铸造工艺考试复习重点.pdf

1 铸造: 铸造生产通常是指用熔融的合金材料制作产品的方法2. 砂型铸造砂型：用型砂制作的铸型型砂： 原砂或再生砂 +粘接剂 （有或没有）+附加物混制成的混合物3 造型、造芯方法：○1 机械粘结造型（芯）○2 化学粘结造型○ 3 物理固结造型4粘土型砂 是由原砂或再生砂 +粘土+附加物 +水按一定比例配制而成5按制作砂型或砂芯对象不同可分为用来制作砂型的习惯称为型砂用来制作砂芯的成芯砂按铸型干燥程度分 : 湿型、干型、表干型砂按浇注合金种类不同分 : 铸铁、铸钢、非铁碳合金铸件型砂按在铸型中的位置分 :面砂, 背砂 单一砂6原砂类型 ：石英质原砂、非石英质原砂影响原砂质量的指标有：矿物组成及化学成分，颗粒特性（形状、大小、均匀度），烧结点及含泥量原砂在加热过程中体积的变化也很重要7（1）原砂矿物组成 ：主要是石英 (SiO2) ，其次夹杂有长石 ( 铝硅酸盐)、云母、碳酸盐（石灰石、白云石） 、铁的氧化物（褐铁矿、磁铁矿）硫化物8 原砂的颗粒特性 : 颗粒特性指颗粒组成（砂粒大小、均匀度）、粒形及表面状况，它是原砂质量的主要指标之一颗粒特性对型砂的透气性、强度、耐火度等许多性能有影响。

颗粒大小的检定常用筛分法粒形:原砂的单粒砂的颗粒形状可分为：圆形、多角形和尖角形原砂粒形对型砂性能的影响对湿型而言，其它条件相同时，原砂的颗粒形状越圆，型砂就越紧实、标准砂型试样质量就愈大、透气性愈低，砂粒更靠近，粘结桥越多，且完善，因而强度越高9 含泥量 ：指原砂或型砂中直径小于0.02mm的细小颗粒的含量 （质量百分数），10烧结点 ： 烧结点是原砂颗粒表面或砂粒间混合物开始熔化的温度原砂烧结点的高低主要决定于矿物组成化学成分和颗粒特性11加热时石英晶体颗粒体积发生膨胀，膨胀有两方面的原因：一是因温度升高产生的热膨胀；二是温度升高时因石英相变而发生相变膨胀12根据粘土矿物种类的不同分为普通粘土和膨润土普通粘土 ：俗称白泥，主要由高岭石或伊利石类粘土矿物组成膨润土：又称为酸性陶土，主要由蒙脱石类粘土矿物组成13可交换性阳离子所谓离子交换是指粘土中已吸附的阳离子能与溶液中的离子之间进行当量交换作用， 把粘土中已吸附的并能与其它阳离子发生交换反应的阳离子称为可交换性阳离子蒙脱石阳离子交换性质具有：同号离子相互交换， 等电荷量相互交换、 阳离子的交换和吸附是可逆的三个特点14 活化处理 ：根据粘土的阳离子交换特性，对钙膨润土加入钠盐进行适当处理，使其转化为钠膨润土，其实质是使吸附的钙离子被钠离子所置换，对这种离子交换过程的处理技术，通常称膨润土的活化处理15粘土选用粘结力耐火度抗夹砂能力复用性16 附加物煤粉： 铸铁用湿型砂中加入煤粉，可以防止铸件表面产生粘砂缺陷，并能改善铸件表面光洁程度淀粉：淀粉加入湿型砂中，可减少夹砂结疤缺陷、冲蚀缺陷，增加型砂变形量，提高型砂韧性、可塑性、降低起模时模样与砂型间的磨擦阻力、减少因砂型表面风干和强度下降而引起的砂孔缺陷渣油：渣油液能提高型砂的紧实流动性，使砂型表面密实，减少砂粒间孔隙，使透气性明显降低17 粘土砂的性能常温性能 ：湿强度、干强度、透气性、流动性、韧性等。

高温性能 ：高温强度、热湿拉强度、退让性、发气性、体积膨胀性等18 铸铁件用型砂湿型砂 ：用湿型砂浇注铸件时， 应着眼于提高铸件的尺寸精度和表面光洁度，预防砂眼、粘砂、夹砂和气孔缺陷的产生干型砂：对于中、大型铸件和质量要求较高的重要铸件，以及多数砂芯，一般采用干型砂表面干型 ： 表面干型铸造是将型腔表面层烘干;应具有特高的透气性、湿强度和低的发气性，较好的抗夹砂能力19 湿型中的夹砂结疤、鼠尾缺陷20 水玻璃的模数 :水玻璃中 SiO2和 Na2O的摩尔数比值称为模数模数的大小直接影响到水玻璃性质在一定浓度范围内，水玻璃的模数越高，说明SiO2的相对含量越高，此水玻璃的粘结性就高，硬化速度也快但是模数太高，硬化速度太快，溶胶凝聚的网状结构紊乱不齐，反而使砂型的硬化强度不高模数的大小仅表示水玻璃中SiO2与 Na2O的相对含量，并不表示水玻璃中硅酸钠的浓度21 水玻璃在一定条件下逐渐变硬的过程称为水玻璃的硬化反应硬化过程 : 硅酸钠的水解平衡硅酸溶胶的形成硅酸凝胶的形成22 促使钠水玻璃硬化的措施失水由液态到固态的转变：加热烘干吹热空气、吹干燥的压缩空气真空脱水微波照射加入产生放热反应的化合物化学反应形成新的产物：吹 CO2硬化的 CO2- 钠水玻璃砂23 CO2硬化砂向水玻璃砂制成的型（芯）中吹入CO2气，在很短的时间内就可以使型（芯）硬化，这就称为CO2硬化法硬化原理CO2是一种脱水能力相当强的气体，从沙粒周围流过， CO2与粘接剂接触面积大，使钠水玻璃部分失水，同时CO2与钠水玻璃中的水作用形成碳酸从而使表面钠水玻璃的PH值不断降低，并达到迅速硬化。

CO2硬化既有钠水玻璃的物理脱水作用，又有化学反应，两种机理难以截然分开，通常其粘接是两种作用的结果24 水玻璃砂使用中存在的问题表面粉化（白霜解决方法是控制钠水玻璃砂水分不要偏高，CO2吹气时间不宜过长，型、芯不要久放另据有的工厂经验，在钠水玻璃中加入占砂重1%左右、密度为 1.3g/cm3的糖浆，可以有效地防止表面粉化粘砂①原因：用钠水玻璃砂制造的型、芯浇注铸铁件时，常产生严重粘砂，这限制了它在铸铁件上的应用用于一般中小型铸钢件时，只要选用粒度较细、SiO2含量高的石英砂，舂的紧实，通常可获得表面光洁的铸件用于厚大铸钢件或高合金钢铸件，粘砂也较严重钠水玻璃砂的粘砂往往是机械粘砂和化学粘砂并存②防粘砂措施：一般铸铁件可刷涂料而且最好醇基涂料，也可在钠水玻璃砂中加入适量的煤粉（如 3～5% ） （质量分数）；也有加 2% （质量分数）有填料效能（ filler effect）的高龄土式粘土，从而得到了表面光洁的铸件大、厚铸钢件：刷涂料，在水玻璃砂中加入易熔的硅酸盐材料，或加少量 FeO ，MnO等物质，以促使铸钢件表面形成易熔的玻璃体物质三）出砂性和旧砂回用(1) 出砂性钠水玻璃砂的主要缺点是溃散性差，使出砂困难，从而限制了它在铸造上更广泛的应用。

残留强度是评定钠水玻璃砂的溃散性常用方法之一钠水玻璃砂残留强度随温度的改变呈双峰特性这两个峰值的高低决定了钠水玻璃砂溃散性的好坏，铸件出砂的难易改善钠水玻璃砂的出砂性所遵循的主要途径和采取的主要措施：○1加入有机或无机附加物②减少钠水玻璃用量③降低易熔物质的含量④采用石灰石作原砂的钠水玻璃CO2硬化砂25 壳芯（型铸造生产中，砂芯（型）直接承受液态金属作用的只是表面一层厚度仅数毫米的砂壳， 其余的砂只是起到支承这层砂壳的作用，这就促使铸造工作者寻求用壳型、壳芯来制造铸件用热法制造壳型，称为“ C”法或“壳法 ”26 覆膜砂生产方法壳芯法树脂砂常用树脂是酚醛树脂由于酚醛树脂是固态粘结剂生产复膜砂的方法有三种：冷法、温法和热法27 制壳（型）芯方法有翻斗法和吹砂法 ：翻斗法常用于制造壳型，吹砂法用于制造壳芯28 吹砂法有顶吹法和底吹法：顶吹法用于制造大型复杂的砂芯底吹法一般用于小型砂芯的生产29 热芯盒法制芯 是将用液态热固性树脂和催化剂配成的芯砂，填入预热到180～250℃的芯盒中，贴近芯盒表面的砂芯受热，其粘结剂在很短时间即可缩聚而硬化热芯盒法树脂砂所采用的粘结剂：呋喃树脂和酚醛树脂30 热芯盒法硬化用催化剂热芯盒法使用的催化剂为潜伏型催化剂，目前使用的为在常温下呈中性或弱酸性（有利于混合好的树脂砂的存放， 即达到可使用时间长），而在加热时激活成强酸， 促使树脂迅速硬化。

生产中常用的是氯化氨、硝酸氨、磷酸氨水溶液，也有采用对甲苯黄酸铜盐、甚至对甲苯黄酸铵盐的31 温芯盒用粘结剂通常采用糠醇型呋喃树脂32 自硬冷芯盒法 是将原砂、液态树脂及液态催化剂混合均匀后，填充到芯盒（或砂箱）中，稍加紧实即于室温下在芯盒（或砂芯）内硬化成形，叫自硬冷芯盒法自硬冷芯盒法可分为 ：酸催化树脂自硬法；尿烷系树脂砂自硬法；酚醛- 酯自硬法33酸催化树脂自硬砂用树脂：常用粘结剂为呋喃树脂和热固性酚醛树脂酸催化树脂自硬砂用催化剂常用催化剂： 采用活性催化剂，本身就是强酸或中强酸，一般采用芳基磺酸、无机酸、及他们的复合物常用的无机酸为： 磷酸、硫酸单脂、硫酸乙酯、常用的芳基磺酸： 对甲苯磺酸、苯磺酸、二甲苯磺酸、 苯酚磺酸、萘磺酸、对氯苯磺酸等34 气化模铸造的实质： 用泡沫聚苯乙烯塑料模样代替普通模样，造好型后不取出模样就浇入金属液，在灼热的液态金属的作用下， 泡沫塑料模气化， 燃烧而消失， 金属液取代了原来塑料模所占据的空间位置，冷却凝固后即可获得所需要的铸件35 气化模的材料特点及对它的要求(1) 密度小、气化速度快、发气量和残留物少(2) 气化温度低，气化时所需热量小(3) 材料强度及表面刚性较好，模样在制造、搬运、保管和造型过程中不易损伤或变形，能保持原来的尺寸及形状。

4) 泡沫塑料的组织尽量细密、均匀，加工性能好，制造出来的模样表面光洁、平整5) 泡沫塑料模样表面易于涂挂涂料，烘干后涂料层能牢固地粘附在模样表面上(6) 来源丰富，价格便宜36气化模铸造涂料与砂型铸造涂料的区别:将涂料刷在气化模表面上，而不是涂刷在铸型的型腔表面上37熔模铸造 就是在蜡模表面涂覆多层耐火材料，待硬化干燥后， 加热将蜡模熔去， 而获得具有与蜡模形状相应空腔的型壳，再经焙烧之后进行浇注而获得铸件的一种方法，故又称为失蜡铸造38 型壳的制备 :熔模铸造的铸型可分为实体型和多层型壳两种，目前普遍采用的是多层型壳将模组浸涂耐火涂料后，撒上粒状耐火材料，再经干燥硬化，如此反复多次，直至耐火涂料层达到所需要求的厚度为止对型壳性能的要求 : (1) 具有高的常温强度，适宜的高温强度和较低的残留强度2) 好的透气性 ( 特别是高温透气性 )和导热性3) 线胀系数小 ( 热膨胀量低 )和膨胀均匀4) 优良的热震稳定性 ( 即抗急冷急热性 )和热化学稳定性制壳的主要工序包括模组的脱脂，上涂料和撒砂，干燥和硬化，脱模和焙烧等模组的脱脂的目的： 为了改善涂料对模组的润湿性撤砂的目的：使砂粒成为型壳的骨架而得到增厚加固；减少应力集中，防止涂料层微裂纹扩大：使下一层涂料能与前一层很好地粘合在一起。

撒砂方法 : 雨淋式( 重力)撒砂及流态化 ( 沸腾床)撒砂两种焙烧的目的： 去除型壳中的水分、残留模料、NH4Cl 及盐分等，避免浇 注时产生气体，导致出现气孔、浇不到或恶化铸件表面等缺陷39 浇注位置的选择原则：⑴ 重要加工面应朝下或呈直立状态⑵ 铸件的大平面应朝下⑶ 应有利于铸件的补缩⑷ 应保证铸件有良好的液态金属导入位置，保证铸件能充满⑸ 应尽量减少砂芯数目40 选择分型面时，应注意以下原则：⑴为保证铸件尺寸精度， 将铸件的全部或大部分置于同一半型中成型⑵应尽量减少分型面的数目⑶平直分型面和曲折分型面的选择⑷选择的分型面要有利于下芯、验型和合型⑹ 定分型面时不要使某一砂箱过高41 型芯的设计：作用：是形成铸件内腔、孔洞和形状复杂阻碍取模部分的外形以及铸型中有特殊要求的部分分类： 砂芯；金属芯；可溶性型芯；42 芯头的设计的作用： 是砂芯的定位、支撑和排气结构43 浇注系统：铸型中液态金属进入型腔的通道的总称浇注系统的组元： 浇口杯、直浇道、直浇道窝、横浇道、内浇道44 浇注系统的种类：按浇注系统各基本组元截面积的比例分类（1） 封闭式浇注系统：指从浇口杯底孔到内浇道的截面积逐渐缩小，阻流基元为内浇道的浇注系统。

这种浇注系统充满得快、挡渣能力好，金属液在浇道中不容易带入空气和氧化，金属消耗少、清理方便缺点：金属液进入型腔的线速度高，易冲坏铸型，易使金属液产生喷溅，氧化和卷入气体主要适用于 不易氧化的各种铸铁件，不适用于易氧化的非铁合金铸件和用柱塞包浇注的铸钢件2） 开放式浇注系统从浇口杯底孔到内浇道的截面积逐渐增大，阻流截面位于浇口杯底孔或直浇道上口优点：进入型腔时金属液流速度小，充。