砂型接触区的相互作用的相互作用 力的作用力的作用冲击与冲刷等；冲击与冲刷等；热的作用热的作用由热交换引起；由热交换引起；化学作用化学作用有机物、炭粉燃烧。有机物、炭粉燃烧。结果：结果：1）导致铸件尺寸、形状和性能改变；）导致铸件尺寸、形状和性能改变；2）铸件可能出现表面夹砂、内外孔洞）铸件可能出现表面夹砂、内外孔洞（气孔、砂眼）、裂纹和变形等缺陷。（气孔、砂眼）、裂纹和变形等缺陷。第二节砂型制造第二节砂型制造砂型铸造生产过程砂型铸造生产过程变速箱壳体铸造变速箱壳体铸造 1）强度（湿压强度、干拉强度）强度（湿压强度、干拉强度）2）可塑性）可塑性 3）透气性）透气性 4）对铸件收缩的容让性）对铸件收缩的容让性 5）耐火度和化学稳定性）耐火度和化学稳定性 6）出砂性（溃散性）出砂性（溃散性）一铸型（芯）的性能要求一铸型（芯）的性能要求1）原砂：原砂：uu铸造用砂的热物理性能要求铸造用砂的热物理性能要求2)2)砂的耐火度及最低共熔点砂的耐火度及最低共熔点砂的耐火度及最低共熔点砂的耐火度及最低共熔点3)3)砂的热稳定性与热化学稳定性砂的热稳定性与热化学稳定性砂的热稳定性与热化学稳定性砂的热稳定性与热化学稳定性 1)蓄热特性和热膨胀性蓄热特性和热膨胀性常用原砂常用原砂:石英砂石英砂二粘土型砂二粘土型砂 2）粘土（）粘土（mAlmAl2 2OO3 3-nSiO-nSiO2 2-xH-xH2 2OO）uu结构单位结构单位:Si-O四面体四面体,Al-O-OH八面体八面体 3）附加物（煤粉、淀粉等）作作 用：用：改善铸件表面质量。改善铸件表面质量。机机 理：理：铸型表面铸型表面 产生大量还原性气体（产生大量还原性气体（CO）,防止金属液被氧化。防止金属液被氧化。加入量：加入量：3-8（质量分数）（质量分数）三三 水玻璃砂水玻璃砂 钠钠水玻璃（水玻璃（Na2OmSiO2nH2O）作粘结剂，）作粘结剂，常用于铸钢件。常用于铸钢件。反应式：反应式：Na2OmSiO2(n+1)H2O+CO2 =Na2CO3+mSiO2 pH2O+(n-p)H2O 水玻璃模数水玻璃模数:M=n SiO2/nNa2O=1.033(WWSiO2/WWNa2O)水玻璃密度：水玻璃密度：1.45-1.6g/cm2 三树脂砂三树脂砂 铸造用铸造用人工合成树脂，常用热人工合成树脂，常用热塑塑性树脂。性树脂。主要有酚醛树脂和呋喃主要有酚醛树脂和呋喃、型树脂。型树脂。型树脂。型树脂。使用时另加一定量的化学固化剂。使用时另加一定量的化学固化剂。树脂砂按制芯工艺和硬化方法不同分为：树脂砂按制芯工艺和硬化方法不同分为：壳芯树脂砂壳芯树脂砂；热芯盒树脂砂；热芯盒树脂砂；冷型冷型(芯芯)树脂砂。树脂砂。第二节第二节 砂型（芯）制造砂型（芯）制造四、树脂砂型（芯）用以树脂为粘结剂制制备的型（芯），用于铸造粘结剂的树脂用以树脂为粘结剂制制备的型（芯），用于铸造粘结剂的树脂有多种，对应于不同的制芯（型）工艺有多种，对应于不同的制芯（型）工艺1.1.壳型（芯）壳型（芯）（1 1）壳型（芯）砂的制备）壳型（芯）砂的制备 壳壳壳壳型型型型（芯芯芯芯）砂砂砂砂组组组组成成成成：原原原原砂砂砂砂、酚酚酚酚醛醛醛醛树树树树脂脂脂脂、固固固固化化化化剂剂剂剂（乌乌乌乌洛洛洛洛托托托托品品品品,加加加加入量为树脂质量的入量为树脂质量的入量为树脂质量的入量为树脂质量的10%15%10%15%10%15%10%15%）和附加物）和附加物）和附加物）和附加物混制：混制：混制：混制：冷、温或热法混制覆膜砂，象干砂一样松散。冷、温或热法混制覆膜砂，象干砂一样松散。冷、温或热法混制覆膜砂，象干砂一样松散。冷、温或热法混制覆膜砂，象干砂一样松散。（2 2）制型（芯）工艺）制型（芯）工艺 模板或芯盒加热至模板或芯盒加热至模板或芯盒加热至模板或芯盒加热至250300250300250300250300，贴近模板或芯盒面的砂上树，贴近模板或芯盒面的砂上树，贴近模板或芯盒面的砂上树，贴近模板或芯盒面的砂上树脂脂脂脂熔化连接固化结壳熔化连接固化结壳熔化连接固化结壳熔化连接固化结壳 翻斗法翻斗法翻斗法翻斗法和和和和吹砂法吹砂法吹砂法吹砂法 壳芯壳芯树脂树脂砂及其制芯砂及其制芯 壳芯壳芯树脂树脂砂配方实例砂配方实例原原原原砂砂砂砂原砂原砂原砂原砂粒度粒度粒度粒度酚醛酚醛酚醛酚醛树脂树脂树脂树脂 乌洛托品乌洛托品乌洛托品乌洛托品水水水水/乌洛乌洛乌洛乌洛托品托品托品托品硬脂硬脂硬脂硬脂酸钙酸钙酸钙酸钙干拉干拉干拉干拉强度强度强度强度/10104 4PaPa 应应应应 用用用用占砂量占砂量占砂量占砂量占树脂占树脂占树脂占树脂 100 100 10 10 0.7 0.7 4 41 1：1 10.350.35245-245-343343 中小壳中小壳中小壳中小壳芯芯芯芯 100 1002121或或或或 1515 6-7 6-7 15 151 1：1 1245-245-343 343 大型壳大型壳大型壳大型壳芯芯芯芯 100 1002121或或或或 1515 6 6 1 1：1 10.2-0.2-0.30.3245-245-343343 细长芯细长芯细长芯细长芯 16 16 用用壳芯壳芯树脂树脂砂制芯可得到薄壳芯砂制芯可得到薄壳芯 壳芯树脂砂又称覆膜砂。壳芯树脂砂又称覆膜砂。酚醛树脂在芯盒模壁温度酚醛树脂在芯盒模壁温度200-280时熔化而包覆砂粒表面，起到连桥作时熔化而包覆砂粒表面，起到连桥作用，形成相对坚硬的薄壳。用，形成相对坚硬的薄壳。模腔中部树脂未模腔中部树脂未能熔化，它们将随能熔化，它们将随芯盒旋转、摇摆回芯盒旋转、摇摆回送砂斗，可继续使送砂斗，可继续使用。这样能够得到用。这样能够得到薄壳中空型芯。薄壳中空型芯。好处：好处：既节约原既节约原材料，又可利于型材料，又可利于型芯排气。芯排气。用壳芯用壳芯树脂树脂砂制芯的方法砂制芯的方法 用顶吹用顶吹法或底吹法法或底吹法将壳芯树脂将壳芯树脂砂吹入预热砂吹入预热至至200-280的金的金属芯盒中受属芯盒中受热固化薄层。热固化薄层。芯盒旋转、摇摆而将砂芯内未能固化的芯盒旋转、摇摆而将砂芯内未能固化的松散树脂砂松散树脂砂回送砂斗。回送砂斗。壳芯在壳芯在芯盒内进一步固化后即可开模取芯。芯盒内进一步固化后即可开模取芯。热芯盒树脂热芯盒树脂砂及其制芯砂及其制芯 用原砂用原砂2 -3（质量分数）的呋喃（质量分数）的呋喃、型树脂作粘结剂。型树脂作粘结剂。用用20 树脂量的氯化铵、尿素水溶液树脂量的氯化铵、尿素水溶液作固化剂。作固化剂。氯化铵：尿素：水氯化铵：尿素：水=1：3：3（质量配比）（质量配比）即可得到热芯盒树脂砂即可得到热芯盒树脂砂第二节第二节 砂型（芯）制造砂型（芯）制造四、树脂砂型（芯）1.1.壳型（芯）壳型（芯）2.2.热芯盒法制芯热芯盒法制芯 （1 1）热芯盒砂的制备）热芯盒砂的制备 （2 2）热芯盒制芯工艺过程）热芯盒制芯工艺过程a a）合型加热）合型加热 b b）射芯砂）射芯砂 c c）保温）保温 d d）出芯）出芯11芯盒芯盒 2 2电热管电热管 3 3射砂口射砂口热芯盒树脂热芯盒树脂砂制芯工艺砂制芯工艺方法：方法：用射芯机制芯；用射芯机制芯；芯盒预热温度：芯盒预热温度：180-260；硬化时间：硬化时间：30-40秒。秒。缺点：缺点：有少量氨气放出，污染车间环境。有少量氨气放出，污染车间环境。建议用无氮树脂，即呋喃建议用无氮树脂，即呋喃、型型 树脂作粘结剂。树脂作粘结剂。冷硬冷硬树脂树脂砂制型工艺砂制型工艺 用冷硬树脂砂制型无需加热。用冷硬树脂砂制型无需加热。冷硬树脂砂在铸造工厂里又称为自硬树脂砂。冷硬树脂砂在铸造工厂里又称为自硬树脂砂。冷硬树脂砂采用呋喃改性树脂作粘结剂。冷硬树脂砂采用呋喃改性树脂作粘结剂。如：如：KJN-1呋喃改性脲醛树脂；呋喃改性脲醛树脂；7501型呋喃树脂等。型呋喃树脂等。配制冷硬树脂砂时，用弱酸作催化剂。配制冷硬树脂砂时，用弱酸作催化剂。常用硫酸乙脂、甲苯磺酸、磷酸等。常用硫酸乙脂、甲苯磺酸、磷酸等。主要通过化学作用达到硬化效果。主要通过化学作用达到硬化效果。催化剂的加入量控制在树脂量的催化剂的加入量控制在树脂量的30 40。气体硬化冷芯盒法气体硬化冷芯盒法三乙胺法三乙胺法(1968)(1968)粘接剂粘接剂:酚醛树脂酚醛树脂:聚异氰酸脂聚异氰酸脂(2:3),12%(2:3),12%砂重砂重硬化剂硬化剂:三乙胺三乙胺(C(C2 2H H5 5)3 3NNSOSO2 2 法法(1982)(1982)中、低氮呋喃树脂中、低氮呋喃树脂11.5%,11.5%,砂重砂重硅烷硅烷0.41%(0.41%(树脂重树脂重)硬化剂硬化剂:过氧化物过氧化物 H H2 2O O2 2,3550%(,3550%(树脂树脂重重)四、铸造用涂料四、铸造用涂料提高铸件表面质量提高铸件表面质量改善铸件表面性能改善铸件表面性能减少铸件缺陷倾向减少铸件缺陷倾向涂料的作用优质涂料应具有的性能优质涂料应具有的性能密度、粘度、粘结强度密度、粘度、粘结强度悬浮性、涂敷性、再搅匀性悬浮性、涂敷性、再搅匀性耐火度、曝热抗裂性耐火度、曝热抗裂性涂料的组成涂料的组成 铸造用涂料的组分通常由耐火粉料、铸造用涂料的组分通常由耐火粉料、载液、悬浮剂、粘结剂及其他添加剂混合。载液、悬浮剂、粘结剂及其他添加剂混合。铸钢砂型和型芯表面一般用耐高温的锆英铸钢砂型和型芯表面一般用耐高温的锆英粉（粉（ZrO2）涂料。载液可用乙醇，成为快）涂料。载液可用乙醇，成为快干涂料。干涂料。铸铁型芯表面一般用石墨粉水剂涂料；铸铁型芯表面一般用石墨粉水剂涂料；一、砂型铸造涂料的作用 提高铸型（芯）抵抗金属液作用的能力，降低铸提高铸型（芯）抵抗金属液作用的能力，降低铸件表面粗糙度、防止粘砂，提高铸件表面质量。件表面粗糙度、防止粘砂，提高铸件表面质量。二、涂料的基本组成耐火材料、粘结剂、载体、悬浮剂、其它添加剂等耐火材料、粘结剂、载体、悬浮剂、其它添加剂等耐火材料、粘结剂、载体、悬浮剂、其它添加剂等耐火材料、粘结剂、载体、悬浮剂、其它添加剂等 （1 1）耐火材料）耐火材料涂涂涂涂料料料料中中中中的的的的骨骨骨骨料料料料，常常常常用用用用的的的的有有有有耐耐耐耐火火火火材材材材料料料料有有有有刚刚刚刚玉玉玉玉、锆锆锆锆砂砂砂砂、硅硅硅硅砂砂砂砂、铝铝铝铝钒土、氧化镁、硅藻土等钒土、氧化镁、硅藻土等钒土、氧化镁、硅藻土等钒土、氧化镁、硅藻土等.第三节第三节 铸型（芯）用涂料铸型（芯）用涂料一、砂型铸造涂料的作用二、模涂料的基本组成 （1 1 1 1）耐火材料）耐火材料）耐火材料）耐火材料 （2 2 2 2）粘结剂）粘结剂）粘结剂）粘结剂无无无无机机机机粘粘粘粘结结结结剂剂剂剂：膨膨膨膨润润润润土土土土、水水水水玻玻玻玻璃璃璃璃、硅硅硅硅溶溶溶溶胶胶胶胶、磷磷磷磷酸酸酸酸盐盐盐盐等等等等，保保保保证证证证涂涂涂涂层有常温和高温强度。层有常温和高温强度。层有常温和高温强度。层有常温和高温强度。有有有有机机机机粘粘粘粘结结结结剂剂剂剂：聚聚聚聚乙乙乙乙烯烯烯烯醇醇醇醇、淀淀淀淀粉粉粉粉、糊糊糊糊精精精精、硅硅硅硅酸酸酸酸乙乙乙乙酯酯酯酯、聚聚聚聚醋醋醋醋酸酸酸酸乙乙乙乙烯烯烯烯乳乳乳乳液液液液、酚酚酚酚醛醛醛醛树树树树脂脂脂脂等等等等，常常常常温温温温下下下下提提提提高高高高涂涂涂涂层层层层强强强强度度度度，高高高高温温温温下下下下烧烧烧烧失失失失，提高涂层透气性。提高涂层透气性。提高涂层透气性。提高涂层透气性。第三节第三节 铸型（芯）用涂料铸型（芯）用涂料一、砂型铸造涂料的作用二、涂料的基本组成 （1 1）耐火材料）耐火材料 （2 2）粘结剂）粘结剂 （3 3）载体）载体有有有有水水水水和和和和醇醇醇醇两两两两类类类类，使使使使用用用用较较较较多多多多的的的的的的的的水水水水，商商商商品品品品涂涂涂涂料料料料多多多多是是是是以以以以膏膏膏膏状状状状或或或或粉粉粉粉状供应，使用时加水配制状供应，使用时加水配制状供应，使用时加水配制状供应，使用时加水配制.（4 4）悬浮剂）悬浮剂主主主主要要要要有有有有膨膨膨膨润润润润土土土土、羧羧羧羧甲甲甲甲基基基基纤纤纤纤维维维维素素素素、聚聚聚聚丙丙丙丙烯烯烯烯酰酰酰酰胺胺胺胺、聚聚聚聚乙乙乙乙烯烯烯烯醇醇醇醇缩缩缩缩丁丁丁丁醛等，防止固体物沉淀醛等，防止固体物沉淀醛等，防止固体物沉淀醛等，防止固体物沉淀 （5 5）其它添加剂：）其它添加剂：消泡剂、防腐剂消泡剂、防腐剂 第三节第三节 铸型（芯）用涂料铸型（芯）用涂料一、砂型铸造涂料的作用二、消失模涂料的基本组成三、涂料的要主要性能指标 （1 1）工作性能）工作性能有强度、透气性、耐火度、绝热性、耐急冷急热性等有强度、透气性、耐火度、绝热性、耐急冷急热性等有强度、透气性、耐火度、绝热性、耐急冷急热性等有强度、透气性、耐火度、绝热性、耐急冷急热性等 （2 2）工艺性）工艺性涂挂性、滴淌性、悬浮性等涂挂性、滴淌性、悬浮性等涂挂性、滴淌性、悬浮性等涂挂性、滴淌性、悬浮性等.第三节第三节 铸型（芯）用涂料铸型（芯）用涂料涂料的涂刷涂料的涂刷小批量生产：手工涂刷或喷涂；涂刷或喷涂；大大批量生产：浸入涂挂。涂挂。复习题复习题1 1、金属与铸型接触区有何相互作用？它们对铸件质、金属与铸型接触区有何相互作用？它们对铸件质、金属与铸型接触区有何相互作用？它们对铸件质、金属与铸型接触区有何相互作用？它们对铸件质量将分别带来什么影响？量将分别带来什么影响？量将分别带来什么影响？量将分别带来什么影响？2 2、铸钢用砂与铸铁用砂在性能要求、成分上有何不同、铸钢用砂与铸铁用砂在性能要求、成分上有何不同、铸钢用砂与铸铁用砂在性能要求、成分上有何不同、铸钢用砂与铸铁用砂在性能要求、成分上有何不同？说明湿型砂和水玻璃砂的配方及应用。？说明湿型砂和水玻璃砂的配方及应用。？说明湿型砂和水玻璃砂的配方及应用。？说明湿型砂和水玻璃砂的配方及应用。3 3、目前比较广泛应用三类制芯方法配用树脂砂，请分、目前比较广泛应用三类制芯方法配用树脂砂，请分、目前比较广泛应用三类制芯方法配用树脂砂，请分、目前比较广泛应用三类制芯方法配用树脂砂，请分别说明这类种树脂砂的树脂特性、用量、附加物、别说明这类种树脂砂的树脂特性、用量、附加物、别说明这类种树脂砂的树脂特性、用量、附加物、别说明这类种树脂砂的树脂特性、用量、附加物、硬结原理及制芯工艺规范。硬结原理及制芯工艺规范。硬结原理及制芯工艺规范。硬结原理及制芯工艺规范。4 4、铸造用涂料有何作用？主要由哪些组分组成？各起、铸造用涂料有何作用？主要由哪些组分组成？各起、铸造用涂料有何作用？主要由哪些组分组成？各起、铸造用涂料有何作用？主要由哪些组分组成？各起 什么作用？什么作用？什么作用？什么作用？