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砂模铸造工艺--砂型铸造砂铸
来源: 深圳市美域同润实业有限公司 时间:2023-10-16

砂型铸造是最常见的金属铸造工艺之一,其模具由两半组成。砂型铸造 中,熔融金属通过重力或力倒入一次性砂型型腔中,凝固形成型腔形状零件。通过此过程形成的 3D 物体也称为铸造。最常见的砂铸件包括发动机缸体和气缸盖。它是使用最广泛的金属铸造制造工艺,占铸件总重量的很大一部分。

01铸造工艺


铸造工艺

在砂型铸造过程中,材料被加热到正确的温度以熔化,有时会进行处理以改变化学成分,以获得所需的材料性能。然后将熔融金属倒入具有所需形状型腔的模具中冷却凝固。

为了以尽可能低的成本生产出最优质的砂型铸件,设计人员必须仔细考虑多种工艺要求并了解砂型铸造的局限性。砂型铸造有8 个关键要素,即拔模角、分型线、底切和型芯、横截面、壁厚、拐角和角度、连接设计和铸造余量,需要考虑以避免机械工程师在砂型铸造过程中面临的常见陷阱。

只有当缺陷或缺点影响零件的功能时,它才会成为问题。因此选择合适的制造工艺对于满足零件的功能要求至关重要。


砂型 铸造是最通用的制造方法,使工程师可以自由地用无限数量的金属和合金设计复杂的零件。

·       超过 70% 的金属铸件是通过此工艺生产的

·       砂型铸造可以生产各种尺寸,从小型雕像到重量超过 100 吨的零件

·       非常复杂的零件可以轻松地一体生产

·       尺寸精度低

·       表面光洁度差

·       适应性强,可应对大批量生产


砂型铸造工艺是如何进行的?

浇注系统的要素


02金属铸造浇注系统

金属铸造浇注系统

砂型铸造是最常见的金属铸造工艺之一,其模具由两半组成。烧瓶箱内装有两半部分,上半部分称为上半部分,下半部分称为下部分。下图显示烧瓶被分成两半。将两半分开的线称为分型线。


以下是砂型铸造周期的七个主要步骤


03砂型铸造过程步骤


砂型铸造步骤


1.     制模步骤,其中由合适的材料制成待铸造物体的复制品。模型通常尺寸过大,以允许金属在冷却阶段收缩

2.     在 制模步骤中,通过将砂填充到模型周围的模具中来形成砂模。砂型分为两半,上半部分称为“上”,下半部分称为“下”。当模型从型腔中取出时,它会形成用于浇注熔融金属的残留物。模具还会有其他特征,如主流道、流道、浇口、浇注杯、冒口等,这些将在后面详细讨论。

3.     夹紧步骤涉及两个半模(Cope 和 Drag),牢固地夹紧在一起,准备浇注金属。

4.     浇注熔融金属保持在设定温度。熔融金属快速注入以避免过早凝固

5.     浇注的熔融金属一旦进入型腔就会开始 冷却并凝固。大多数可能的砂型铸造缺陷都是在这个凝固阶段引入的

6.     一旦冷却期结束,模具就可以被 摇出/折断并铸造

7.     修边涉及清理和去除与主要部件连接的部分,如流道、浇道等


砂型铸造的优点和缺点

要了解任何制造工艺,首先,不仅必须仔细考虑其优点,而且尤其要考虑其潜在的局限性和工艺困难。


04砂型铸造的优点和缺点


砂型铸造的优点和缺点

优点

·       设计灵活性—— 零件的尺寸和重量范围可以从几毫米和克到几米和许多吨。铸件的尺寸和重量仅受熔融金属处理和供应所施加的限制。因此可以生产大型零件。

·       高复杂性形状—— 没有任何其他工艺能够像铸造一样提供塑造复杂特征的可能性,从而生产出近净形部件。

·       更广泛的材料选择—— 几乎所有工程合金只要能熔化就可以铸造。

·       低成本模具—— 与其他金属制造工艺相比,模具和设备成本较低。因此使其成为实现近净形部件最便宜的方法之一

·       交货时间短—— 与其他交货时间相比,交货时间短是短批量生产的理想选择。

·       减少浪费——废金属可以回收利用


缺点

·       材料强度低——与机加工零件相比,由于孔隙率高,零件的材料强度低。

·       尺寸精度低—— 收缩和表面光洁度尺寸精度很差。

·       表面光洁度差—— 由于内部砂模壁表面纹理。

·       不可避免的缺陷—— 与任何其他冶金工艺一样,缺陷或质量变化(例如收缩、孔隙率、浇注金属缺陷、表面缺陷)是不可避免的。砂型铸件的孔隙率高于其他铸造工艺(例如压铸和熔模铸造)。

·       后处理—— 如果需要更严格的公差来与其他配合部件连接,通常需要进行二次加工操作。与模具和材料成本相比,加工成本较高

·       更高的风险——对人类的安全危害和环境问题

·       生产问题——去除薄小部件的图案具有挑战性



【译自:https://engineeringproductdesign.com/knowledge-base/sand-casting/


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