壳型铸造-百度百科整理——模具行业从业者必备知识手册

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<p>壳型铸造法由德国汉堡一家铸造厂在1941年开发成功，该厂将原来使用液体树脂和型砂的混合物，改用<strong>粉末状树脂和型砂混合物</strong>，并采用传统填砂方法，总结出壳型铸造法，获得了成功。</p>

<p>传统铸造方法工艺复杂，铸件尺寸精度差。而壳型铸造这种新的方法能使铸件表面更加光洁，尺寸更加准确，减少或不需要机械加工，可缩短生产周期，节约金属材料，降低成本；而且铸模可用自动机械制成，不需要熟练工；尤其适用于各种金属中小型铸件的成批和大量生产。</p>

<p>用强度很高的<strong>热固性材料</strong>硅砂或锆砂与树脂的混合料形成<strong>薄壳铸型</strong>并进行浇注而获得铸件的铸造方法，称为壳型铸造。</p>

<h4>制壳过程：</h4>
<ol>
<li>将预热过 (约 <strong>280～320℃</strong>) 的金属模板，扣在装有树脂型砂的翻斗上；</li>
<li>翻转翻斗使树脂砂落在模板上。树脂遇热即熔化，并粘结砂子，形成一层薄壳；</li>
<li>将翻斗复位，使未熔结的树脂砂落下；</li>
<li>将带有壳型的模板加热，使薄壳硬化后即可起壳；</li>
<li>一般分两次结壳：第一层是表面层，可使铸件光洁；第二层是加固层，为增强型壳的强度。每次结壳后均需加热硬化。</li>
</ol>

<p>通常一个铸型是由两半个壳型拼合而成，用夹子夹紧或用树脂粘合。壳型装配好即可浇注。有些铸件如钻头，可做成整体的壳型。</p>

<h4>1. 壳型填钢丸工艺</h4>

<p>壳型填钢丸工艺是将制好的壳型放入桶中，在桶的四周填充钢丸以加固壳型，然后浇注铁液的一种铸造方法。</p>

<p><strong>特点</strong>：铸件是靠钢丸来冷却的，冷却速度较快，透气性好，钢丸回收性好，设备投资小，模具消耗慢，模具更改容易。</p>

<h4>2. 覆砂铁型铸造（壳型铸造演变）</h4>

<p>覆砂铁型铸造是在金属型（称为铁型）内腔覆上一薄层型砂而形成铸型的一种铸造工艺，是由金属型铸造和壳型铸造演变而来，因而兼有金属型铸造和壳型铸造的优点，克服了金属型铸件易产生白口组织的缺陷。</p>

<p>德国、前苏联等国于20世纪60年代前后开始把覆砂铁型铸造应用于铸造生产，主要用于生产球铁曲轴、刹车毂、刹车盘、缸套、炸弹壳、坦克履带和电机底座等30余种铸件。</p>

<p>我国对覆砂铁型铸造的应用性研究始于20世纪70年代初，至1979年，浙江省机电设计研究院和永康拖拉机厂等单位合作，首次将该工艺用于S195曲轴铸件的批量铸造生产，并在生产六缸曲轴中获得了成功。</p>

<p><strong>工艺特点</strong>：可以利用覆砂层厚度和铁型厚度的变化，既可以达到引出铸造热节、造成顺序凝固状态、集中补缩的目的；也可以形成同时凝固条件，利用球铁石墨化膨胀、铁型刚度高的特点，充分利用球铁石墨化膨胀而使铸件产生自补缩，实现无冒口铸造。</p>

<p>因此，覆砂铁型铸造的关键是：应根据不同的铸件壁厚来选择合适的铁型厚度和覆砂层厚度，以得到所需的冷却速度。</p>

<p>目前，全国已有近百家企业应用了铁型覆砂铸造工艺生产球铁曲轴、凸轮轴、平衡轴、耐压阀体、缸套，耐磨齿盘等30余种铸件。</p>

<h4>1. 对模具质量要求高</h4>

<p>壳厚对保证铸件材质均匀性很重要，因此对模具结构和模具制造精度要求很高。对于无砂箱不填钢丸工艺，由于壳型要承受高温铁液的作用，因此壳型壳厚应较厚一些。</p>

<h4>2. 覆膜砂质量要求高</h4>

<p>壳型铸造对壳型砂质量要求高：</p>
<ul>
<li>要求壳型砂具有较高的热强度，在搬运过程中型壳不易损坏，因此要求有较高的常温强度；</li>
<li>同时从预防气孔方面，要求其发气量低；</li>
<li>对粒度也有较高要求，在 <strong>15H～21H</strong> 之间较适宜，太细透气性差，太粗易粘砂；</li>
<li>对于曲轴和凸轮轴等长杆状零件，为预防弯曲变形和保证铸件尺寸精度，要求壳型砂的热膨胀率低。</li>
</ul>

<h4>3. 制型工艺参数要求严格</h4>

<p>制型工艺参数对保证壳型和铸件质量非常重要，主要有射砂压力及时间、模具温度、硬化时间等：</p>

<p>（1）<strong>射砂压力及时间</strong>：适宜的射砂压力及时间是保证获得轮廓清晰、光洁、坚固壳型的重要因素。射砂压力过低，时间过短，易产生吹不紧现象，但压力过高，时间太长，型壳易产生裂纹，浇注时产生漏型、跑铁液现象，铸件出现浇不足的缺陷。</p>

<p>（2）<strong>模具温度</strong>：最低温度应保证壳型覆膜砂中树脂的软化及硬化反应，温度过低会出现壳型心部硬化不透、呈"粥状"现象；最高温度应保证树脂不产生过烧而失去粘结力，温度过高，会出现壳型过烧、呈"碳黑色"现象。温度过高过低都不能使壳型得到最高强度，甚至产生脱壳现象。在不引起"过烧"现象的前提下，为提高劳动生产率，一般选用较高的制型温度。</p>

<p>（3）<strong>硬化时间</strong>：硬化的目的是将塑性状态的壳型，进一步在热的作用下发生化学反应，至完全固化成硬壳，硬化时间的长短取决于模具温度和壳型厚度等因素。</p>

<hr>

<p><em>本文整理自百度百科"壳型铸造法"词条</em></p>

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<p>!<a href="upload://im5w4bbZS7qEfHo32U8caxAUX72.svg">壳型铸造-百度百科整理</a></p>

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<h4> 相关标准参考</h4>
<ul>
<li>GB/T 12555 塑料注射模模架</li>
<li>JB/T 6057 塑料模成型零件技术条件</li>
</ul>

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</ul>

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<p><strong>相关推荐：</strong></p>
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</ul>

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