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砂型铸造是金属铸造工艺中最古老、使用最广泛的方法之一。其基本原理是将熔融金属倒入预先准备好的砂模中，待金属冷却凝固后取出，得到所需的形状。的铸件。这一过程的核心在于砂型的制备，砂型的材料选择直接关系到铸件的质量、生产效率和成本。本文将详细介绍主要的砂型铸造中使用的材料.
砂型铸造使用哪些材料？
砂型铸造与许多材料兼容;但是，它更常与金属一起使用。选择合适的材料取决于铸造性能、产量等。砂型铸造中最常用的材料包括：
1.铝
铝是最常用的砂型铸造材料之一由于其机械性能。它具有高强度重量比、低密度、耐腐蚀性和铸造性。常见的铝砂铸造合金包括 ADC12、AL6061 和 A356。铝砂铸造需要硅铬矿和铬铁矿等基砂。
2.青铜
青铜是铜和锡的合金，是砂型铸造的常用材料。青铜的砂型铸造取决于其不同的合金，它们基于铜与锡的比率或铝、锌、镍和铁等其他元素的存在。适用于砂型铸造的青铜合金包括铝青铜、锰青铜和硅青铜。每种青铜合金都有自己的特性。例如，铝青铜和锰青铜具有强度高、耐腐蚀、耐磨和韧性好等特点。锰青铜具有耐腐蚀性、耐磨性和卓越的机械性能。另一方面，硅青铜具有良好的可加工性和铸造性。
3.黄铜
黄铜是铜和锌的合金，由于其元素含量高，因此具有防锈和耐腐蚀性。黄铜不含铁或氧化铁。黄铜具有良好的导电性和抗拉强度。因此，黄铜是一种非常受欢迎的砂型铸造材料，适用于需要此类性能的零件。
4.锌
锌是一种硬度高、耐腐蚀性和铸造性的坚固材料。此外，锌的强度和硬度使其在合金化后很容易生产出更薄的壁零件。锌比铝更容易砂铸.
5.牵头
铅是罗马人最常用的砂型铸造材料之一.它很重且耐腐蚀。但是，它具有一定的健康风险，必须在严格的条件下使用。尽管如此，它也适用于制造管件等中小型零件。
6.铜
铜是一种昂贵、坚固、沉重的材料，以其导电性和导热性而闻名。由于铜不会生锈且具有很强的延展性，因此适用于砂型铸造，例如管道固定装置。
7.铁
铁因其流动性和低体积/线性收缩率而常用于砂型铸造。然而，其较差的机械性能、高抗压强度和低抗拉强度使其不适用于形状复杂或结构不对称的零件。例如，灰铸铁件具有优异的铸造性和可加工性;球墨铸铁件流动性好，收缩率高;和可锻铸铁件具有优异的延展性、可加工性、韧性和耐腐蚀性.
8.低碳钢
低碳钢的碳含量较低（0.15% 至 0.30%），这使其具有更大的延展性和延展性。低碳钢因其成本低且易于铸造而被广泛使用.然而，孔隙率、收缩和开裂使其难以加工。
9.不锈钢
不锈钢的耐腐蚀性、耐用性和强度使其成为砂型铸造的热门选择.它还具有低热膨胀系数，从而提高了精度、高公差和尺寸稳定性。然而，它是一种昂贵的金属，其高强度和硬度使零件难以从砂型中顶出。
哪些粘合剂和添加剂在砂型铸造中是必不可少的？
在砂型铸造中，粘合剂和添加剂起着至关重要的作用.它们会影响砂型的强度、稳定性、耐热性和铸件的质量。以下是一些必要的粘合剂和添加剂的详细信息：
1.胶粘剂
| 黏土 | 粘土是一种天然矿物粘合剂，可将铸砂粘合在一起，形成具有一定强度和稳定性的砂型。粘土粘合剂成本低、广泛可用且环保。它们是砂型铸造中常用的粘合剂之一。 |
| 树脂 | 树脂是一种合成有机粘合剂，它与特定的固化剂发生化学反应，形成固体砂模。树脂胶粘剂具有强度高、快干、耐水等特点，适用于生产高精度、高质量的铸件，特别是大型和复杂形状的铸件。 |
2. 添加剂
在砂型铸造中，除了粘结剂外，还需要添加一些其他添加剂来增强模具性能，如渗透性、抗热应力性等。这些添加剂包括但不限于：
| 脱模剂 | 又称分离剂，能减少砂型与铸件之间的粘附，使铸件容易从砂型上脱落，避免了对铸件的损坏和砂型的损失。常用的脱模剂包括沥青酚、石蜡和硅油。 |
| 增塑剂 | 它可以增加砂粒之间的接触面积，从而提高砂的可塑性和挤出性，使砂型更容易成型，避免了成型不良和破损等问题。常用的增塑剂包括凝胶石墨、玉米淀粉和海藻酸钠。 |
| 热稳定剂 | 它可以增强砂子的耐高温性，使砂子在高温下不会变形和稳定，从而保证铸件的质量和表面光洁度。常用的热稳定剂包括陶瓷颗粒、碱金属化合物和羟丙基甲基纤维素。 |
砂型铸造使用什么设备？
这砂型铸造用设备主要包括以下几类：
- 混砂设备：混砂机用于将砂（特殊造型土）和适量的粘土混合均匀，制备适合铸造的砂型材料。同时，还需要铲子和筛子等工具来协助混砂工艺，例如筛砂和处理混合材料。
- 模具制造设备：雕刻机，用于根据客户提供的样品或图纸制作模具。雕刻机可以雕刻木材、塑料板和金属块等材料，以创建精确的模具。
- 制芯设备：烤箱，用于烧芯。对于带有内腔的铸件，需要制作一个型芯来填充模具中的型腔。另外还需要铝芯盒和涂层砂等材料.
- 成型设备：成型机，用于压缩混合砂材料并在模具周围成型。成型机可以大大提高成型效率，减轻工人的工作量。同时，还需要沙箱、底板、刮刀、铲子、铲子、蘸水笔、开门用 V 形铁皮、刷子和孔针等工具来辅助建模过程。
- 熔炼设备：电炉，用于熔化金属。电炉的尺寸和功率由生产需要决定。
- 浇注设备：钢包，用于容纳和转移熔融金属。有用于铁水的大小钢包，以方便将熔融金属从电炉转移到模具中。对于大型铸造厂，还需要高空起重机等起重设备来提升大型铸件或模具并协助浇注过程。
- 清洗设备：喷砂机 /用于清洗铸件表面的沙子和杂质并执行表面粗糙化。
材料的选择如何影响砂型铸造？
材料选择在砂型铸造中起着决定性的作用，直接影响铸件的质量、性能和生产效率。以下是对材料选择对砂型铸造影响的具体分析：
- 铸件表面质量：石英砂等造型材料的表面粗糙度小，使用它可以获得表面质量更高的铸件。耐火粘土砂比较粗糙，其模压铸件的表面质量相对较差。
- 铸件的尺寸精度：成型材料的收缩率会影响铸件的尺寸精度。不同的成型材料具有不同的收缩率，因此选择合适的材料对于确保铸件尺寸的准确性至关重要。
- 铸件的内部结构和机械性能：不同成型材料会影响铸件在冷却过程中内部结构的形成。例如，石墨砂具有良好的导热性，可以促进铸件内部结构的均匀形成。造型材料的选择也会影响铸件的机械性能。例如，石墨砂在冷却过程中不会与铁发生化学反应，因此铸铁零件具有较高的强度和硬度;而氧化铝石英砂会嵌入铸件表面形成化学键，增加铸件的韧性。
- 砂型的强度和稳定性：原砂的含泥量、颗粒成分、颗粒形态等特性会影响原砂的强度和渗透性砂模.含泥量过大可能导致砂型变脆，模具拔模性差;不合理的颗粒组成可能导致砂型热膨胀，容易造成膨胀缺陷。胶粘剂的选择也很关键。粘土和树脂等粘合剂可以增强砂型的强度和稳定性，并确保砂型在加工过程中不会开裂或变形浇注过程.
砂型铸造材料的应用有哪些？
砂型铸造是一种常见且应用广泛的铸造方法适用于生产各种金属和合金。以下是砂型铸造材料应用的详细总结：
汽车行业
在汽车制造领域，砂型铸造是生产具有复杂设计的汽车零件的重要手段.例如，发动机缸体和变速箱壳体等关键部件通常使用砂型铸造技术制造。
航空航天工业
砂型铸造在航空航天工业中也很受欢迎.它通常用于制造需要极高强度和精度的飞机发动机部件和结构部件。具体来说，涡轮叶片、机壳、支架和各种附件可以通过砂型铸造技术精确制造。
构建应用程序
在建筑行业，经常采用砂型铸造技术生产管件、井盖等关键产品。砂型铸造工艺赋予这些产品卓越的耐用性和坚固性，确保它们在建筑应用中的长寿命。
管道系统组件
在管道系统领域，砂型铸造技术展现独特优势.它广泛用于制造阀体、管道连接器和接头等核心部件，这些部件在管道系统中起着至关重要的作用。
金属制品的广泛制造
在全球范围内，砂型铸造工艺在金属制品的制造中占有重要地位。从剑等冰冷武器到罐子和大锅等日常用品，砂型铸造起着关键作用。尽管随着技术的发展，其他制造方法逐渐受到重视，但砂型铸造由于其高成本效益和适合大规模生产而保持了其不可替代的地位。
常见问题
1.砂型铸造主要使用哪些类型的砂子？
最常见的砂型铸造中的废砂是硅质砂，因其耐高温、高抗压强度和易于加工而被广泛使用。当硅砂的高温性能不能满足特定要求时，也会使用锆英砂、铬铁矿砂、刚玉砂等特种砂。
2.型砂有哪些类型的粘合剂？
型砂的粘合剂有多种类型，其中最常用的是粘土。此外，还有各种干性油或半干性油、水溶性硅酸盐、磷酸盐和各种合成树脂，可用作型砂的粘合剂，以提高砂型和型芯的强度。
3.砂型铸造所用涂料的主要作用是什么？它的成分是什么？
用于砂型铸造主要起到提高铸件表面质量的作用.涂料的主要成分是粉末状材料和粘结剂，具有高耐火材料和良好的高温化学稳定性。此外，还有载体（如水或其他溶剂）和各种附加组件，以便于应用。这些组件共同作用形成保护层，以防止在浇注过程中铸件中出现粘砂和夹砂等缺陷。
4.粘土湿砂造型和粘土干砂造型使用的材料有什么区别？
粘土湿砂型和粘土干砂使用材料的主要区别type 是水分含量。粘土湿砂模的型砂在湿态下水分适中，以粘土和适量的水为主要粘结剂。砂型制作完成后，直接成型，在湿态下浇注。粘土干砂模具的型砂湿含水率略高于湿模。砂型制作完成后，需要涂上耐火漆并干燥。冷却后，可以成型和浇注。
总结
模具铸造中使用的材料多种多样，包括不同类型的沙子、粘合剂、涂层和附加组件。这些材料的选择和使用对铸件的质量和生产效率有重要影响。因此，在进行砂型铸造时，应根据铸件的形状、尺寸、材料和生产需要等综合考虑选择合适的铸造材料。
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