材料成形工艺复习要点 - 图文

章砂型与砂芯铸造2

1. 铸件综合质量=交货期+价格+技术质量

2. 外观质量要求形状、尺寸、重量准确，轮廓清晰，表面光洁。

3. 内在质量指化学成分、金相组织、力学性能、作用功能和缺陷状态符合标准或技术要求。 4. (JB／JQ82001--1990)中将铸件分为三个质量等级；合格品、一等品、优等品。合格品要求

铸件生产过程质量稳定，用户评价铸件质量能满足使用要求。一等品则要求铸件质量达到工业发达国家20世纪70年代末80年代初的水平。优等品要求达到国际同类铸件的当代先进水平；生产过程质量稳定；用户评价铸件质量达到国际水平，在国际市场上具有竞争力。 5. 铸造零件技术要求的内容包括（铸造材质牌号）、（金相组织）、（力学性能）要求、（铸件尺

寸）及（重量公差）、（表面）和（内部）缺陷允许程度以及其他特殊性能要求，如是否经（水压）、（气压）试验，试验条件，零件在机器上的工作条件等。

6. 对造型材料性能的基本要求1)型砂、芯砂应具有一定的强度(湿压强度或干拉强度等) 2)

良好的透气性。 3)对铸件收缩的可退让性(或容让性)。 4)一定的耐火度和化学稳定性。5)良好的工艺性能在造型、制芯时不粘模，有好的型(芯)砂流动性和可塑性。

7. 6)对于铝、镁合金铸造，还要求造型材料有保护性，以防止合金在浇注和凝固过程中氧化、

燃烧。

8. 在浇注过程中，液态金属会对铸型型壁产生冲击和冲刷作用，铸型还将承受液态金属的静

压力。

9. 水玻璃砂是以水玻璃为粘结剂的一种型砂，广泛用于铸钢件生产。 10. 钠水玻璃中SiO2和Na2O两种物质量之比称为水玻璃模数用M表示。 11. 型砂中水玻璃的模数越大，其硬化速度越快，保存性越差，不利于造型。 12. 生产中一般控制水玻璃模数M=2～3来作为型砂中的粘结剂。 13. 水玻璃密度可以通过温水稀释或浓缩的方法进行调整。 14. 造型用水玻璃密度一般控制为1.45~1.6g/cm3。

15. C02能与硅酸钠水解产物NaOH反应生成盐和水，促使硅酸溶胶的生成大分子硅酸溶胶发生

凝聚而形成网状结构的凝胶，可将砂粒包覆并予连结，使型砂具有一定的硬结强度。 16. 油砂芯烘干可根据砂芯大小、壁厚及其均匀程度控制在200～250℃、1～2h。

17. 铸造用树脂粘结剂，常用热塑性树脂。国内常用的有酚醛树脂、糠醇改性脲醛树脂(呋喃Ⅰ

型树脂)。

18. 树脂砂分为壳芯砂、热芯盒树脂砂和冷芯树脂砂三类。 (1)．壳芯树脂砂及其制芯称为“C”

法或“壳法” 该法用酚醛树脂作粘结剂，配制的型（芯）砂叫做覆膜砂像干砂一样松散。其制壳的方法有两种：翻斗法和吹砂法。 (2)．冷芯盒树脂砂及其制芯 用冷芯盒树脂砂制芯无需将芯盒加热。这种砂在室温下通过化学作用就可硬化，又称冷硬树脂砂。冷芯盒树脂砂所用树脂大多为呋喃树脂。在配制冷硬树脂砂时要用酸来作催化剂，以加快树脂的化学硬化过程。常用的催化剂有硫酸乙酯和甲苯磺酸(有机酸)、磷酸(无机酸)等。采用硫酸乙酯，加入量控制在树脂量的30％～40％。若用磷酸，则控制为树脂量的40％～50％。 19. (3)．热芯盒树脂砂及其制芯 用射芯法制芯通常用热芯盒树脂砂。它是将树脂砂射人

预热到180～260℃的金属芯盒中，经几十秒硬化，就可形成具有一定厚度固化层的砂芯。砂芯取出后，砂芯余热及其固化反应时的放热，还能使砂芯内部继续硬化。热芯盒树脂砂所用的粘结剂主要有呋喃I、Ⅱ型两种糠醇改性树脂，加入量一般为原砂的2％～3％(质量分数)。其固化剂则采用氯化铵和尿素的水溶液(质量配比：氯化铵：尿素：水=1：3：3)，其加入量为树脂质量的20％左右。

20. 壳芯的制芯过程：制芯时，壳芯砂(覆膜砂)倒入砂斗中，用压缩空气将砂吹入预热至200～

280℃的金属芯盒中，靠近芯盒壁的树脂受热固化，保持20～30s，当结壳厚度达5～15mm时，随芯盒旋转、摇摆将砂芯内未能固化的松散树脂砂倒出，就可制取中空型芯壳芯在芯盒中进一步固化后就可取出，此时抗拉强度可达294～392kPa。这种制壳方法称之为吹砂法。它分为顶吹和底吹两种形式，前者用于制造较复杂的壳芯，后者用于制造小壳芯。 21. 酚醛树脂、糠醇改性脲醛树脂(呋喃Ⅰ型树脂)。使用时再另加一定量的固化剂或辅以加热，

使之发生化学反应，由线结构的热塑性树脂变为体型结构的热固性树脂

22. 湿型砂用原材料 湿型砂一般常用粘土型砂，由原砂、粘土、附加物及水按一定比例混碾

而成。

23. 原砂按矿物组成不同分为石英质原砂和非石英质原砂两类。 1）石英质原砂主要来自天

然硅砂，以圆形颗粒为优。硅砂矿物主要组成是石英(SiO2，熔点1713℃)，其次是长石及少量云母(为一些碱金属或碱土金属氧化物)等。

24. 粘土被水湿润后具有粘结性和可塑性；烘干后硬结，具有干强度。重新湿润后，粘结性和

可塑性又能恢复而具复用性。但在被烧枯后就不能再加水恢复其塑性。 粘土颗粒直径大多数为1～2μm以下。按晶体结构分为普通粘土、高岭土(Al2O3.2SiO2.2H2O)和膨润土蒙脱石(Al2O3·4SiO2·nH2O)。蒙脱石化学式中n H2O为层间水。

25. 膨润土活性处理 我国出产供货的膨润土多系钙基膨润土。为提高钝基膨润土的粘性，

根据阳离子交换性质，可以在湿型砂混制中加配一定量[膨润土量的4％～5％(质量分数)]

的Na2CO3，进行活化处理即可获到良好的粘结性能和可塑性。 粘土阳离子交换过程(膨润土活化处理)的化学反应机理可示意为 Ca++基蒙脱石+NaCO3→Na+基蒙脱石+CaCO3 26. 直接影响铸件质量和造型工艺的湿型性能有 水分、透气性、强度、紧实率、变形量、破

碎指数、流动性、含泥量、有效粘土含量、颗粒组成、缅化物、砂温、发气性、有效煤粉含量、灼烧减量、抗夹砂性、抗粘砂性等。

27. 湿型砂一般常用粘土型砂，由（原砂）、（粘土）、（附加物 ）及水按一定比例混辗而成。 28. 优质涂料应具有的性能 优质涂料应具有好的悬浮性、再搅匀性、覆盖能力、密度、粘

度、粘结强 度、耐火度、低发气性、涂刷性、曝热抗裂性以及贮存性等，且需原材料丰富， 成本低廉。

29. 涂料的基本组成 铸造用涂料通常由耐火粉料、载液、悬浮剂、粘结剂及其他有用添加

剂组成。

30. 芯头是砂芯的外伸部分，不形成铸件的内腔轮廓，无需表面涂料。

第二章铸造工艺方案4

1. 零件结构的铸造工艺性分析

零件结构的铸造工艺性指零件本体结构进行铸造的难易程度。

浅显地说，对用户提供的产品图样和技术要求，进行认真分析：第一是查定该产品是否能根据现有生产条件铸得出来；第二是能否容易铸出而不易出现铸造缺陷。 2. 如何对产品图样和技术要求进行铸造工艺性分析

从以下三方面着手(一)先作好整体性的了解(二)从壁厚大小、分布及热节布局去审查铸件结构的合理性(三)从简化铸造工艺去分析或改进零件结构

3. 铸造工艺设计就是要拟定从零件图样要求到生产合格产品全过程的技术内容，制定各种相

关技术文件。对于大量生产的定型产品和特殊重要的大型铸件设计内容颇多，一般包括：铸造工艺图、铸件图、铸型装配图(合型图)、 工艺卡、操作工艺规程。

广义地讲，凡铸造工艺装备的设计内容，诸如模样图、 模板图、芯盒图、砂箱图、压铁图、专用检具图、专用量具图及组芯夹具图等， 均属于铸造工艺设计内容。

4. 接受生产任务时，应予明确： 1)铸造零件图样清晰无误，有完整的视图、尺寸和各种

标记。２）零件技术要求明确、合理 。其内容包括铸造材质牌号、金相组织、力学性能要求、铸件尺寸及重量公差、表面和内部缺陷允许程度以及其他特殊性能 要求，如是否经水压、气压试验，试验条件，零件在机器上的工作条件等 5. 方便于铸造和易于获得合格铸件的

条件下，图2-54所列铸件结构有何值得改进之处?怎样改进? 图2-54设计不良的铸件结构 a)轴托架 b)角架 c)圆盖 d)空心球 e)支座 f)压缩机缸盖

6. 铸造工艺参数是指铸型工艺设计中

需要确定的合理工艺数据，一般包括铸件尺寸公差，机械加工余量，最小铸出孔、槽，起模斜度，铸造收缩率及各种工艺补正量等。

7. 影响机械加工余量大小的主要因素有：铸造合金类别、铸造工艺方法、生产批量、设备与

工装水平、预加工表面所处的浇注位置(顶面比底面、侧面降一级选用)、铸件基本尺寸的大小等。 8. 铸件壁的连接

1)采用圆弧连接，圆滑过渡，避免直角相交。用圆弧连接和圆滑过渡，既缩小了热节，又缓和了应力集中。2)避免锐角交接。3)厚壁与薄壁间的连接应逐步过渡，防止壁厚突变。4)对于轮形铸件(如带轮、齿轮、飞轮等)的轮辐或辐板结构，以奇数轮辐、弯曲轮辐(或S形轮辐)和开孔辐板、弯曲辐板为合理，其应用意义是减小收缩应力，避免轮辐与轮缘(或轮毂)连接处开裂。 9. 铸件圆角半径一般为相交两壁平均厚度的（1/3～1/2 ）。

10. 按图中方案I，凸台必须采用四个活块制出，而下部两个活块的部位较深，取出困难。当

改用方案II时，可省去活块，仅在A处稍加挖砂即可

11. 为了使各内浇道流量比较均匀，可采用如下方法：每流经一个内浇道，使横浇道截面积相

应减小约一个内浇道的截面积 12. 铸造工艺设计的工作任务

根据铸造零件的结构特点、技术要求、生产批量、交货期限和现有生产条件等，拟定铸件工艺方案和工艺参数，绘制铸造工艺图，编制产品铸造工艺规程或铸 造工艺卡，作为生产准备、管理和产品验收的依据，并用于直接指导生产操作和中间检查。

13. 铸件壁厚不能太薄也不能太厚，太薄会引起（ 冷隔、浇不足 ）等缺陷，太厚容易使中心

（ 组织 ）粗大，且常出现（ 疏松、缩松、针孔 ）缺陷，力学性能反而下降。 14. 对于薄壁复杂件，具有大平面的铸件，表面易氧化的铝合金件，采用底注式浇注系统和顶

冒口补缩的铸件，各种中大型灰铸铁、球墨铸铁件以及选用树脂砂型生产的铸件等，都得用快浇，不宜慢浇。

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