流態(tài)化自硬砂型法基本原料

砂型制造砂型的基本原材料是鑄造砂和型砂粘結(jié)劑。最常用的鑄造砂是硅質(zhì)砂。硅砂的高溫性能不能滿足使用要求時(shí)則使用鋯英砂、鉻鐵礦砂、剛玉砂等特種砂。為使制成的砂型和型芯具有一定的強(qiáng)度，在搬運(yùn)、合型及澆注液態(tài)金屬時(shí)不致變形或損壞，一般要在鑄造中加入型砂粘結(jié)劑，將松散的砂粒粘結(jié)起來成為型砂。應(yīng)用最廣的型砂粘結(jié)劑是粘土，也可采用各種干性油或半干性油、水溶性硅酸鹽或磷酸鹽和各種合成樹脂作型砂粘結(jié)劑。砂型鑄造中所用的外砂型按型砂所用的粘結(jié)劑及其建立強(qiáng)度的方式不同分為粘土濕砂型、粘土干砂型和化學(xué)硬化砂型3種。20世紀(jì)初鑄造業(yè)開始采用輾輪式混砂機(jī)混砂，使粘土濕型砂的質(zhì)量大為改善。新型大功率混砂機(jī)可使混砂工作達(dá)到高效率、高質(zhì)量。以震實(shí)為主的震擊壓實(shí)式造型機(jī)的出現(xiàn)，又顯著提高了鑄型的緊實(shí)度和均勻性。隨著對鑄件尺寸精度和表面質(zhì)量要求的提高，又出現(xiàn)了以壓實(shí)為主的高壓造型機(jī)。用高壓造型機(jī)制造粘土濕砂型，不但可使鑄件尺寸精度提高，表面質(zhì)量改善，而且使緊實(shí)鑄型的動作簡化、周期縮短，使造型、合型全工序?qū)崿F(xiàn)高速化和自動化。氣體沖擊加壓的新型造型機(jī)，利用粘土漿的觸變性,可由瞬時(shí)施以0.5兆帕的壓力而得到非常緊密的鑄型。這些進(jìn)展是粘土濕砂型鑄造能適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)要求的重要條件。因而這種傳統(tǒng)的工藝方法一直被用來生產(chǎn)大量優(yōu)質(zhì)鑄件。

硬砂型法鑄幣化學(xué)硬化砂型這種砂型所用的型砂稱為化學(xué)硬化砂。其粘結(jié)劑一般都是在硬化劑作用下能發(fā)生分子聚合進(jìn)而成為立體結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，常用的有各種合成樹脂和水玻璃?；瘜W(xué)硬化基本上有3種方式。

①自硬:粘結(jié)劑和硬化劑都在混砂時(shí)加入。制成砂型或型芯后，粘結(jié)劑在硬化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)而導(dǎo)致砂型或型芯自行硬化。自硬法主要用于造型，但也用于制造較大的型芯或生產(chǎn)批量不大的型芯。

②氣霧硬化:混砂時(shí)加入粘結(jié)劑和其他輔加物，先不加硬化劑。造型或制芯后，吹入氣態(tài)硬化劑或吹入在氣態(tài)載體中霧化了的液態(tài)硬化劑，使其彌散于砂型或型芯中，導(dǎo)致砂型硬化。氣霧硬化法主要用于制芯，有時(shí)也用于制造小型砂型。

③加熱硬化:混砂時(shí)加入粘結(jié)劑和常溫下不起作用的潛硬化劑。制成砂型或型芯后，將其加熱，這時(shí)潛硬化劑和粘結(jié)劑中的某些成分發(fā)生反應(yīng)，生成能使粘結(jié)劑硬化的有效硬化劑，從而使砂型或型芯硬化。加熱硬化法除用于制造小型薄殼砂型外，主要用于制芯。

化學(xué)硬化砂型鑄造工藝的特點(diǎn)是:①化學(xué)硬化砂型的強(qiáng)度比粘土砂型高得多，而且制成砂型后在硬化到具有相當(dāng)高的強(qiáng)度后脫膜，不需要修型。因而，鑄型能較準(zhǔn)確地反映模樣的尺寸和輪廓形狀，在以后的工藝過程中也不易變形。制得的鑄件尺寸精度較高。②由于所用粘結(jié)劑和硬化劑的粘度都不高，很易與砂粒混勻，混砂設(shè)備結(jié)構(gòu)輕巧、功率小而生產(chǎn)率高，砂處理工作部分可簡化。③混好的型砂在硬化之前有很好的流動性，造型時(shí)型砂很易舂實(shí)，因而不需要龐大而復(fù)雜的造型機(jī)。④用化學(xué)硬化砂造型時(shí),可根據(jù)生產(chǎn)要求選用模樣材料,如木、塑料和金屬。⑤化學(xué)硬化砂中粘結(jié)劑的含量比粘土砂低得多,其中又不存在粉末狀輔料,如采用粒度相同的原砂，砂粒之間的間隙要比粘土砂大得多。為避免鑄造時(shí)金屬滲入砂粒之間，砂型或型芯表面應(yīng)涂以質(zhì)量優(yōu)良的涂料。⑥用水玻璃作粘結(jié)劑的化學(xué)硬化砂成本低、使用中工作環(huán)境無氣味。但這種鑄型澆注金屬以后型砂不易潰散;用過的舊砂不能直接回收使用，須經(jīng)再生處理，而水玻璃砂的再生又比較困難。⑦用樹脂作粘結(jié)劑的化學(xué)硬化砂成本較高,但澆注以后鑄件易于和型砂分離,鑄件清理的工作量減少，而且用過的大部分砂子可再生回收使用。型芯為了保證鑄件的質(zhì)量，砂型鑄造中所用的型芯一般為干態(tài)型芯。根據(jù)型芯所用的粘結(jié)劑不同，型芯分為粘土砂芯、油砂芯和樹脂砂芯幾種。