1.砂芯的作用
(1)形成铸件的内腔及孔 对于一些形状较复杂的内腔,必须用砂芯来形成,这是砂芯一个极其重要的作用。
(2)形成铸件的外形 对于外部形状较为复杂的铸件,凸台、凸块较多,妨碍起模且不宜拆活,以及具有复杂的曲面形状,外模制作困难,常用砂芯来形成铸件的外部形状。
(3)加强局部砂型的强度 在浇注大、中型铸件时,直浇道一般都很高,金属液冲刷力很大,而且对同一地方冲刷的时间也较长,这些地方的砂型往往因强度不够而被冲垮。因此,为了保证铸件质量,防止产生冲砂等缺陷,常在受冲刷力较强的地方嵌入高强度的砂芯块。
2.对砂芯的要求
(1)低的吸湿性和发气量 砂芯吸湿返潮,将会降低砂芯的强度,同时增加砂芯的发气量,使铸件产生气孔等缺陷。为了减少气体的产生,就要求砂芯具有低的吸湿性和发气量。
(2)良好的透气性 在铸件浇注过程中,砂型和砂芯温度会急剧升高,水分迅速蒸发,有机物燃烧、分解、挥发,无机物发生化学反应,这些都会产生大量的气体。这些气体若不能顺利地排出,就必然要侵入金属液内部使铸件产生气孔。因此,要求砂芯具有良好的透气性。
(3)良好的韧性 铸件在冷却过程中,将产生较大的应力,若砂芯韧性不好,则铸件有可能产生变形,甚至产生裂纹等缺陷。
(4)高的耐火度 在浇注过程中,砂芯长时间地被高温金属液灼烤,容易使铸件表面产生粘砂现象。因此,要求砂芯具有较高的耐火度,避免铸件产生粘砂等缺陷。
(5)好的落砂性 好的落砂性会减少清理工作量,同时也会提高铸件表面质量。
(6)高的尺寸精度 砂芯主要用于形成铸件的内腔及孔,而这些地方一般都不再进行机械加工,因此,要求砂芯具有高的尺寸精度。
(7)好的稳定性和平衡性 只有具备好的稳定性和平衡性,才能保证砂芯在吊运、下芯时容易操作,稳定可靠。
3.芯砂的选用
为了满足砂芯的各项性能要求,砂芯应选用二氧化硅含量较高、粒度分布集中、角形系数较小的新砂制作。(www.daowen.com)
粘结剂,应根据砂芯的复杂程度来选择。对形状较复杂的砂芯,可选用干强度较高、落砂性较好的植物油作粘结剂,但成本高。目前常采用合脂及合成树脂来代替植物油,作为芯砂的粘结剂。由于它们的来源丰富,成本较低,性能良好,因此应用越来越广泛。对于简单的砂芯,可用粘土作粘结剂。
水玻璃粘结剂硬化快,强度高,常作为铸钢件砂芯的粘结剂。
4.砂芯的分类
(1)按制造方法分类 按制造方法的不同,砂芯可分为手工制芯和机器制芯两种。对于生产数量少、形状复杂、尺寸较大且为非长期定型的产品,采用手工制芯;对于形状简单、尺寸较小又是长期定型的产品,则采用机器制芯。
(2)按尺寸分类 按尺寸大小,砂芯可分为小型、中型和大型三类。
(3)按制造材料分类 按制造材料的不同,砂芯可分为普通粘结剂砂芯和特殊粘结剂砂芯。普通粘结剂砂芯应用广泛,适应性强,可用作形状简单的各种尺寸的砂芯;形状较复杂,又有某些特殊要求时,则要采用特殊粘结剂砂芯。
(4)按砂芯复杂程度分类
1)一级砂芯:外形复杂,断面细薄,同金属液接触的表面积大,或者在重要铸件中用于形成细长窄小不加工内腔的砂芯,都属于一级砂芯。这类砂芯一般采用植物油、树脂作粘结剂。
2)二级砂芯:除砂芯主体外,还具有非常细小的凸缘、棱角或者横堤,同金属液接触面积较大,在重要铸件中用于形成完全或部分不加工内腔的砂芯,都属于二级砂芯。这类砂芯的芯头较一级砂芯要大一些,干强度可稍低一点,在配制芯砂时可加一些粘土,但主要采用特殊粘结剂的芯砂。
3)三级砂芯:复杂程度一般,没有非常细薄的断面,用于形成铸件加工内腔的砂芯属于三级砂芯。此类砂芯在配制芯砂时,可用粘土作粘结剂,或者部分用沥青、松香、水玻璃等作粘结剂。要求其在烘干前有较高的湿强度支持自身重量,烘干后具有较高的表面干强度。
4)四级砂芯:外形不复杂,对砂芯所构成的内腔无特殊要求,常见的砂芯都属于这一类。四级砂芯所用的粘结剂主要是粘土。
5)五级砂芯:此类砂芯多用来形成大型铸件的内腔,要求具有高的干强度、好的韧性、良好的透气性等。在制作这类砂芯时,常在砂芯中间部分放一些砖头、焦炭块等,以改善其透气性。
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