砂模铸造

应用广泛的铸造形式

砂模铸造是应用广泛的铸造形式。正如名称所示，就是用砂子制造铸模。砂模铸造需要在砂子中放入成品零件模型或木制模型（模样），然后在模样周围填满砂子，开箱取出模样以后砂子形成铸模。

简介

为了在浇铸金属之前取出模型，铸模应做成两个或更多个部分；在铸模制作过程中，必须留出向铸模内浇铸金属的孔和排气孔，合成浇注系统。铸模浇注金属液体以后保持适当时间，一直到金属凝固。取出零件后，铸模被毁，因此必须为每个铸造件制作新铸模。砂模加工厂可以铸造大型零件。铁铸造、青铜铸造、黄铜铸造与铝铸造都可以使用砂模。湿型铸造是另一种砂模铸造工艺，它的造价低廉，而且可以生产各种尺寸的零件。

模砂

分类

模砂的品质直接影响到铸件的好坏，扮演著很重要的角色。

来源不同(如河砂、湖砂等)。

颗粒形状不同(如圆形、椭圆形、多角形等)

用途不同(如铸铁用、铸铜用、铸铝合金用等)。

化学成分不同(如天然模砂、合成模砂、特殊模砂等)加以分类。

性质

1.透气性(Permeability)

当金属溶液浇注入砂模后，熔液的高温会将模砂中的水分蒸发成气体。若模砂的透气性良好，能让这些气体顺利逸出，则可使铸件避免气孔等瑕疵的产生。

2.强度(Strength)

当金属熔液流入砂模时，砂模受热变为干燥，此时的砂粒结合强度亦需能抵抗金金属容易的冲刷及压力。

3.耐热性(Refractoriness)

模砂在高温时需能保有原来之物理和化学性质，不致发生变形或熔融的现象。

4.细密性(Fineness )

为了得到表面光滑度较佳的铸件，模砂需有适当的细密度以防止金属熔液渗入模砂之间形成不良的铸件表面。

5.崩溃性(Collapsibility)

模砂的崩溃性性良好，可使铸件的清理和模砂的回收再处理上较为容易。

试验

为了确认模砂合乎所要求的品质，需对他进行下列的试验：

1.水分含量试验：

砂模中水分含量太少或过多，会影响砂模的强度和透气性

取50克模砂加热至完全干燥后再量一次重量，计算两者相差值，即可求得水分含量百分比。

2.黏土含量试验：

模砂中之黏土含量，同样关系著模砂的强度和透气性。取烘乾後的模砂50克，加入475cc的蒸馏水和25cc的苛性蘇打溶液，以快速拌搅机搅拌5分钟，在加入足够的水，待静止10分钟後，将水吸出，如此重覆多次後在将砂烘乾秤重，得到与原来50克重量之差额，即为黏土重量，可用此计算其百分比。

3.强度试验：

砂模结合强度通常以纵向抗压强度为主要的测试项目。

测试采用弹簧加压的手动测试，可直接从量表上读取试件破碎时的压力强度。

砂芯

为了保证铸件的质量，砂型铸造中所用的型芯一般为干态型芯。根据型芯所用的粘结剂不同，型芯分为粘土砂芯、油砂芯和树脂砂芯几种。

粘土砂芯

用粘土砂制造的简单的型芯。

油砂芯

用干性油或半干性油作粘结剂的芯砂所制作的型芯，应用较广。油类的粘度低，混好的芯砂流动性好，制芯时很易紧实。但刚制成的型芯强度很低，一般都要用仿形的托芯板承接，然后在200～300℃的烘炉内烘数小时，借空气将油氧化而使其硬化。这种造芯方法的缺点是：型芯在脱模、搬运及烘烤过程中容易变形，导致铸件尺寸精度降低；烘烤时间长，耗能多。

树脂砂芯

用树脂砂制造的各种型芯。型芯在芯盒内硬化后再将其取出，能保证型芯的形状和尺寸的公差。根据硬化方法不同，树脂砂芯的制造一般分为热芯盒制芯、壳芯和冷芯盒制芯三种方法。①热芯盒法制芯：50年代末期出现。通常以呋喃树脂为芯砂粘结剂，其中还加入潜硬化剂(如氯化铵)。制芯时，使芯盒保持在200～300℃，芯砂射入芯盒中后，氯化铵在较高的温度下与树脂中的游离甲醛反应生成酸，从而使型芯很快硬化。建立脱模强度约需10～100秒钟。用热芯盒法制芯,型芯的尺寸精度比较高，但工艺装置复杂而昂贵，能耗多，排出有刺激性的气体，工人的劳动条件也很差。②壳芯采用覆模砂热法制芯，砂芯强度高，质量好；③冷芯盒法制芯：60年代末出现。用尿烷树脂作为芯砂粘结剂。用此法制芯时,芯盒不加热,向其中吹入胺蒸汽几秒钟就可使型芯硬化。这种方法在能源、环境、生产效率等方面均优于热芯盒法。70年代中期又出现吹二氧化硫硬化的呋喃树脂冷芯盒法。其硬化机理完全不同于尿烷冷芯盒法，但工艺方面的特点，如硬化快、型芯强度高等，则与尿烷冷芯盒法大致相同。

水玻璃砂芯

用水玻璃做黏结剂做的砂芯可分成以下几种：酯硬化水玻璃自硬法、水玻璃甲酸甲酯冷芯盒法。

工艺流程

制图

传统方法是取得铸造图纸然后把图纸送往铸造厂。这一过程可以在报价中完成。如今，越来越多的客户及铸造厂商使用电脑辅助设计以代替。

模具

在砂型铸造中模具是使用木头或者其他金属材料制成。在这个过程中，我们要求我们的工程师，使模具尺寸略大于成品，其中的差额称为收缩余量。其中目的是熔化金属向模具作用以确保熔融金属凝固和收缩，从而防止在铸造过程中的空洞。

制芯

制芯只要通过把树脂砂粒置于模具中，以形成内部表面的铸件。因此芯与模具之间的空隙最终成为铸造。

成型

在熔炼成型过程中需要准备模具。成型通常涉及模具的支承构架，拉出模具使其在浇铸过程中分离，在先前放置的芯在模具中融化然后关闭模具口。

清洁