液态金属铸造成形（第3章）第4讲 砂型性能

1、材料科学与工程学院 华中科技大学,HUAZHONG UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY,1,授课教师：董选普教授 刘鑫旺博士,教学内容,液态金属铸造成形,1,锻压XXXX,2,焊接XXXX,3,注塑XXXX,4,第3章 砂型铸造,3.1 砂型（芯）制造方法 3.2 粘土湿型 3.3 砂型性能控制 3.4 水玻璃砂型（芯） 3.5 树脂砂型（芯） 3.6 砂型烘干、合箱、浇注清理（自学）,3.3 砂型性能控制,举例：江铃汽车铸造二分厂 2002、2003两年，铸造质量不稳定，铸件废品率有些月份达到30%，主要原因是2001年为了支援地方铸造厂，从生产线上取走了8

2、0吨型砂，从此一阕不正。,3.3 砂型性能控制,垮砂,砂孔,漏箱,气孔,3.3 砂型性能控制,3.3.1 水分、最适宜干湿程度和紧实率,（1）水分：表示型砂中所含水分的质量百分数； 测定方法：采用烘干法 （2）紧实率：湿型砂用1MPa的压力或者在锤击制样机上打击三次，其试样体积在紧实前后的变化百分率。,最适宜的紧实率 手工造型：50 高压造型：3545 挤压造型：3540,紧实率作为最适宜水分指标的依据： 1、干砂自由流入到试样筒中，砂粒堆积比较紧密（松散密度高），在相同的紧实力的作用下体积减小较少。型砂脆、韧性差、易产生冲砂、砂眼缺陷。 2、水分高的型砂流入到试样筒中，流动性差，砂粒的堆积密

3、度低，紧实后体积减少较大。浇注时产生大量气体，易出现气孔、胀砂、夹砂缺陷。,3.3.1 水分、最适宜干湿程度和紧实率,（1）水分：表示型砂中所含水分的质量百分数； 测定方法：采用烘干法 （2）紧实率：湿型砂用1MPa的压力或者在锤击制样机上打击三次，其试样体积在紧实前后的变化百分率。,3.3.1 水分、最适宜干湿程度和紧实率,高紧实度造型是指造型过程中对铸型表面单位面积施加的压力大于70 N/cm2 (7 kgf/cm2), 高密度铸型的定义为用B型硬度计测得硬度在85 以上，并且具有良好的一致性。,透气性是指型砂能让气体通过而溢出的能力,透气性好,透气性差,透气性过高,铸件表面质量好，内部无

4、气孔,铸件表面出现脉纹，内部出现气孔,铸件表面出现机械粘砂,3.3.2 透气性,3.3.2 透气性,智能化,测量方法 标准法：在水封钟罩内吸入2000cm3空气，造成10g/cm2的压力条件，用秒表测出在该压力下2000cm3空气通过试样流出的时间t，并记下气压计读数（p） 透气率 k=VH/Spt 式中: V-通过式样的空气体积，2000cm3； p-试样前压力（mmH2O）； H-试样高度； S-式样截面积； t-2000cm3空气通过式样的时间。,(1) 原砂的颗粒特性：,3.3.2 透气性,3.3.3 湿态强度,抗压强度,抗拉强度,抗剪强度,湿强度作用：满足型砂搬运、起模、合箱，承受金

5、属液的冲击,可能的缺陷：铸型破损、塌落；铸件砂眼、跑火、胀砂,湿型造型时，型砂不经过烘干而具有的强度。,测量：用标准式样在外力作用下遭到破坏时的应力值表示,MPa、KPa。 指标：湿态抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、劈裂强度,3.3.3 湿态强度,3.3.3 湿态强度,湿型砂的调匀点 比最高湿强度时的水分含量高1020%，或者紧实率在40%2%左右； 型砂水分测量非常重要，精度要求0.25%。,多余的1020%干什么用？,3.3.4 热湿拉强度,夹砂缺陷 热湿拉强度 模拟金属浇入铸型后型砂的受热情况。湿型砂试样50mm50mm，加热板温度32010，紧贴20-30s，形成5mm左右的干砂层及水分凝聚区，测定热湿拉强度。,形成机理,本 节 总 结,黏土湿型砂的综合性能 合适的紧实率：合理的水分 合适的透气性：降低铸件气孔率