為了保證鑄件的質量,砂型鑄造中所用的型芯一般為干態型芯。根據型芯所用的粘結劑不同,型芯分為粘土砂芯、油砂芯和樹脂砂芯幾種。
粘土砂芯
用粘土砂制造的簡單的型芯。
油砂芯
用干性油或半干性油作粘結劑的芯砂所制作的型芯,應用較廣。油類的粘度低,混好的芯砂流動性好,制芯時很易緊實。但剛制成的型芯強度很低,一般都要用仿形的托芯板承接,然后在200~300℃的烘爐內烘數小時,借空氣將油氧化而使其硬化。這種造芯方法的缺點是:型芯在脫模、搬運及烘烤過程中容易變形,導致鑄件尺寸精度降低;熔模鑄造方法的另一優點是,它可以鑄造各種合金的復雜的鑄件,特別可以鑄造高溫合金鑄件。烘烤時間長,耗能多。
金屬型鑄造的生產;使鑄件產生缺陷的原因減少;工序簡單,易實現機械化和自動化。金屬型鑄造雖有很多優點,但也有不足之處。如:
(1) 金屬型制造成本高;
(2) 金屬型不透氣,而且無退讓性,易造成鑄件澆不足、開裂或鑄鐵件白口等缺陷;
(3) 金屬型鑄造時,鑄型的工作溫度、合金的澆注溫度和澆注速度,鑄件在鑄型中停留的時間,以及所用的涂料等,對鑄件的質量的影響甚為敏感,需要嚴格控制。
因此,在決定采用金屬型鑄造時,必須綜合考慮下列各因素:鑄件形狀和重量大小必須合適;要有足夠的批量;完成生產任務的期限許可。
金屬型的涂料
在金屬型鑄造過程中,常需在金屬型的工作表面噴刷涂料。涂料的作用是:調節鑄件的冷卻速度;保護金屬型,防止高溫金屬液對型壁的沖蝕和熱擊;利用涂料層蓄氣排氣。
根據不同合金,涂料可能有多種配方,涂料基本由三類物質組成:1.粉狀耐火材料(如氧化鋅,滑石粉,鋯砂粉、硅藻土粉等);2.粘結劑(常用水玻璃,糖漿或紙漿廢液等);3.溶劑(水)。具體配方可參考有關手冊。
涂料應符合下列技術要求:要有一定粘度,便于噴涂,在金屬型表面上能形成均勻的薄層;涂料干后不發生龜裂或脫落,且易于清除;具有高的耐火度;高溫時不會產生大量氣體;不與合金發生化學反應(特殊要求者除外)等。
金屬型材料選擇
從金屬型的破壞原因分析可以看到,制造金屬型的材料,應滿足下列要求:耐熱性和導熱性好,反復受熱時不變形,不破壞;應具有一定的強度、韌性及耐磨性,機械加工性好。
鑄鐵是金屬型的材料。其加工性能好,價廉,一般工廠均能自制,并且它又耐熱、耐磨,是一種較合適的金屬型材料。只是在要求高時,才使用碳鋼和低合金鋼。
采用鋁合金制造金屬型,在國外已引起注意,鋁型表面可進行陽極氧化處理,而獲得一層由Al2O3及Al2O3·H2O組成的氧化膜,其熔點和硬度都較高,而且耐熱、耐磨。據報導這種鋁金屬型,如采用水冷措施,它不僅可鑄造鋁件和銅件,同樣也可用來澆注黑色金屬鑄件。透雕紋飾繁復多變,外形華麗而莊重,反映出春秋中期我國的失蠟法已經比較成熟。