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1、2012年铸造造型人员培训材料铸造工艺流程简介：将熔化了的金属液浇注到具有与零件形状相应的型腔中，待其凝固、冷却后获得毛坯或铸件的工艺手法。一件合格的铸件从生产到交货需包含以下基本过程：造型前的准备工作：熟悉与零件有关的工艺文件、检查造型机器是否有故障、检查模型和砂箱是否有问题、准备好造型工具。造型、制芯：要遵守造型、制芯工艺守则，根据生产现场灵活运用。修型、修芯刷涂料下芯合箱浇注、箱内保温铸件开箱检验、清理、涂装我们公司于2009年起由粘土砂造转变为树脂砂造型，相应的各项生产工艺也进行了调整，以下有关资料是对树脂砂造型的基础性知识和一些操作上的注意事项。树脂砂强度及性能1、砂形及颗粒大小树脂
2、造型的原砂一般选用天然石英砂。对于部分特殊要求的铸件，也可选用铬铁矿砂或锆砂等特种砂。这里主要讨论树脂砂对硅砂的要求。（1）矿物成分与化学成分：硅砂的主要矿物成分是石英、长石和云母，还有一些铁的氧化物和碳化物。石英密度2.55g/cm3，莫氏硬度7级，熔点1737，具有耐高温、耐磨损等优点。若原砂中的石英含量高，则原砂的耐火度和复用性好。由于长石和云母是硅酸盐，其熔点和硬度低，会降低树脂砂的复用性和耐火度。所以在选择硅砂时，SiO2含量要尽量高一些，杂质要少，当然还与金属熔点和浇注温度、铸件厚壁等因素有关。一般来说，铸件用硅砂SiO2含量应大于96%，铸铁应大于90%，有色金属要少一些。（2）
3、粒形：一般用粒形系数表示沙粒圆整度。人造石英砂虽然SiO2含量高，但粒形位多角形甚至尖角形，粒度系数太大，一般不采用。为了改善粒形，对原砂最好进行擦磨处理，因为在砂粒质量相等的条件下，圆形砂的比表面积最小，砂粒形状偏离圆形的程度越高，其比表面积越大，树脂黏结膜越薄，强度也越小。比表面积增大的顺序是：圆形砂多角形砂尖角形砂。由于圆形砂粒的比表面积最小，在相同的树脂和固化剂加入量下，其抗拉强度要比其他两种砂形高出很多。因此，从提高树脂砂抗拉强度、减少树脂加入量的角度看，圆形砂粒食最好的选择。因树脂的黏度很低，砂粒表面上涂覆的树脂膜有很薄，粒形对型砂流动性的影响就比较明显。圆形砂的尖角和棱边都已磨钝
4、，砂粒之间较易于滑动，故很容易舂紧，多角形有尖角和棱边，有镶嵌作用，砂粒的滑动受阻，故难舂紧。（3）粒度：对树脂砂这种黏结剂量很小的型砂来讲，原砂的粒度对黏结的强度的影响是不可忽视的。这种影响有两个不同的方面：原砂愈粗，则单位质量的砂粒的表面积愈小，树脂加入量一定时，砂粒表面涂覆的树脂膜较厚，砂粒之间的黏结桥的截面积也较大，这将导致树脂砂强度提高；另一方面，原砂愈粗，则单位质量的原砂的颗粒数量愈少，因而一定重量的型砂中砂粒的接触点（黏结桥）愈少，这将导致树脂砂的强度下降。就本厂所用原砂为4070目，粒度在这个范围时，黏结桥和表面积两方面的影响作用相当，对于砂粒尺寸的改变，树脂砂的强度没有明显的
5、变化。（4）原砂的粒度分布：型砂的强度主要决定于砂粒表面黏结膜的厚度和砂粒之间的黏结的数量。在黏结剂加入量一定的条件下，如原砂中配有一定量的细砂，细砂又能填入紧密排列的粗砂空隙，则黏结桥的数量将大为增加。虽然细砂的比表面积较大，会使型砂的黏结膜的厚度减小，但综合效果还是会导致型砂的强度提高。对于树脂砂来讲，黏结剂的量很少，增加黏结桥数量的作用就非常突出。由于树脂成本较高，希望用最少量的树脂是型砂具有一定的强度，因此，应该用一定粒度大小的原砂（四筛砂或五筛砂），粒度分布为4070目，使其能够较好的排列，不会有较大的缝隙，从而使型砂具有较高的强度。2、原砂含泥量、含水量、需酸量（1）含泥量是指原砂
6、中颗粒尺寸比砂粒小得多，并赋予砂粒表面或掺杂于砂粒之间的各种微量颗粒（20um）。含泥量直接影响再生砂的成本和铸件质量，在铸造生产中，泥含量过高不但影响工作环境、污染空气，更重要的是影响再生砂的微粉含量，其结果是导致混砂时树脂加人量增加和因透气性差造成铸件废品率增多。可见在树脂、固化剂加入一定的情况下，含泥量愈高，其强度值就愈小。（2）原砂中的含水量严重影响树脂的固化强度和固透性，很明显含水量高的话，会稀释树脂和固化剂，使其浓度下降，从而延长固化时间及降低型砂强度。为了减少含水量，在用原砂时，应对其进行干燥处理，（3）采用酸硬化的树脂砂时，树脂是在酸的催化作用下脱水缩合而固化的。如原砂中含有碱
7、性物质时，需消耗额外的酸固化剂，将显著影响树脂砂的硬度，甚至会使其不能硬化。原砂中含有酸性物质时，则其影响与前面的相反，对工艺控制也是不利的。因此对于树脂砂所用的原砂，检测并控制其需酸量是必要的。需酸量是原砂含有的可与酸反应的碱性物质的数量表征，它也表明用酸性硬化剂时原砂本身所需酸的多少，与原砂的PH值不是同一概念。原砂中含有不溶于水的碱性氧化物或能酸作用的碳酸盐时，它们不影响原砂的PH值，但却能与树脂砂中的酸性硬化剂反应，从而影响树脂砂的硬化过程和性能。很显然当较多的酸性硬化剂与碱性物质作用后，树脂砂的强度会明显下降。所以检测原砂的需酸量是必须的，从而通过计算应加入多少酸性固化剂。3、树脂、
8、固化剂对于树脂和固化剂的加入量的控制，树脂加入量一般为原砂的0.8%1.4%。固化剂的加入量与固化剂的总酸含量、环境温度和型砂温度有直接关系, 其加入量一般为树脂加入量的30%50%。在外界温度以及本身放砂砂温都较高的情况下，应把固化剂加入量调到最小量。当固化剂加入量为0.25%左右时，由于砂中的酸度值过低，硬化过程进行极为缓慢，严重影响砂型脱模强度的形成，终强度也较低；当固化剂加入量为0.75%左右时，酸度过强，硬化反应速度过快，树脂交联结构不完整，树脂膜和粘结剂变脆，终强度大幅降低；当硬化剂加入量为0.48%时，酸性比较适中，硬化反应按客观存在的规律进行，在不增加树脂量的条件下，得到了较理
9、想的硬化效果。根据季节气温变化，分别使用夏季、冬季用不同酸度的固化剂。4、再生砂（1）灼减量：灼烧减量过高会增加型砂的发气量,同时影响树脂砂的强度及性能，一般应将再生砂的灼烧减量控制在3%以下。可通过补加新砂、向铸型中填充废砂块、降低砂铁比等手段降低灼烧减量。在正常情况下, 再生砂的灼烧减量每两周检测一次,为保证检测的准确性, 要求在砂温调节器上的筛网上、在不同的时间段分三次取样, 以平均值作为判断依据。（2）微粉量：微粉含量是指再生砂中140目以下物资的含量。微粉含量越高, 型砂的透气性越差, 强度越低。要控制微粉含量, 必须保证除尘器处于良好的工作状态, 并每天定期反吹布袋, 清理灰尘。再
10、生砂的微粉含量每两周检测23次, 微粉含量应0.8%。（3）砂温：理想的砂温应控制在1530 , 如砂温超过35 ,将使型砂的固化速度急剧加快, 影响造型操作, 导致型砂强度偏低, 无法满足生产要求。在夏季, 环境温度最高会达到40 , 在此情况下将砂温降到30 以下是十分困难的, 因此必须采用水冷系统对再生砂进行降温。在冬季的正常生产情况下, 砂温应不低于5 ,否则会出现因砂温偏低而影响生产的情况。目前我们公司使用的树脂砂造型24h后的最终性能参数为：型砂的抗拉强度为0.6-0.8Mpa，砂芯的抗拉强度为0.8-1.0Mpa，发气量22ml/g，型砂的透气性400。树脂为中氮树脂（N=2.0
11、5.0%），固化剂总酸度18.031.0%。铸造工艺图铸造生产时，首先要根据铸件的结构特征、技术要求、生产批量、生产条件等因素，确定铸造工艺方案。其主要内容包括浇注位置、分型面、铸造工艺参数（机械加工余量、起模斜度、铸造圆角、收缩率、芯头等）的确定，然后用规定的工艺符号或文字绘制成铸造工艺图。铸造工艺图是指导铸造生产的技术文件，也是验收铸件的主要依据。一、浇注位置的确定【浇注位置】浇注时铸件在铸型中所处的位置称为浇注位置。铸件的浇注位置对铸件的质量、尺寸精度、造型工艺的难易程度都有很大的影响。通常按下列基本原则确定浇注位置。（1）铸件的重要工作面或主要加工面朝下或位于侧面。浇注时金属液中的气体
12、、熔渣及铸型中的砂粒会上浮，有可能使铸件的上部出现气孔、夹渣、砂眼等缺陷，而铸件下部出现缺陷的可能性小，组织较致密。如图所示机床床身的浇注位置，应将导轨面朝下，以保证该重要工作面的质量。如图所示的卷扬筒，其圆周面的质量要求较高，采用立浇方案，可使圆周面处于侧面，保证质量均匀一致。 如图机床床身的浇注位置，应将导轨面朝下，以保证该重要工作面的质量。床身的主要工作面朝下卷扬筒的工作面置于侧壁 （2）铸件的大平面朝下或倾斜浇注。由于浇注时炽热的金属液对铸型的上部有强烈的热辐射，引起顶面型砂膨胀拱起甚至开裂，使大平面出现夹砂、砂眼等缺陷。大平面朝下或采用倾斜浇注的方法可避免大平面产生铸造缺陷。下图为平
13、板铸件的浇注位置。大平面朝下（3）铸件的薄壁朝下、侧立或倾斜。为防止铸件的薄壁部位产生冷隔、浇不到缺陷，应将面积较大的薄壁置于铸件的下部，或使其处于侧壁或倾斜位置，如图所示。薄壁铸件的浇注位置（4）铸件的厚大部分应放在顶部或在分型面的侧面。主要目的是便于在厚处安放冒口进行补缩,如图阀体的冒口补缩和图卷扬筒的重要面位于侧面所示。二、分型面的选择【分型面】是铸型组元间的接合面。为便于起模，一般分型面选择在铸件的最大截面处。分型面的选定应保证起模方便、简化铸造工艺、保证铸件的质量。确定分型面应遵循如下原则。（1）分型面应选择在模样最大截面处，以便于起模。如图所示。分型面选在最大直径处（2）尽量减少分
14、型面。分型面少则容易保证铸件的精度，并可简化造型工艺。对机器造型来说，一般只能有一个分型面，下图所示的绳轮铸件，大批量生产时，为便于机器造型，可按a分型方案，采用环状型芯，将二个分型面减少为一个分型面。当然在单件生产时，采用手工造型时，为减少工装的制造，采用b方案，三箱造型，二个分型面也是合理的。（） （）绳轮铸件的分型面 （3）尽量使分型面平直。为了使模样制造和造型工艺简便，如图所示弯曲连杆的分型面，不应采用弯曲的分型面（方案），而应采用平直的分型面（方案）。弯曲连杆的分型面（4）尽量使铸件的全部或大部分位于同一砂箱中。铸件处于同一砂箱中，既便于合型，又可避免错型，以保证铸件的精度。下图水管
15、堵头的二种分型方案，图中a分型方案较合理，使基准面与加工面位于同一砂箱中，铸件的精度易保证。水管堵头的分型面 （5）尽量使型芯位于下箱，并注意减低砂箱的高度。这样可简化造型工艺、方便下芯和合型、便于起模和修型。如图缩示机床立柱的分型方案，采用方案比较合理，可使型腔和型芯大部分处于下箱中，便于起模、下芯、合型。机床立柱的分型面三、工艺参数的选定（1）机械加工余量和公差【机械加工余量】是指铸件加工面上预留的、准备切除的金属层厚度。加工余量取决于铸件的精度等级，与铸件材料、铸造方法、生产批量、铸件尺寸、浇注位置等因素有关。铸件的尺寸公差 CT，其精度等级从高到低有1、2、3.16共16个等级；加工余
16、量等级MA，从精到粗可分为A、B、C、D、E、F、G、H、J共9个级别。下表为砂型铸造常用铸造合金单件和小批生产时公差等级及与之配套的加工余量等级。造型材料CT/MA铸钢灰铸铁球墨铸铁可锻铸铁铜合金轻金属合金干、湿砂型13-15/J13-15/H13-15/H13-15/H13-15/H12-14/H自硬砂12-14/J11-13/H11-13/H11-13/H10-12/H9-11/H单件和小批生产时铸件公差等级及与之配套的加工余量等级（摘自GB/T1350-89）铸件的公差等级和加工余量等级确定后，加工余量数值可根据 GB/T11350-1989选取；公差的数值可按 GB641486选取。
17、为简化铸造工艺，铸件上的小孔和槽可以不铸出，而采用机械加工。一般铸铁件上直径 30mm、铸钢件上直径40mm的孔可以不铸出。（2）起模斜度【起模斜度】为使模样（或型芯）易从铸型（或芯盒）中取出，在模样（或芯盒）上与起模方向平行的壁的斜度称为起模斜度，可用角度 或宽度 a表示，提倡使用宽度a。模样的起模斜度可采用增加壁厚、加减壁厚、减小壁厚三种取法，如图所示。 对于需要机械加工的壁必须采用增加壁厚法。起模斜度需要增减的数值可按有关标准选取，采用粘土砂造型时的起模斜度可按 JB/T51051991确定。一般木模的斜度 =0.33，a=0.63.0mm；金属模的斜度=0.22，a=0.42.4mm。
18、模样越高，斜度越小。当铸件上的孔高度与直径之比小于1（H/D1）时，可用自带芯子的方法铸孔，用自带芯子的起模斜度一般应大于外壁斜度。 (a) 增加铸件厚度 （b）加减铸件厚度 (c)减小铸件厚度（壁厚12mm）起模斜度的取法（3）收缩率为补偿铸件在冷却过程中产生的收缩，使冷却后的铸件符合图样的要求，需要放大模样的尺寸，放大量取决于铸件的尺寸和该合金的线收缩率。一般中小型灰铸铁件的线收缩率约取 1%；非铁金属的铸造收缩率约取1.5%；铸钢件的铸造收缩率约取2%。（ 4）铸造圆角【铸造圆角】模样壁与壁的连接和转角处要做成圆弧过渡，称为铸造圆角。铸造圆角可减少或避免砂型尖角损坏，防止产生粘砂、缩孔、
19、裂纹。但铸件分型面的转角处不能有圆角。铸造内圆角的大小可按相邻两壁平均壁厚的 1/31/5选取，外圆角的半径取内圆角的一半。（5）芯头【芯头】是指砂芯的外伸部分，用来定位和支承砂芯。如图所示。芯头有垂直和水平芯头两种。芯座是指铸型中专为放置芯头的空腔。芯头和芯座尺寸主要有芯头长度 L（高度H）、芯头斜度 、芯头与芯座装配隙s等，其数值与型芯的长度（高度）和直径有关，应查阅相关资料后确定（本书略）。（a）垂直芯头 （b)水平芯头芯头的结构四、浇注系统【浇注系统】是为填充型腔和冒口而开设于铸型中的一系列通道。（1）浇注系统的组成与作用 通常有浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道和冒口等组成。合理地设计浇
20、注系统，可使金属液平稳地充满铸型型腔；控制金属液的流动方向和速度；调节铸件上各部分的温度，控制冷却凝固顺序；阻挡夹杂物进入铸型型腔。冒口起补缩、排气和集渣作用。（2）浇注系统的类型 按金属液导入型腔的位置，浇注系统可分为底注式、顶注式、中注式、阶梯式等，见下图。浇注系统的设计设计浇注系统应遵循以下原则：一、控制充型过程中金属液的流动方向和速度，使金属液平稳、连续地充满型腔。二、在合适的时间内充满型腔，避免形成夹砂、冷隔、皱皮等缺陷，保证铸件轮廓清晰，完整。三、调节铸型内的温度分布，有利于强化铸件的补缩、减少铸造应力，防止铸件出现变形、裂纹等缺陷。四、浇注系统应具有挡渣、溢渣、净化金属液的能力。
21、五、浇注系统应当结构简单、可靠、减少金属液消耗，便于清理。六、对于薄壁小型铸件，可用浇注系统当作冒口对铸件进行了补缩。对于流水线生产的球墨铸铁件，可在浇注系统中增加反应室，可实现型内球化处理。浇口杯，有漏斗形和池形，影响浇口杯内水平旋涡的主要因素是浇口杯内液面深度、浇注高度、浇注方向及浇口杯的结构等。液面浅易出现水平涡流，液面深度超过直浇道上口直径5倍时可基本消除，浇包嘴跟杯越高，水平涡流越易出现。直浇道和浇口窝 直浇道大多为圆形，在阶梯注中多用上小下大的管，浇口窝直径为浇道直径的1.4-2倍，高度为横浇道的2倍。横浇道 多为圆形、圆顶梯形、梯形 内浇道 内浇道的作用是：引导液体金属平稳地流入
22、型腔，控制充型速度和方向，调节铸件各部位的温差和凝固顺序。内浇道对铸件质量有较大影响。浇口比对金属液充型方式有影响。内浇道流量是不均匀的，远离直浇口的大近的小，与浇口比、内浇道同横浇道的搭接形式、整个浇注系统的结构等因素有关。为了使流量均匀，通常是缩小远离直浇道的内浇道的截面积；增大横向浇道的截面积；严格按F横/F内的比值，每流经一个内浇道，使横浇道截面积缩小；设置浇口窝等。设计内浇道的原则1、 内浇道在铸件上的位置和数目应服从所选定的凝固顺序或补缩方法。当铸件同时凝固时，铸件中内应力最小，因而变形量也小，但不能防止缩孔、缩松缺陷，故主要适宜液态和凝固收缩不大的合金（如铸铁）及壁厚均匀的其他合
23、金薄壁铸件。而顺序凝固内应力大，变形也大，易造成裂纹缺陷。收缩大的合金如铸钢、可锻铸铁、及大多数有色合金应采取顺序凝固的方法，将缩松、缩孔移到冒口。为使铸件同时凝固，对壁厚均匀的铸件，应采用多个内浇道分散地引入金属液。对壁厚不均匀的铸件，从薄壁处浇入金属液可以平衡铸型各部分的温差，使铸件大体在相同的时间内凝固、冷却。当需要铸件顺序凝固时，从厚壁处导入金属液可以造成强烈的顺序凝固条件，使铸件得到由薄壁至厚壁、最后到冒口的凝固顺序。内浇道多开在分型面上，应避免在重要加工表面安放内浇道，防止出现晶粒粗大使强度降低。内浇道还应使金属液顺壁流入，不冲击型壁、型芯和铸型上凸出部分；浇注系统设计不要过大地阻
24、碍铸件的收缩。2、 内浇道与横浇道的连接角一般应大于90度小于120度。3、 内浇道应尽量薄。 封闭式浇注系统的横浇道设计应注意如下问题1、 横浇道应平直、断面积应较大，液态金属在横浇道中的流动要平稳、缓慢、近乎层流流动。2、 横浇道中应充满金属液。3、 应使杂物在到达第一个浇口之前上浮到横浇道顶部，这段横浇道的长度为75-150MM。末端呈坡形，并高集砂包。4、 内浇道应位于横浇道下部，且和横浇道具有同一底面。开放式浇注系统的内浇道应位于横浇道之上，内搭接面积要小，但应大于内浇道的截面积。在这种条件下横浇道应宽而矮。提高挡渣能力的措施：1.安放过滤网。2.设置集渣包浇注系统的类型和适用范围按
25、各组元的截面积大小而分为封闭（A直A横A内）、开放（A直A横A直A内)、封闭-开放式浇注系统（A杯A直A横A直A阻A横后A阻A内A横后），按在铸件上的位置而分为顶注、底注、中间注入、分层注入浇注系统结构尺寸的设计，主要有公式法，经验法，图表法浇注系统各单元截面比及其应用截面比例应用A直A横A内21.51大型灰铁砂铸1.41.21中大型灰铁砂铸1.151.11中小型灰铁砂铸1.111.061薄壁灰铁砂铸1.51.11可锻铸铁件1.1-1.21.3-1.51表面干燥型中小铸铁件1.21.41表面干燥型重型机械铸铁件1.2-1.251.1-1.51干型中小铸铁件1.21.11干型中铸铁件12-41.
26、5-4球铁124铝合金、镁合金铸件1.2-31.2-21青铜合金铸件11-21-2铸钢件漏包浇注1.50.8-11薄壁球铁小件底注开设浇注系统应注意以下几个问题：1.浇道要做得表面光滑，防止金属液将砂粒冲下带入型腔中。2.不能将内浇道开设在正对着砂芯和型腔内的薄弱部分，防止浇注时金属液冲坏砂芯或砂型。3.内浇道不能开设在横浇道的尽头、上面和直浇道的下面。这是为了让金属液中的杂质，能存留在横浇道中。4.内浇道的数目，根据铸件大小、壁厚而定。简单的小型铸件可开一道，大的薄壁铸件要多开几道。 要重视直浇口处型砂的强度，因直浇口表面稳定性不够引起的冲砂往往是造成铸件砂眼缺陷的重要原因。同样，对于与铁水
27、接触的芯盒添砂面，为增强表面稳定性，应及时用墁刀刮平。 冒口与出气孔： 树脂砂在铁水表层凝固前的刚性好、强度高，不易发生胀砂和型壁迁移，依靠铁水凝固期间的石墨化膨胀有一定的自补缩能力，冒口比粘土砂的小，可以改用出气冒口或溢流冒口。但应多设顶部出气口，以保证行腔中的气体尽快排出。在外型的各部分芯座上应尽量做出与大气相通的通气孔，以保证型芯中气体顺利逸出。冒口的四大作用是补缩、排气、集渣、观察。造型制芯操作 造型前准备工作：应检查模样是否完好齐全，木模表面应平整光滑，不得有裂纹、划痕，并在造型制芯前涂上脱模剂。放砂前要仔细检查活块是否齐全到位。另外对于大件和复杂件要准备适当的芯骨与吊攀，加强铸型强
28、度。对工艺文件中有特殊要求的事项，如：冷铁的大小位置、浇冒口规格数量、铬矿砂的使用、铸件的分型面和方向等方面，做到心中有数。 造型中要十分注意凹处、角部、活块凸台下等不易充填部位的紧实操作。型砂的紧实可用木棒捣、用手塞，填砂面可用脚踩紧实。使用消失模时还应注意造型过程中不得损坏模型。紧实不好的铸型或局部表面，容易造成机械粘砂、冲砂及砂眼，而且起模后铸型的疏松难以修补。放砂和紧实中要注意模样活块、浇口棒、出气及冒口棒、浇口陶管等的移动和松动。直浇口棒及出气、冒口棒应在造型后几分钟内拔出。大砂箱造型时，放砂时间有可能超过树脂砂的可使用时间，因此要注意放砂的推进路线，对已开始反应的部分尽量不要再去挖
29、动，所以放砂前一定要做好各项准备工作，包括思想上的充分准备，尤其要周密计划好吊攀的放置方向及部位。对填砂面的吊攀应在造型后即使挖出吊攀头部。对于非型板模样多箱造型时，应在分型面上刷一层分型剂（一般用滑石粉）。 起模与修型 树脂砂起模时间要控制适当，过早易变形，过晚起模困难，因此，一般在造型后约半小时左右，用铁钉向铸型里扎，若扎不进去时，一般说来即可进行起模了。由于树脂砂型起模是在半硬化状态下进行的，所以需利用较大的冲击力，这时要注意起模样的平衡性，不要用铁榔头直接敲击木模，应垫上木块或用橡胶、塑料、木制榔头。拆芯盒时要注意每个活动部分的起模顺序与起出方向，挖出吊攀头部。对于起模或搬运中不慎破损
30、的部分，成块的可涂专用的型芯修补粘合剂后回原处，必要时用钉子加固，其它破损处可用新混制时树脂砂填补，并用墁刀刮平。修过的部分，其强度和表面稳定性较差，所以最主要的是要很仔细小心的做好起模、搬运、翻转等互作，最大限度的减少修型操作。造型与制芯时要特别注意做出气道（孔）或放好出气绳。 刷涂料 刚造型完毕起模的型和芯以及刚修过的砂型不应立即上涂料，因为这时树脂的硬化反应还处在初级阶段，遇到水基涂料中的水分（溶剂）会影响硬化的正常进行。若使用醇基涂料，需立即点火燃烧，又会使未反应完全的树脂过烧，这些都会降低铸型（芯）的表面稳定性。一般应在造型或修型后4 8小时以后才可进行上涂料作业。 为防止溶剂和水分
31、过多地渗进型芯深处，影响涂层的干燥程度，并保证涂层厚度以提高抗金属渗透能力，涂料必须有一定浓度，涂前充分搅拌均匀。 刷涂料要自上而下进行，不要使涂料流挂堆积、应涂刷均匀、减少刷痕，还要注意不得漏涂，整个浇注系统都必须涂到，在不便涂刷时放置浇口陶管。为了合箱时不使砂粒掉入型腔，盖箱顶面的浇冒口、出气孔上也要刷上涂料。但在芯头部位不要上涂料，以免影响配模精度和阻碍排气，这一点在浸涂时尤应注意。 涂料的充分干燥对防止气孔至关重要，在燃烧不良的情况下应用喷灯补充干燥，但注意火力不要过猛，引起树脂过烧。 下芯合箱合箱是一项非常细致的操作工序，对铸件的质量有很大的影响，如果操作不当，铸件就会产生错型、偏芯
32、、气孔、砂眼等缺陷。需注意以下几点：1.因浇注中发气量大，要注意在箱上的型腔高点、芯头端部留出气孔，以使型腔内和型芯内的气体顺利排出。 2. 要采取防止铁水钻芯头的措施，以避免呛火和气孔。 3.吊攀头部要用新混制的砂修平并上涂料和点燃烘干。吊攀处修补时应插上合适长度的钉子。吊攀处不得放置芯撑。冷铁、芯撑等应干燥清洁无锈。 4. 为防止抬箱跑火，砂箱卡子应紧固并紧固好，分型面应放封火泥或石棉绳。5. 为保证铁水压头，所有浇口杯、冒口圈和出气口圈等的安放均需粘牢型面或埋住，以防跑火。 6. 合好的箱应垫空放置，以利低面也能通畅排气。 7. 下芯后合箱前应将芯头上下左右的间隙塞实垫平，以防型芯窜动或
33、漂浮，浮砂必须吹（吸）净。8.仔细检查砂型各个部位，是否有损坏的地方。型腔中散落的砂子、灰尘可用手风箱或压缩空气吹去，也可用吸尘器吸出。9.检查砂芯尺寸和安放位置是否正确，型腔各部分的壁厚是否合乎要求。10.必要时，合箱后再将上型吊起来，检查在合箱时有无压坏的地方（预合箱）。11.合箱后，要将浇口盆和冒口盖住，防止灰尘、砂粒或杂物进入型腔。在高温金属液热作用下，砂芯所产生的气体经通气道从芯头排出，开通气道时注意几点： 通气道要互相连通 排气孔必须直通芯头通气道的工艺和措施应视砂芯的形状和大小不同采取不同的工艺措施，对复杂的砂芯，在舂砂过程中将腊线或松香线直接埋入砂芯中。为了防止浇注时上型被金属
34、液的浮力抬起，浇注前需要做好砂型的紧固工作，紧固时要注意下面几点。1. 压铁要对称放置2. 压铁的放置，不得妨碍浇注工作及砂型排气。3. 压铁应放在箱带或箱边上，防止压坏砂型4. 用卡子或螺栓紧固时，应两面同时紧固，避免上型翘起形成间隙而导致跑火。5. 浇注后，压铁等紧固工具不能取得太早，以免金属液还未凝固，将上型顶起而导致跑火。浇注、开箱及清理 浇注时应贯彻快速、不断流、严格挡渣、及时点火引气等原则。为了不使铁水变成紊流、卷入空气促使树脂燃烧引起气孔和夹渣缺陷，浇注时要使直浇口始终处于充满状态。为了开箱方便、延长砂箱使用寿命，要求浇注后当冒口圈和浇口杯凝固后，趁热将砂箱顶面溢流出的披缝铁敲掉
35、，并将浇口杯搬掉。铸铁材质分类及其熔炼铸铁是含碳量大于2.11或者组织中具有共晶组织的铁碳合金。工业上所用的铸铁，实际上都不是简单的铁一碳二元合金，而是以铁、碳、硅为主要元素的多元合金。铸铁的成分范围大致为：C2.4-4.0%,Si0.6-3.0%,Mn0.2-1.2%,P 0.1-1.2%,S 0.08-0.15%。有时还加入各种合金元素，以便获得具有各种性能的合金铸铁。铸铁的分类 根据碳在铸铁中存在的形态不同，通常可将铸铁分为白口铸铁、灰口铸铁及麻口铸铁。而灰铸铁中又可根据石墨的形态不同而分为普通灰铸铁，蠕虫状石黑铸铁，球黑铸铁以及可锻铸铁。我们公司目前仅生产铸铁件，主要有两种：灰铸铁和球
36、墨铸铁；暂不涉及其他铸件，如铸钢、有色金属等。灰铸铁：通常指具有片状石墨的铸铁，其断口呈灰色，铸铁的强度性能是其最主要质量之一，灰铸铁用“HT”来表示。牌号、力学性能及化学成分灰铸铁牌号抗拉强度（Mpa）抗弯强度（Mpa）硬度（HB） 化学成分（参考） C SI MNPSHT1001002601432293.53.72.22.50.40.60.4 0.15HT1501503301632293.13.52.02.40.50.80.3 0.15HT2002004001702412.93.31.52.00.60.90.3 0.12HT2502504701702412.83.21.41.80.81.1
37、 0.2 0.12HT3003005401872552.73.21.21.50.81.10.15 0.12HT3503506101972692.73.11.01.40.91.20.150.1 由于灰铸铁对冷却速率的敏感性（壁厚效应），同一种牌号铸铁在不同铸件壁厚条件下的实际强度有很大的差别（薄壁与厚壁之间在强度上的差别达50-80MPa）。球墨铸铁：将普通灰铸铁铁水进行球化和孕育等特殊工艺处理后，使片状石墨转变为球状石墨或夹有少量的团絮状石墨，从而形成一种大幅度提高了力学性能的新型铸铁。这种铸铁组织中由于石墨球化与片状石墨比较。不但对基体的割裂作用大幅度降低，而且应力集中现象大为降低，具有良好
38、的塑性和韧性。球墨铸铁和蠕墨铸铁一般是用稀土镁合金对铁液进行处理，以改善石墨形态，从而得到比灰铸铁有更高机械性能的铸铁。 球墨铸铁依照其基体和性能特点而分为六种：即铁素体（高韧性）球墨铸铁，珠光体（高强度）球墨铸铁，贝氏体（耐磨）球墨铸铁，奥氏体一贝氏体（耐磨）球墨铸铁，马氏体一奥氏体（抗磨）球墨铸铁及奥氏体（耐热、耐蚀）球墨铸铁。 蠕墨铸铁具有不同比例的珠光体铁素体基体组织。铸铁性能与其石墨的蠕化程度（蠕化率）及基体有关。在石墨蠕化良好条件下，珠光体蠕墨铸铁的强度和硬度较高，耐磨性强。适于制造耐磨零件，如汽车的刹车鼓等。而铁素体蠕墨铸铁的导热性较好，在高温作用下，不存在珠光体分解问题，组织较
39、稳定，适用于制造在高温下工作、需要有良好的抗热疲劳能力、导热性的零件，如内燃机汽缸盖、进排气岐管等。(仅作简单介绍）球铁牌号 抗拉强度 b/MPa 屈服强度 0.2/MPa 伸长率 /% 供参考 布氏硬度 HBS 主要金相组织 最 小 值 QT400-18 400 250 18 130180 铁素体 QT400-15 400 250 15 130180 铁素体 QT450-10 450 310 10 160210 铁素体 QT500-07 500 320 7 170230 铁素体+珠光体 QT600-03 600 370 3 190270 珠光体+铁素体 QT700-02 700 420 2
40、225305 珠光体 QT800-02 800 480 2 245335 珠光体或回火组织 QT900-02 900 600 2 280360 贝氏体或回火索氏体 铸铁的熔炼熔炼铁液是生产铸铁件的重要环节。铸件质量包括内在质量、外观质量以及是否形成缺陷等，这些都与铁液方面因素有直接的关系。如铁液的流动性、薄壁和结构复杂铸件的成型性以及冷隔缺陷等受铁液温度的影响，而熔炼的铁液化学成分是否符合要求，则对铸件的机械性能有直接的影响。铁液中的气体和非金属夹杂物含量不仅影响铸铁的强度和铸件的致密度，而且还与铸件形成气孔、裂纹等缺陷有关。随着机械制造科学的发展，对铸铁提出薄壁、高强度的要求，铸件的最小壁厚
41、由过去46mm减小至23mm，这要求相应提高铁液浇注温度。铁液温度还对铸铁件的内在质量有重要的影响，如灰铸铁件的质量指标（GZ），即与铁液温度有显明的关系。在球墨铸铁生产方面，熔炼出铁液的温度及原始含硫量成为球化及孕育处理有否成功的先决条件。对铁液质量的基本要求 1出炉温度 不同牌号灰铸铁件的浇注温度范围大致为1330-1410C。在一般情况下，铁液的出炉温度至少比浇注温度提高50C，故根据铸铁牌号（自HT100至HT350）和铸件结构条件的具体情况，铁液出炉温度应不低于1380-1460C。当需要浇注特薄（2-4mm）铸件时，出炉温度还应提高20-30C。为了满足浇注铸件的需要，不同牌号可锻
42、铸铁的出炉温度应不低于1460-1480C。对球墨铸铁及其它变质处理的铸铁，在其球化一孕育处理过程中铁液的温度会有显著的下降，为了补偿铁液的温度损失，需相应提高铁液的出炉温度。2 化学成分 熔炼得到的铁液化学成分需要满足铸件的规格要求。 用冲天炉熔炼时，配料计算是保证铁水化学成分合乎要求的首要环节。即根据铁水化学成分的要求，考虑冲天炉在熔炼过程中元素的变化和炉料的实际情况，计算出各种金属炉料的配合比例。各种牌号铸铁要求的化学成分随铸件壁厚和铸造方法而异。配料计算在此不做详细介绍。3有害成分 铸铁熔炼过程中，必须将有害的元素成分（磷、硫以及其它干扰铸铁正常结晶和组织控制的微量元素等），控制在限量
43、以下。 1）脱硫 冲天炉熔炼中铁液中硫的来源，一是炉料中固有的硫，二是从焦碳中吸收的硫。酸性冲天炉不具有脱硫能力，碱性冲天炉能在一定程度上起到脱硫的作用。 炉渣碱度在一定范围内提高时，有利于降低铁液含硫量；温度提高时，铁液在熔炼过程中增硫量减少；炉气氧化性强时，渣中FeO含量增高，不利于脱硫反应的进行。适当提高焦铁比，减小送风强度，有利于脱硫。但当生产球墨铸铁件时，除了用热风冲天炉进行炉内脱硫外，还常采用炉外脱硫的措施。炉外脱硫的基本要点是尽量扩大脱硫剂与铁液之间的接触面积，以加强脱硫效果。常用方法有：利用电石脱硫的摇动包脱硫法、喷射脱硫法、机械脱硫法、机械搅拌脱硫法和多孔塞脱硫法等。 2）脱
44、磷 磷对铸铁的机械性能，特别是对球墨铸铁和可锻铸铁的韧性有害，因此要严格控制铸铁的含磷量。冲天炉熔炼的脱磷能力很弱。因此对铁液的含磷量只能通过配料来控制。应采用一定比例的低磷生铁和废钢进行配料。4铁液纯净，含有的渣、气体、夹杂物量少。 为了将冲天炉熔炼中形成的夹杂物从铁液中去除，常在熔炼过程中按照炉料重量，加入一定量的石灰石CaCO3 作为溶剂。石灰石在高温下分解，与泥沙、灰分等化合形成低熔点的复杂化合物熔渣。熔渣易于与铁液分离便于去除。当熔渣粘度高时，可加入一些萤石（CaF2），以降低炉渣熔点。铸件缺陷名称、特征和产生的原因铸造工艺过程复杂，影响铸件质量的因素很多，往往由于原材料控制不严，工
45、艺方案不合理，生产操作不当，管理制度不完善等原因，会使铸件产生各种铸造缺陷。常见的铸件缺陷名称、特征和产生的原因，见表。常见铸件缺陷及产生原因缺陷名称特征产生的主要原因气孔在铸件内部或表面有大小不等的光滑孔洞炉料不干或含氧化物、杂质多；浇注工具或炉前添加剂未烘干；型砂含水过多或起模和修型时刷水过多；型芯烘干不充分或型芯通气孔被堵塞；春砂过紧，型砂透气性差；浇注温度过低或浇注速度太快等缩孔与缩松缩孔多分布在铸件厚断面处，形状不规则，孔内粗糙铸件结构设计不合理，如壁厚相差过大，厚壁处未放冒口或冷铁；浇注系统和冒口的位置不对；浇注温度太高；合金化学成分不合格，收缩率过大，冒口太小或太少砂眼在铸件内部或表面有型砂充塞的孔眼型砂强度太低或砂型和型芯的紧实度不够，故型砂被金属液冲入型腔；合箱时砂型局部损坏；浇注系统不合理，内浇口方向不对，金属液冲坏了砂型；合箱时型腔或浇口内散砂未清理干净粘砂铸件表面粗糙，粘有一层砂粒原砂耐火度低或颗粒度太大；型砂含泥量过高，耐火度下降；浇注温度太高；湿
