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砂型鑄造是一種以砂作為主要造型材料,制作鑄型的傳統(tǒng)鑄造工藝。砂型一般采用重力鑄造,有特殊要求時(shí)也可采用低壓鑄造、離心鑄造等工藝。砂型鑄造的適應(yīng)性很廣,小件、大件,簡(jiǎn)單件、復(fù)雜件,單件、大批量都可采用。砂型鑄造用的模具,以前多用木材制作,通稱木模。旭東精密鑄件廠為改變木模易變形、易損壞等弊病,除單件生產(chǎn)的砂型鑄件外,全部改為尺寸精度較高,并且使用壽命較長(zhǎng)的鋁合金模具或樹(shù)脂模具。雖然價(jià)格有所提高,但仍比金屬型鑄造用的模具便宜得多,在小批量及大件生產(chǎn)中,價(jià)格優(yōu)勢(shì)尤為突出。此外,砂型比金屬型耐火度更高,因而如銅合金和黑色金屬等熔點(diǎn)較高的材料也多采用這種工藝。但是,砂型鑄造也有一些不足之處:因?yàn)槊總€(gè)砂質(zhì)鑄型只能澆注一次,獲得鑄件后鑄型即損壞,必須重新造型,所以砂型鑄造的生產(chǎn)效率較低;又因?yàn)樯暗恼w性質(zhì)軟而多孔,所以砂型鑄造的鑄件尺寸精度較低,表面也較粗糙。不過(guò),精密鑄件廠集多年的技術(shù)積累,已大大改善了砂型鑄件的表面狀況,其拋丸后的效果可與金屬型鑄件媲美。郭樹(shù)言會(huì)長(zhǎng)表示,鑄造業(yè)與機(jī)械工業(yè)關(guān)系密切,機(jī)械工業(yè)的發(fā)展將直接帶動(dòng)鑄造業(yè)的發(fā)展。
鑄造鋁合金具有一些其他鑄件無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì),如美觀、質(zhì)量輕、耐腐蝕等優(yōu)勢(shì),使它廣受用戶的青睞,特別是在汽車輕量化以來(lái),鑄造鋁合金鑄件在汽車工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。
鑄造鋁合金的密度比鑄鐵和鑄鋼小,而比強(qiáng)度則較高。因此在承受同樣載荷條件下采用鋁合金鑄件,可以減輕結(jié)構(gòu)的重量,故在航空工業(yè)及動(dòng)力機(jī)械和運(yùn)輸機(jī)械制造中,鋁合金鑄件得到廣泛的應(yīng)用。鋁合金有良好的表面光澤,在大氣及淡水中具有良好的耐腐蝕性,故在民用器皿制造中,具有廣泛的用途。純鋁在x.酸及醋酸等氧化性酸類介質(zhì)中具有良好的耐蝕性,因而鋁鑄件在化學(xué)工業(yè)中也有一定的用途。純鋁及鋁合金有良好的導(dǎo)熱性能,放在化工生產(chǎn)中使用的熱交換裝置,以及動(dòng)力機(jī)械上要求具有良好導(dǎo)熱性能的零件,如內(nèi)燃機(jī)的汽缸蓋和活塞等,也適于用鋁合金來(lái)制造。砂型的導(dǎo)熱性差,金屬型的導(dǎo)熱性很好,砂型有退讓性,而金屬型沒(méi)有等。
制造型殼用的材料可分為兩種類型,一種是用來(lái)直接形成型殼的,如耐火材料、粘結(jié)劑等;另一類是為了獲得的型殼,簡(jiǎn)化操作、改善工藝用的材料,如熔劑、硬化劑、表面活性劑等。
耐火材料
熔模鑄造中所用的耐火材料主要為石英和剛玉,以及硅酸鋁耐火材料,如耐火粘土、鋁釩土、焦寶石等。有時(shí)也用鋯英石、鎂砂(MgO)等。[2]
粘結(jié)劑
在熔模鑄造中用得普遍的粘結(jié)劑是硅酸膠體溶液(簡(jiǎn)稱硅酸溶膠),如硅酸乙酯水解液、水玻璃和硅溶膠等。組成它們的物質(zhì)主要為硅酸(H2SiO3)和溶劑,有時(shí)也有穩(wěn)定劑,如硅溶膠中的NaOH。
硅酸乙酯水解液是硅酸乙酯經(jīng)水解后所得的硅酸溶膠模鑄造中用得早、普遍的粘結(jié)劑;水玻璃殼型易變形、開(kāi)裂,用它澆注的鑄件尺寸精度和表面光潔度都較差。但在我國(guó),當(dāng)生產(chǎn)精度要求較的碳素鋼鑄件和熔點(diǎn)較低的有色合金鑄件時(shí),水玻璃仍被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn);2熔煉——按一定的加料順序把原料加入爐內(nèi),將其熔化成化學(xué)成分均勻的合金。硅溶膠的穩(wěn)定性好,可長(zhǎng)期存放,制型殼時(shí)不需專門的硬化劑,但硅溶膠對(duì)熔模的潤(rùn)濕稍差,型殼硬化過(guò)程是一個(gè)干燥過(guò)程,需時(shí)較長(zhǎng)。