什么是砂铸件？

如何用砂型形成复杂的铸件

砂模铸造是一种利用不可重复使用的砂模形成金属铸件的过程。一方面，铸造是一种粗略的简单制造过程：在海滩上形成城堡的人知道沙子可以用来制作详细的形状。然而，在铸造中，处理熔融金属的热量，必须考虑成功的许多因素。铸造用于制造各种尺寸的金属部件，从几盎司到几吨。可以形成砂模，以制造具有细小外部细节，内核和其他形状的铸件。几乎任何金属合金都可以是砂铸造。凹陷由湿润的砂制成，充满熔融金属，并留下冷却。

什么是碎片？

成型砂与其他模具材料有三个重要的优势：

1. 它是便宜的,
2. 它很容易回收，而且
3. 它可以承受极高的温度。

砂型铸造是用于高熔点金属(如钢、镍和钛)的少数可行工艺之一。砂型铸造由于其柔韧性、耐热性和相对较低的成本，是应用最广泛的铸造工艺。

通过将液态金属倒入模腔中产生铸件。对于成功的铸件，模腔必须保持其形状，直到金属冷却并完全凝固。纯砂容易脱落，但成型砂含有粘合材料，可以增加其抵抗热量和保持形状的能力。

绿色沙子（沙子，煤粉，膨润土粘土和水的骨料）传统上是在砂铸造中使用的，但是现代化学粘合成型系统变得越来越受欢迎。最广泛使用的铸造砂是二氧化硅（SIO₂)．

成型砂特性

力量

砂模在机械应力条件下保持其几何形状的能力。

磁导率

在铸造过程中，砂型允许气体和蒸汽逸出的能力。

水分含量

水分含量影响模具的强度和渗透率：水分过多的模具可能会分解，而具有过多的水分的模具会导致蒸汽气泡夹在铸造中。

流动性

砂子填充图案中小洞洞的能力。高流动性创造了一个更精确的模具，因此是有用的详细铸件。

晶粒尺寸

沙粒的大小。

纹状

此属性根据它们的圆形来评估个体颗粒的形状。通常，铸造砂中使用三种谷物类别：

1. 圆形粮食沙子提供相对较差的粘接强度，但流动性和表面光洁度良好。
2. 角的谷物由于互锁，具有更大的粘合强度，但较差的流动性和渗透性而不是圆形谷物砂。
3. 子角粒都是中间道路。相对于圆形颗粒，它们具有较好的强度和较低的渗透率，但相对于角状颗粒，它们的强度和渗透率较低。

折磨

砂混合物在外力作用下崩塌的能力。更大的模具溃散性允许金属铸件在凝固时自由收缩，而没有热撕裂或开裂的风险。

耐火材料强度

当熔化的金属倒入模具时，模具不能熔化、燃烧或开裂。耐火强度是指型砂承受极端高温的能力。

可重用性

在后续的生产过程中，型砂可重复使用(在砂处理后)生产其他型砂铸件的能力。

成型砂的许多性质取决于砂粒的晶粒尺寸和分布：小粒度提高了模具强度，但大的晶粒尺寸更为渗透。精细颗粒砂提供良好的表面光洁度，但具有低渗透性，而植物粒度砂质则提供相反的。

特殊添加剂或绑定可以添加到沙，粘土和水的基本骨料中以增加内聚力。这些粘合剂可以是有机或无机的。常用粘合剂包括谷物，地面间距，海煤，吉尔逊，燃料油，木粉，二氧化硅粉，氧化铁，珠光体，糖蜜，糊精和专有材料。

找到完美的组合并不容易。砂骨料的一些特性是相互矛盾的:湿陷性越大的型砂强度越小，强度越大的型砂强度越小。经常需要权衡，以达到为特定部件和铸造应用程序提供适当属性的折衷。型砂性能的精确控制是如此重要，以至于砂型实验室已成为现代铸造厂的常见附加物。

砂铸模的部分

金属铸件的形状取决于生产它的模具——好的模具是好的铸件的先决条件。模具由多个部分共同作用影响最终产品。

模腔的形状由模式，构件中的一部分的全尺寸模型，这是在砂模中印模。某些内表面不包括在模式中，而是将由单独的核心创建。

一种核心是插入模具中的砂形以塑造铸造内部，包括诸如孔或通道的特征。核心通常由铸造砂制成，因此它们可以从铸件中摇动。一种核心印刷品是一个区域添加到图案，芯或模具中，以定位和支撑模具内的芯。

进一步的核心支持由争吵-固定在芯体和腔体表面之间的小金属件。为了保持这种支撑，晶片必须由熔化温度相同或更高的金属组成。凝固后，晶链将被包裹在铸件内部。

砂芯可以使用许多与砂型相同的方法来生产:因为模具是由一个图案形成的，砂芯是由一个模子来形成的核心盒;它们类似于模具，可以由木材，塑料或金属制成。核心盒还可含有多个空腔以产生几个相同的核心。

一种提升者是模具内用来容纳过量金属的额外空隙。当它凝固和收缩时，通过将熔化的金属送入模腔，防止在主铸件中形成缩孔。

整个砂模装在一个叫做烧瓶．在一个两部分模具中，典型的砂铸件，上半部分（含有图案，瓶盖和核心的上半部分）被称为应对．下半部分称拖．的分手线是分开应对和拖动的线或表面。

如何制作砂型铸件

砂铸件涉及四个基本步骤:组装砂型，将液态金属倒入模具中，使金属冷却，然后将砂子分离，取出铸件。当然，这个过程比听起来要复杂得多。

装配模具的第一步是用砂子部分填满拖板。图案、型芯印刷、型芯和浇注系统被放置在分型线附近。然后将支架组装到拖板上。将额外的沙子倒在盖子上一半，直到图案、芯和浇注系统被覆盖，然后通过振动或机械手段将沙子压实。用打砂棒清除多余的砂粒。

现在形成模具，从拖动中除去应对，因此可以从模具中提取图案。

图案提取是仔细进行的，以避免打破或扭曲新形成的模具型腔。通过设计一个草案:垂直于分型线的垂直锥度。牵伸锥度通常至少为1°。图案的表面越粗糙，提供的草稿就越多。

在能充满液态金属之前，需要准备完整的模具;模具型腔经常用模具清洗液润滑，以方便铸件拆卸。然后定位型芯，添加额外的模具材料，如套筒绳，以帮助防止跑出，模具的一半关闭并牢固地夹在一起;在销钉和导轨的帮助下，cope和drag sections保持适当的对齐。

模具半部必须保持牢固，因此液体金属不能通过分离线泄漏。在倒牙釉质模具之前，木材或金属浇注夹克通常放在模具周围，并在顶部设置重量，以防止吊起cope。

熔融金属通过A通过A进入模腔浇注系统：熔融金属通过倒入模具中倒杯，继续向下浇口(浇注系统的垂直部分)，然后通过流道(水平部分)。积聚的气体和排出的空气从里面逸出通风口．金属从流道引入模腔的多个点被称为盖茨．

铸件冷却后，从砂型中破开。从铸件中除去砂子的过程叫做落砂．铸件可以手动除去或通过自动化机械除去。常用搅动桌子和旋转翻转器。

根据图案、烧瓶类型和机械化程度的不同，这一基本过程也有所不同:

• 凳子成型对于小型工作是首选。整个操作在方便的高度的长凳上进行。
• 地板成型用于中型和大型工作。顾名思义，模具在浇注之前设定在地板上。
• 机成型用于批量生产。机械成型省力劳动力并提供卓越的准确性和均匀性，使得能够以快速的速度保持狭窄限制范围内的公差。通过模塑机器执行的主要操作是撞击模塑砂，滚过模具，形成栅极，敲击图案及其抽出。

回收型砂

沙子摇动完全铸造后，块状被冷却并压碎。通常在磁场的辅助下除去所有颗粒和金属颗粒。所有沙子和成分都用振动器，旋转屏幕或振动屏幕筛选。然后可以重新介绍清洁的砂，以重新引入成型砂生产循环的开始。

成型砂制备在Mullers中，混合砂，粘合剂和水。结合曝气器以松开沙子以使其更加适合成型。

准备好的沙子送到成型地板，通常由勺车或带式输送机，形成模具;模具可以放置在地板上或者通过输送机输送到浇注站。浇注后，将铸件从抖动站中的粘附砂移除。反过来，使用的沙子通过皮带输送机或其他方式返回到存储箱。

铸造砂通常通过许多生产周期再循环并重复使用。根据行业估计，每年在生产中使用大约1亿吨沙子。其中，只丢弃了四到七百万吨，甚至那种砂经常被其他行业回收。

砂成型工艺和方法

绿色砂模

典型的绿色砂混合物含有89％的沙子，4％的水和7％的粘土。由于其低成本和稳固的整体性能，绿沙是一个行业最爱。绿色沙子中的“绿色”是指在浇注过程中混合物中存在的水分含量。

绿色砂型具有足够的强度，适用于大多数砂型铸造。它们还具有良好的湿陷性、渗透性和可重用性。主要的困难是含水率。过多的水分会在铸件中造成缺陷，其耐湿性取决于所铸造的金属。

冷设置过程

工业砂型铸造有时使用非传统的粘结剂。传统的铸造粘结剂需要加热固化，而这些替代的粘结剂在与砂子混合时，在室温下进行化学结合，因此称为冷凝工艺。技术先进，这些相对较新的砂型铸造工艺越来越受欢迎。冷定形工艺比砂模更昂贵，但它们生产的铸件具有非凡的尺寸精度。

壳型铸造

壳体铸造是一种相对近期的成型技术，用于批量生产和光滑的光洁度;它是德国在第二次世界大战期间使用的。模塑材料是干燥的精细二氧化硅砂的混合物，具有最小的粘土含量和3-8％的热固性树脂（酚醛醛或硅润滑脂）。当模塑混合物滴到加热图案板上时，形成约6mm厚的硬壳。为了完全固化外壳，必须将其加热至440至650°F（230至350T）几分钟。

定制铸造服务

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图片致谢

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• 封闭模具：Okfoundry，CC Boy 2.0，通过Flickr