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这沙铸造过程可以追溯到将近5000年前的古埃及。尽管核心仍将沙子用作铸造金属的模具，但长期以来一直升级，并且仍然是金属铸造领域的主要技术。
沙铸件已完美地整合到现代制造中。世界上有60％以上的金属铸件是由IT生产的，尤其是当它以小批量或中型制成时，通常是最具成本效益的选择。您周围的许多金属物体，从汽车发动机外壳到复杂的艺术铸件，都是沙子铸造产品。
当然，它也有缺点零件的表面通常略微粗糙，尺寸的精度不如那些更昂贵的精确铸造方法好，但是对于许多具有强大适应性和成本优势的工业制造而言，它仍然是首选方法。接下来，我们将从基本的定义开始，查看其优势的位置以及其缺点是什么，以帮助您完全了解沙子铸造过程。
什么是沙子铸造？
沙子铸造的核心过程相对直接。首先，根据零件的形状制作一个腔，然后将沸腾的熔融金属倒入其中，然后等待冷却和凝固，然后您可以获得最终部分。
经过数百年的发展，沙铸件已成为金属铸造中最灵活，最广泛使用的方法之一。是否选择它取决于设计要求，成本注意事项，生产批次和工厂制造的可行性。它最有力的功能是其强大的设计自由，可以生产各种形状和复杂结构的一部分，尤其是具有内部渠道的大型工件和组件。
沙子铸造流行的主要原因：
- 成本效益：便宜！霉菌成本很低，沙子本身并不昂贵，整体过程经济也不错。
- 超高的灵活性：它可以符合小批量定制的生产，也适用于大型工业应用（例如汽车零件）。
- 高形状的兼容性：它可以处理简单的形状或精致，复杂的结构，甚至需要使内部空腔的部分。
- 广泛的材料通用性：它适用于各种金属材料。
如何以台阶完成砂光？
1。准备材料
沙是主要成分，需要与粘合剂混合以将沙粒固定在一起。有时会添加添加剂，例如粘土，煤粉或特殊化学物质，以使砂霉菌更强壮，更透气，更易于冷却后分解。
关键是选择正确的沙子：它必须能够承受熔融金属的高温，具有良好的透气性，可以使气体平稳排放，并易于去除铸件。例如，在铸造铝制零件时通常使用的铝砂铸造对沙子性能有特定的要求。
另外，这也是必要的：要倒入的熔融金属液体，最终铸造形状的模型以及制作砂霉菌的各种工具。
2。制作模型
首先，使用木材，塑料或金属制作最终铸造形状的型号。
通常通过分别按下上层和下部沙盒中的相应腔，将该模型压入混合砂中。上下沙箱结合在一起形成一个完整的腔，这是熔融金属最终将填充并形成铸件。
3。设计浇注系统
熔融金属需要一个特殊的通道才能流入模具腔，即浇注系统。铸件的质量由该系统的设计直接确定。良好的系统应简单，高效，降低熔融金属的湍流，并阻止炉渣和气体。
浇注系统主要包括以下部分：
| 成分 | 功能 | 关键点 |
| 门杯 | 倒入熔融金属的漏斗。 | 第一个入口。 |
| 泉水 | 熔融金属从浇注杯中垂直流动的通道。 | 通过重力流动。 |
| 跑步者 | 水平通道连接浇口和成分。 | 分发熔融金属，通常会阻止炉渣。 |
| 发育 | 熔融金属进入腔的最后入口。 | 控制流量和方向以防止闪光灯。 |
| 立管 | 储存过多的熔融金属。 | 当铸件冷却和收缩时，补充金属缺失。 |
4。放置核心
如果在铸件的中间需要一个空腔或孔，则必须在盒子关闭之前放置核心。芯也是由沙子制成的实心块，该块精确地放在模具中的保留位置。在倒入过程中，熔融金属将围绕芯填充空间。冷却和凝固后，将芯除去芯，并在铸件上形成所需的腔或孔。
5。倒金属和冷却
小心地将熔融金属从浇注杯中倒入，以填充整个腔和浇注系统。
熔融金属填充后，让它缓慢冷却并凝固成坚固的铸造。控制冷却速度很重要。太快或太慢可能会影响铸件的最终性能和维度准确性。冷却方法可以是自然冷却的，有时还需要风扇，水雾和其他辅助手段来控制它。
6。处理沙子和铸件
铸件完全冷却并变硬后，将沙子除去，沙盒被拆卸，并敲打沙子并摇动沙子，以使包裹在铸件上的沙子掉下来，然后将铸件取出。被删除的铸件将被发送清洁闪光灯，毛刺和随后的加工过程。
我们称之为旧沙子的大多数去除的沙子可以回收并重复使用。每次回收时，都会丢失一些沙子，这需要添加一些新的沙子以满足下一次铸造的要求。
哪些类型的沙子铸造过程是什么？
1。绿沙子铸造：
它是最受欢迎和传统的沙子铸造方法。它的简单沙子含有粘土和一点水。 “湿”用于沙子中的水含量，就像胶一样，可用于结合沙子和粘土，从而使制作模型易于制作。
这种方法的优点是，制作砂霉时很容易修改，取出模型也很方便，并且铸件的大小相对准确。
因为它是简单，灵活和经济的，所以特别是在需要批量生产，例如汽车零件和机器零件。这是我们公司铸造厂的基本过程。
2。干砂铸造：
实际上，这可以被视为湿沙铸造的升级版本。制作湿砂模后，不要立即倒入熔融金属，而是将其放入烤箱中以彻底干燥水。
干燥后，砂霉变得越来越坚固，内部差距较少。以这种方式制作的铸件具有光滑的表面，更精确的维度和更少的内部缺陷。随着额外的干燥过程，时间和成本比湿沙略高。
3。外壳铸造：
这是第二次世界大战期间德国人发明的一种方法，该方法特别适合大量生产具有光滑表面和精确尺寸的小部分。
所使用的沙子非常特别：它是非常细的二氧化硅砂，几乎没有粘土，然后与树脂胶混合，该树脂胶在加热时会变硬，通常是酚类树脂。
该方法也是唯一的：将混合沙子撒在金属霉菌板上。当沙子撞到热板时，表面上的树脂融化并粘在沙子上，形成了约6毫米厚的硬壳。需要再加热几分钟才能成为实心壳模。
该壳模非常薄且光滑，因此铸件的表面质量很好，尺寸是准确的，并且所使用的沙子量远低于湿沙。它非常适合制作精确的零件需要大量生产，例如汽车发动机的某些部分。
沙铸vs投资铸造：什么是核心差异？
1。不同的模具材料
两种方法之间的核心差异是模具的材料。投资铸造依赖于陶瓷材料制作模具。它是在蜡模型上，并且逐层涂上特殊的陶瓷泥浆以形成硬壳结构。
相反，沙子铸造使用砂作为主要材料，通常将二氧化硅砂与粘土或树脂混合形成。
2。设计能力比较
如果您的零件设计非常复杂，结构薄或细节，那么投资铸造的优点就显然更为明显。它利用蜡模特性轻松塑造各种细节。
虽然沙子铸造也可以产生许多复杂的形状，很难产生薄或细的结构，因为沙子很容易崩溃。
3。生产规模和成本
当涉及投资铸造与砂铸件的成本时，生产量是关键。沙铸造模具简单且低成本，特别适合大规模生产。当处理的零件数量较大时，单位价格非常实惠。
投资投掷模具是昂贵和耗时， 和更多的适合对于小批次运行。他们值得选择何时需要高精度和完成要求。以下是典型生产量下的成本比较（单位是每种产品的成本范围），数据基于行业平均水平：
| 生产量范围 | 投资铸造成本（每件） | 沙子铸造成本（每件） |
| 小批次（1-100件） | $ 50-100 | $ 10-30 |
| 中等批次（100-1000件） | $ 30-60 | $ 5-15 |
| 大批次（1000倍） | $ 50+（不太成本效益） | $ 2-8 |
4。成品产品质量和精确度
投资铸造具有它是 定优势的表面平滑度和尺寸控制。它将要 投掷零件更细细节和较少的维数错误。由于沙子本身的性质，沙子铸造将具有相对粗糙的表面和较差的尺寸精度。当您想要高精度，光滑的零件时投资铸造通常是首选。
沙子铸造中使用的主要原材料是什么？
1。沙：
天然沙子，特别是在这种情况下，是石英砂的使用，因为它可以承受高温金属熔化的热量，并且不会过多地形成。沙子可用于形成模具的身体，并作为易于塑造金属零件的骨骼。
2。粘合剂：
沙子本身太松了，因此需要添加诸如粘土或树脂之类的“胶水”以将其紧密地保持在一起。这阻止模具崩溃倒金属时。常见的粘合剂是膨润土或酚醛树脂，根据铸件的类型选择。
3。添加剂：
为了提高沙子的性能，通常会增加降低或减少粘附问题，煤粉，木屑或淀粉变得更容易。这些东西就像调味。添加它们后，砂表面更光滑，铸件出来时会更干净，并且降低了残留物的风险。
4。水：
用于混合沙子，粘合剂和添加剂，并调节湿度，以便将所有材料均匀粘合。只有在适当量的水中添加水时，模具才能具有足够的强度和空气渗透性，可以在倒入过程中排出热空气。
沙铸造设计应考虑哪些因素？
1。圆角治疗
铸件上的所有交叉点都不是尖锐的角落，必须设计为圆角过渡。这非常重要，因此铸件不容易收缩或裂纹，并且可以减少压力浓度引起的裂缝风险。
2。铸造系统设计
必须仔细设计铸造系统，包括浇注杯，直跑者，跨赛跑者和内门。它的核心功能是允许熔融铁或铝平滑流入整个霉菌腔，以避免溅出或倒入不足。
3。分开表面选择
模具的分离表面应尽可能地是平坦的水平表面。根据铸件的形状要求，该位置应尽可能低。这是为了简化霉菌的生产，易于降解和容易从铸件中清除毛刺。
4。预备加工津贴
如果以后要在车床或铣床上处理铸件，则必须在设计过程中施放一定的厚度，即加工津贴。这种厚度通常在1.5毫米至6毫米之间，具体取决于铸件的大小，复杂性，处理要求和铸造过程水平。
5。设置草稿角度
为了使铸造在冷却后从砂模中平稳去除，垂直于分节线的表面在模具上必须以一定的倾斜角设计，称为草稿角，通常3°至5°就足够了
6。最小壁厚极限
铸件的壁厚不能太薄，否则熔融金属可能不会平稳地流动以填充整个区域，并且很容易产生诸如冷闭合或倒入不足之类的缺陷。
对于轻巧的非金属铸件，例如砂铝，建议的最小壁厚通常不小于5 mm。对于诸如铸铁和铸钢等金属，必须至少6毫米。
7。经济批次考虑
沙子铸造过程可以产生广泛的铸造重量从理论上讲，从不到1公斤到20吨以上。为了实现经济可行性，由于制造，建模，冶炼和其他链接的固有成本，单个生产的金属进料量通常至少为300公斤，具有成本效益。在此下方，每件费用是 更大。
哪种类型的零件或产品适合沙子铸造？
1。医疗和能源设备
尽管需要高精度要求，但仍在大型或基本零件中使用沙子铸造，例如重的基础和支撑框架大型医疗成像设备（例如CT，MRI）。医院中央天然气供应系统的大阀和管道配件。能量场中涡轮机和蒸汽涡轮机的巨大炮弹和阀门。这些零件的大小通常很大，结构上很复杂。
2。工业设备和通用机械
这是沙子铸造的核心阶段，包括各种工业泵的住房，叶轮和终端盖。压缩机和鼓风机的气缸，气缸盖和曲轴。阀体和阀盖各种阀门。齿轮，滑轮和飞轮。几乎所有工厂都可以找到砂铸件。
3。农业机械
农业机械通常在恶劣的环境中起作用，需要强大耐用的零件。它是广泛的用于拖拉机变速箱外壳和后桥外壳。播种机和收割机的关键结构框架和耐磨性部分，以及大型泵外壳和灌溉系统的阀门。
4。其他字段
- 消费电子：重型外壳和一些高端音频设备的大散热器基地。
- 艺术与建筑：大型雕塑，用于恢复历史建筑的装饰组件，金属栏杆和公园的装饰零件。
- 教育：用于演示演示，金属基础和工程实验室长椅框架的大型机械模型。
概括
作为传统的过程，沙子铸造仍在广泛 在制造业。它最大的优势是高成本效益，强大的物质适应性和出色的设计自由。从汽车的核心部分到建筑物的支撑结构，许多人可以通过沙子铸造在经济上实现。在JS，这是我们最核心和成熟的过程之一。
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常见问题解答
1。沙子铸造的工作原理是什么？
将熔融金属倒入成型砂的空心模具腔中。熔融金属通过重力作用填充了腔。凝固和冷却后，砂霉破裂，并取出铸件。它适用于生产大型和中型的简单至中型金属零件。
2。如何制造砂霉？
将原型模型放在沙盒中，将模制砂填充在层中，然后将其压实。然后取出模型形成一个空腔，将上下沙箱组合在一起，然后打开浇注系统，最终形成可浇注的空心沙模。整个过程依赖于沙子的手动或机械压实。
3。为什么可以使用沙模铸造金属？
砂铸造使用难治砂形成一个空心腔，该空心腔具有高温抗性（> 1600℃），并能够承受熔融的金属侵蚀。沙子被粘合剂结合在一起以进行形状维护，熔融金属是将重力倒入腔中。冷却后，砂霉可能会破碎并去除以完成金属形成。
4。什么是分隔表面？
隔离表面是指将沙盒分为上下的接触表面，或者是在沙子铸造中的上下或多个部分。它通常沿模型的最大横截面设置，以促进模型从腔体中平稳地去除，同时确保形成铸件后在该位置形成可见的分隔线或毛刺。
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