砂型铸造是一种以砂作为铸型材料,通过造型、合箱、浇注等工序生产铸件的传统铸造方法,具有成本低、适应性强等特点,广泛应用于各类金属零件的生产。那么,
广东铸造厂小编说一说关于工艺流程通常包括以下核心环节,每个步骤都需严格操作以保证铸件质量:

一、造型准备阶段
1. 图纸分析与模型制作
图纸分析:明确铸件的尺寸、形状、公差要求及技术规范(如表面粗糙度、力学性能),确定分型面、浇注系统(浇口、冒口)的位置。
模型制作:
模型材料:常用木材、金属(如铝合金)或塑料,尺寸需考虑铸件收缩率(铸铁约 1%,铸钢约 2%,铝合金约 1.2-1.5%)。
模型精度:表面粗糙度 Ra≤12.5μm,尺寸公差控制在 ±0.5mm 以内,复杂结构需拆分为多个部件以便造型。
2. 型砂配制
型砂组成:由原砂(石英砂为主)、粘结剂(黏土、树脂等)、附加物(煤粉、木屑)和水按比例混合。
性能要求:
透气性:确保浇注时气体排出,避免气孔;
强度:防止铸型坍塌,黏土砂湿态抗压强度≥0.15MPa;
耐火度:耐高温金属液冲刷,原砂 SiO₂含量≥90%;
退让性:铸件冷却时允许型砂收缩,减少应力开裂。
二、造型与制芯流程
1. 造型(砂型制造)
手工造型:适用于单件小批量生产,常用方法包括:
整模造型:模型为整体,分型面为平面,操作简单,铸件尺寸精度高;
分模造型:模型沿分型面分为两半,适用于形状复杂的铸件(如箱体);
活块造型:模型局部可拆分,用于凸起结构的脱模。
机器造型:适用于大批量生产,通过造型机完成填砂、紧实(震实、压实、射压)和起模,效率高,砂型紧实度均匀。
2. 砂芯制作(需形成内腔时)
芯盒制芯:芯盒材料与模型类似,通过填砂、紧实、脱模制成砂芯,需插入芯骨(铁丝或钢管)提高强度,大型砂芯需开设通气孔。
树脂砂制芯:采用呋喃树脂等粘结剂,常温或加热固化,砂芯尺寸精度高、强度大,适用于复杂内腔。
三、合箱与浇注准备
1. 砂型与砂芯装配(合箱)
下芯:将砂芯放入下砂型的芯座中,调整位置并固定,确保芯头与芯座配合紧密(间隙≤0.5mm),避免偏移导致铸件壁厚不均。
合箱:上砂型与下砂型按定位标记(如泥号、定位销)对准,压紧或锁紧,防止浇注时错箱,合箱间隙用泥条密封,避免金属液渗漏。
2. 金属熔炼
炉料准备:根据铸件材质(如铸铁、铸钢、铝合金)选择原料(原生金属、回炉料、合金元素),配比需符合化学成分要求。
熔炼设备:
铸铁:常用冲天炉(温度 1400-1450℃)或电炉;
铸钢:电弧炉或感应炉(温度 1550-1650℃);
铝合金:坩埚炉(温度 700-750℃),需加精炼剂除气、除渣。
熔体检测:熔炼过程中检测温度(误差≤±10℃)和化学成分(如铸铁的碳硅含量),合格后出炉。
四、浇注与冷却
1. 浇注操作
浇注温度:根据金属液流动性调整,如灰铸铁 1300-1350℃,铸钢 1550-1600℃,铝合金 700-730℃,温度过高易导致粘砂,过低易产生浇不足。
浇注速度:均匀缓慢注入,大型铸件需控制在 5-10kg/s,避免金属液飞溅卷气,浇口杯需保持充满状态,防止熔渣进入型腔。
2. 冷却凝固
自然冷却:铸件在砂型中缓慢冷却,冷却时间根据铸件厚度确定(如 100mm 厚铸铁件需冷却 24 小时),避免急冷产生裂纹。
开箱时间:待铸件温度降至 100-200℃时开箱,过早开箱会因温差大导致变形或开裂。
五、落砂与清理
1. 落砂
用振动落砂机或手工敲落砂型,分离铸件与型砂,落砂时需避免铸件碰撞损伤,残留型砂需清理干净。
2. 表面清理
切除浇冒口:用锯床、气割或液压剪去除浇口、冒口,残留量≤1-2mm,大型铸件需预热后切割以防开裂。
表面处理:
喷砂 / 抛丸:用石英砂或钢丸(压力 0.2-0.4MPa)去除氧化皮,表面粗糙度 Ra≤25μm;
滚筒清理:小型铸件放入滚筒,通过研磨剂摩擦去除毛刺。
六、后处理与质量检测
1. 热处理
根据材质和性能需求进行:
铸铁:退火消除应力,改善切削性能;
铸钢:正火或调质提高强度和韧性;
铝合金:固溶 + 时效强化力学性能。
2. 质量检测
尺寸检测:用卡尺、量规检查关键尺寸,公差符合图纸要求(如一般公差 ±0.5-1mm);
表面缺陷:目视或渗透检测(PT)检查裂纹、气孔、夹砂等,重要铸件需荧光探伤;
内部缺陷:超声波(UT)或 X 射线(RT)检测厚壁铸件的缩松、夹杂;
力学性能:取样进行拉伸、硬度测试,如灰铸铁抗拉强度≥200MPa,铸钢≥450MPa。
七、常见问题与工艺优化
浇不足 / 冷隔:提高浇注温度、增大浇口尺寸,改善型砂透气性;
砂眼 / 夹砂:型砂紧实度均匀,表面刷涂料(如石墨粉涂料)防止粘砂;
变形 / 裂纹:优化铸件结构(如增加圆角),控制冷却速度,必要时设防变形筋。