1、材料科學與工程學院華中科技大學HUAZHONG UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY1授課教師：董選普教授 呂書林博士教學內容教學內容液態金屬鑄造成形液態金屬鑄造成形1鍛壓鍛壓XXXX2焊接焊接XXXX3注塑注塑XXXX4第3章 砂型鑄造3.1 3.1 砂型（芯）制造方法砂型（芯）制造方法3.2 3.2 粘土濕型粘土濕型3.3 砂型性能控制3.4 3.4 水玻璃砂型（芯）水玻璃砂型（芯）3.5 3.5 樹脂砂型（芯）樹脂砂型（芯）3.6 3.6 砂型烘干、合箱、澆注清理（自學）砂型烘干、合箱、澆注清理（自學）3.3 砂型性能控制l舉例：江鈴汽車鑄造二分廠

2、 2002、2003兩年，鑄造質量不穩定，鑄件廢品率有些月份達到30%，主要原因是2001年為了支援地方鑄造廠，從生產線上取走了80噸型砂，從此一闋不正。2003年BMD線型砂性能統計及廢品分析項目1月份2月份3月份4月份5月份6月份7月份8月份9月份10月份11月份12月份最大424342434444434343434243最小363835363738383838393838平均4040.339.940.140.840.84141.441.14140.740.8標準偏差1.331.161.261.461.111.151.140.90.98111.03最大3.23.253.23.153.052

3、.952.85332.852.92.9最小2.82.92.82.72.62.62.552.62.052.652.652.65平均33.132.92.92.82.72.82.82.82.82.8標準偏差0.070.070.080.10.10.070.060.090.110.50.050.05最大128130130125120116117115130127128128最小10810510410210510310290105112115118平均118.5114.9115.5114.6109.9107.6107.1106.4115.5118.4121.7123.8標準偏差4.616.815.714.

4、323.622.862.636.156.433.132.932.39最大210220220206200200200220220215220217最小117188180178180185182190190185195195平均198.9204.4199.6192.9191.6194.5191.8199.7200.4199.6206.1207.2標準偏差11.295.098.625.994.463.523.277.947.346.174.944.98最大434342424343424246434443最小353834353638373738363839平均40.140.838.637.839.33

5、9.938.739.440.439.441.240.7標準偏差1.861.321.541.081.331.181.041.262.271.361.221.17最大3.93.93.93.93.983.93.9443.93.93.9最小3.63.83.73.73.753.753.753.83.753.753.83.8平均3.883.883.83.83.83.83.83.93.93.83.883.88標準偏差0.050.020.050.050.040.030.030.050.050.040.030.02廢品率（%）日最大7.6432.2934.9320.6917.510.4712.131516.21

6、0.4421.733.8日最小0.854.516.435.113.151.282.114.151.476.13.8月平均68.262311.046.754.834.785.596.5512.410廢品率的前三位（%）第一氣孔2.0氣孔4.38砂孔10.86砂孔5.01砂孔3.3砂孔2.61漏箱1.51砂孔2.72垮砂4.3氣孔2.18砂孔8.05氣孔2.95第二砂孔1.77砂孔1.87氣孔6.1氣孔4.99氣孔2.4氣孔1.39損傷1.4氣孔1.18砂孔2.5漏箱2.09氣孔2.26砂孔4.71第三損傷0.55縮裂0.72漏箱0.55損傷0.5損傷0.4磨損0.27氣孔1.26磨損0.35氣孔

7、0.7損傷0.96垮砂0.78芯損0.713.3 砂型性能控制緊實率水分透氣性濕壓強度劈裂強度熱濕拉強度垮砂砂孔漏箱氣孔3.3 砂型性能控制3.3.1 水分、最適宜干濕程度和緊實率 （1）水分：表示型砂中所含水分的質量百分數； 測定方法：采用烘干法 （2）緊實率：濕型砂用1MPa的壓力或者在錘擊制樣機上打擊三次，其試樣體積在緊實前后的變化百分率。最適宜的緊實率手工造型：50高壓造型：3545擠壓造型：3540筒高筒高緊實距離緊實率100緊實率作為最適宜水分指標的依據：1、干砂自由流入到試樣筒中，砂粒堆積比較緊密（松散密度高），在相同的緊實力的作用下體積減小較少。型砂脆、韌性差、易產生沖砂、型砂

8、脆、韌性差、易產生沖砂、砂眼缺陷。砂眼缺陷。2、水分高的型砂流入到試樣筒中，流動性差，砂粒的堆積密度低，緊實后體積減少較大。澆注時產生大量氣體，易出現氣孔、脹砂、夾砂缺氣孔、脹砂、夾砂缺陷陷。3.3.1 水分、最適宜干濕程度和緊實率 （1）水分：表示型砂中所含水分的質量百分數； 測定方法：采用烘干法 （2）緊實率：濕型砂用1MPa的壓力或者在錘擊制樣機上打擊三次，其試樣體積在緊實前后的變化百分率。3.3.1 水分、最適宜干濕程度和緊實率 高緊實度造型高緊實度造型是指造型過程中是指造型過程中對鑄型表面單位面積施加的壓力大于對鑄型表面單位面積施加的壓力大于70 70 N/cm2 (7 kgf/cm

9、2), N/cm2 (7 kgf/cm2), 高密度鑄型的定高密度鑄型的定義為用義為用B B型硬度計測得硬度在型硬度計測得硬度在8585 以上以上，并且具有良好的一致性。，并且具有良好的一致性。 透氣性是指型砂能讓氣體通過而溢出的能力透氣性好透氣性好透氣性差透氣性差透氣性過高透氣性過高鑄件表面質量好，內部無氣孔鑄件表面出現脈紋，內部出現氣孔鑄件表面出現機械粘砂3.3.2 3.3.2 透氣性3.3.2 3.3.2 透氣性智能化智能化測量方法標準法：在水封鐘罩內吸入2000cm3空氣，造成10g/cm2的壓力條件，用秒表測出在該壓力下2000cm3空氣通過試樣流出的時間t，并記下氣壓計讀數（p）透

10、氣率透氣率 k=VH/Sptk=VH/Spt式中: V-通過式樣的空氣體積，2000cm3； p-試樣前壓力（mmH2O）； H-試樣高度； S-式樣截面積； t-2000cm3空氣通過式樣的時間。(1) (1) 原砂的顆粒特性：原砂的顆粒特性：3.3.2 3.3.2 透氣性3.3.3 濕態強度抗壓強度抗拉強度抗剪強度濕強度作用：滿足型砂搬運、起模、合箱，承受金屬液的沖擊濕強度作用：滿足型砂搬運、起模、合箱，承受金屬液的沖擊可能的缺陷：鑄型破損、塌落；鑄件砂眼、跑火、脹砂可能的缺陷：鑄型破損、塌落；鑄件砂眼、跑火、脹砂濕型造型時，型砂不經過烘干而具有的強度。l測量：用標準式樣在外力作用下遭到破壞時的應力值表示,MPa、KPa。l指標：濕態抗壓強度、抗拉強度、抗剪強度、劈裂強度3.3.3 濕態強度3.3.3 濕態強度l濕型砂的調勻點l比最高濕強度時的水分含量高或者緊實率在40%2%左右；l型砂水分測量非常重要，精度要求0.25%。多余的多余的1020%干什么用？3.3.4 熱濕拉強度l夾砂缺陷l熱濕拉強度l模擬金屬澆入鑄型后型砂的受熱模擬金屬澆入鑄型后型砂的受熱情況。濕型砂試樣情況。濕型砂試樣50mm50mm50mm50mm，加熱板溫度加熱板溫度3203201010，緊貼，緊貼20-20-30s30s，形成，形成5m