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砂型铸造——在砂型中生产铸件的铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得,铸型制造简便,对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应,长期以来,一直是铸造生产中的基本工艺。
制造砂型的基本原材料是铸造砂和型砂粘结剂。的铸造砂是硅质砂。硅砂的高温性能不能满足使用要求时则使用锆英砂、铬铁矿砂、刚玉砂等特种砂。为使制成的砂型和型芯具有一定的强度,在搬运、合型及浇注液态金属时不致变形或损坏,一般要在铸造中加入型砂粘结剂,将松散的砂粒粘结起来成为型砂。在浇注碳钢铸件时,冷却较慢的铸件表面还易氧化和脱碳,从而降低了铸件的表面硬度、光洁度和尺寸精度。应用广的型砂粘结剂是粘土,也可采用各种干性油或半干性油、水溶性硅酸盐或磷酸盐和各种合成树脂作型砂粘结剂。
金属型铸造又称硬模铸造,它是将液体金属浇入金属铸型,以获得铸件的一种铸造方法。铸型是用金属制成,可以反复使用多次(几百次到几千次)。金属型铸造目前所能生产的铸件,在重量和形状方面还有一定的限制,如对黑色金属只能是形状简单的铸件;砂型的导热性差,金属型的导热性很好,砂型有退让性,而金属型没有等。铸件的重量不可太大;壁厚也有限制,较小的铸件壁厚无法铸出。
金属型铸造[1] 与砂型铸造比较:在技术上与经济上有许多优点。
(1)金属型生产的铸件,其机械性能比砂型铸件高。同样合金,其抗拉强度平均可提高约25%,屈服强度平均提高约20%,其抗蚀性能和硬度亦显著提高;
(2)铸件的精度和表面光洁度比砂型铸件高,而且质量和尺寸稳定;
(3)铸件的工艺收得率高,液体金属耗量减少,一般可节约15~30%;
(4)不用砂或者少用砂,一般可节约造型材料80~10.0%;
金属型和砂型,在性能上有显著的区别,如砂型有透气性,而金属型则没有;砂型的导热性差,金属型的导热性很好,砂型有退让性,而金属型没有等。金属型的这些特点决定了它在铸件形成过程中有自己的规律。
型腔内气体状态变化对铸件成型的影响:金属在充填时,型腔内的气体必须迅速排出,但金属又无透气性,只要对工艺稍加疏忽,就会给铸件的质量带来不良影响。
铸件凝固过程中热交换的特点:金属液一旦进入型腔,就把热量传给金属型壁。液体金属通过型壁散失热量,进行凝固并产生收缩,而型壁在获得热量,升高温度的同时产生膨胀,结果在铸件与型壁之间形成了“间隙”。在“铸件一间隙一金属型”系统未到达同一温度之前,可以把铸件视为在“间隙”中冷却,而金属型壁则通过“间隙”被加热。但在他乐观的态度中也包含着些许忧虑,这是因为我们虽已是铸造生产大国,但还远未是铸造生产强国。
金属型阻碍收缩对铸件的影响:金属型或金属型芯,在铸件凝固过程中无退让性,阻碍铸件收缩,这是它的又一特点。
用这种方法铸出的铜器既无范痕,又无垫片的痕迹,用它铸造镂空的器物更佳。中国传统的熔模铸造技术对世界的冶金发展有很大的影响。现代工业的熔模精密铸造,就是从传统的失蜡法发展而来的。虽然无论在所用蜡料、制模、造型材料、工艺方法等方面,它们都有很大的不同,但是它们的工艺原理是一致的。四十年代中期,美国工程师奥斯汀创立以他命名的现代熔模精密铸造技术时,曾从中国传统失蜡法得到启示。在生产中可将一些原来由几个零件组合而成的部件,通过改变零件的结构,设计成为整体零件而直接由熔模铸造铸出,以节省加工工时和金属材料的消耗,使零件结构更为合理。1955年奥斯汀实验室提出首i创失蜡法的呈请,日本学者鹿取一难.根据中国和日本历是.上使用失蜡法的事实表示异议,后取得了胜诉。
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