砂型鑄造的工藝週期由六個主要階段組成,下面將對其進行說明。
- 模具製造– 砂型鑄造過程的第一步是為鑄件製作模具。在消耗性模具工藝中,必須為每個鑄件執行此步驟。砂模是通過將沙子裝入模具的每一半而形成的。沙子包裹在模型周圍,這是鑄件外部形狀的複製品。移除設計後,將保留將形成鑄件的型腔。模型無法包含的鑄件內部特徵是在啟動模具之前由砂製成的單獨芯創建的。
關於模具製造的更多細節將在下一節中描述。模具製作時間包括定位模型、包裝沙子和去除印刷品。制模時間受製件尺寸、型芯數量和砂型類型的影響。如果模具類型需要加熱或烘烤時間,則模具製作時間大大增加。此外,通常對模具型腔表面進行潤滑以促進鑄件的取出。潤滑劑的使用還可以改善金屬流動並可以改善鑄件的表面光潔度。使用的油是根據砂子和熔融金屬溫度選擇的。 - 夾緊– 模具製作完成後,必須為澆注熔融金屬做好準備。首先潤滑型腔表面,以利於鑄件的取出。然後,定位型芯,將半模合上並牢固地夾緊在一起。半模必須保持牢固關閉,以防止任何材料損失。
- 澆注– 熔融金屬在熔爐中保持在設定溫度。模具合模後,可將熔融金屬從爐子中的盛放容器中取出並倒入模具中。澆注可以手動進行,也可以通過自動機器進行。必須衝出足夠的熔融金屬以填充整個型腔和模具中的所有通道。填充時間簡潔,防止金屬的任何一個部位過早凝固。
- 冷卻——倒入模具的熔融金屬一旦進入型腔就會開始冷卻和凝固。當整個型腔被填滿,熔融金屬凝固時,鑄件的最終形狀就形成了。直到冷卻時間結束才能打開模具。所需的冷卻時間可以根據鑄件的壁厚和金屬溫度來估計。大多數可能發生的缺陷都是凝固過程的結果。如果一些熔融金屬冷卻得太快,它們可能會出現收縮、裂紋或不完整的部分。可以在設計零件和模具時採取預防措施,並將在後面的部分中進行探討。
- 移除– 經過預定的凝固時間後,可以打破砂模並移除鑄件。這一步有時稱為落砂,通常由振動機執行,該振動機將砂子搖晃並從砂箱中澆鑄出來。一旦移除,鑄件表面可能會附著一些沙子和氧化層。噴丸有時用於去除任何殘留的沙子,尤其是從內表面去除,並降低表面粗糙度。
- 修整– 在冷卻過程中,模具中通道中的材料會凝固並附著在零件上。這些多餘的材料必須通過切割或鋸切或使用修邊壓力機從鑄件中手動修整。修整額外材料所需的時間可以從鑄件的封套尺寸估算。更廣泛的鑄造將需要更長的切割時間。這種修整產生的廢料要么被丟棄,要么在砂型鑄造過程中重新使用。然而,在與非回收金屬結合併重新使用之前,可能需要將廢料重新處理為適當的化學成分。