在鑄造生產(chǎn)中，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種新工藝、新材料、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，但是目前最基本的鑄造方法還是砂型鑄造。造型是鑄造生產(chǎn)中最重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)之一，而手工造型仍是最基本、使用用最廣泛的造型方法。本文重點(diǎn)介紹砂型手工生產(chǎn)的方法。

     根據(jù)鑄件的復(fù)雜程度、技術(shù)要求、生產(chǎn)數(shù)量和生產(chǎn)周期的不同，首先應(yīng)考慮選取正確、合理的手工造型工藝方法。盡管手工造型工藝方法很多，但基本操作過程都是相似的。
    為了掌握正確的操作方法，下面對(duì)各種基本操作方法的共同規(guī)律進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析。
    一、木模在砂型中的位置安排
    在手工砂型制造工藝中，首先應(yīng)該把木模正確安排在造型的砂箱中。操作時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
    (1)必須考慮造好型后，能否在砂箱中將木模順利地取出來。為此，除了木模的自身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等因素外，在操作過程中，必須正確地把木模放置在砂箱內(nèi)。
    (2)放置木模時(shí)，還應(yīng)考慮鑄件的加工要求。對(duì)鑄件的加工面，特別是鑄件的重要加工面，應(yīng)盡量朝下放置，或者放在垂直面的位置上。當(dāng)金屬液澆人造好的砂型后，夾雜在金屬液中的密度較小的熔渣、氣體等，在冷卻過程中一般都浮在上面，這樣就可以保證鑄件朝下的加工面的質(zhì)量，如圖3—1所示。
    如果將鑄件的加工面朝上放置，經(jīng)加工后的零件表面就有可能暴露出各種鑄造缺陷，如渣孔、氣孔等而使鑄件報(bào)廢。
    (3)放置木模時(shí)，木模不能緊靠砂箱邊緣，必須使木模的邊緣與砂箱內(nèi)側(cè)保持一定的距離，以防止?jié)沧r(shí)發(fā)生金屬液跑箱(又叫跑火)現(xiàn)象。 

      二、舂砂
    將木模放人砂箱內(nèi)之后，下一道工序就要分批向砂箱內(nèi)填入型砂，然后再用砂舂舂緊、舂實(shí)。舂砂操作時(shí)，應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)：
    (1)為防止砂型在搬移或澆注金屬液時(shí)損壞，必須保證砂型有一定的緊實(shí)度，既不能舂得太硬，也不能舂得太松。如舂得過硬，砂型的透氣性大大降低，澆注時(shí)可能會(huì)使砂型中因高溫產(chǎn)生的大量氣體被迫留在金屬中，使鑄件產(chǎn)生氣孔缺陷。因此，選擇正確的舂砂工藝，是砂型各部分緊實(shí)度均勻分布的根本保證。如箱帶附近要舂得稍硬些，以承受金屬液的壓力作用，防止發(fā)生脹砂現(xiàn)象。
    (2)要按一定的順序進(jìn)行舂砂操作。應(yīng)先把填入木模周圍的型砂舂實(shí)，達(dá)到將木模定位的目的，防止在整箱舂砂過程中木模移動(dòng)。
    (3)舂砂時(shí)，應(yīng)正確使用砂舂。砂舂頭一般以與木模保持20～30 min的距離進(jìn)行舂砂最為適宜。如果砂舂頭距木模太近，往往因砂舂的擠壓作用，有可能把這塊型砂舂得太硬，造成起模困難，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)砂型的型砂被木模一起帶出的現(xiàn)象，破壞砂型。澆注時(shí)，也可能會(huì)因舂砂硬度不均，沖走薄弱處的型砂，造或鑄件夾砂、結(jié)疤等缺陷。

          (4)在舂砂過程中，應(yīng)分層填砂、分層舂砂。操作時(shí)，每層填砂量不要太多、太厚。一般手工舂砂時(shí)，每層厚度以75—200 mln為宜。如果填砂層太厚，舂砂時(shí)底層砂不易舂實(shí)、舂緊，澆注后鑄件就有可能出現(xiàn)竹節(jié)形脹砂現(xiàn)象。
    (5)為了不使分型面處的型砂黏結(jié)在一起，必須在分型面處撒上一層分型砂(又叫隔砂)，使其隔離。如果是傾斜的分型面，也可用紙來隔離。

    三、砂型定位
    為了使上砂箱與下砂箱按原來開箱時(shí)的位置正確合箱，必須采取砂箱定位措施。為防止鑄件產(chǎn)生錯(cuò)邊現(xiàn)象，保證砂型的精確位置，下面介紹兩種常用的砂型定位方法。    

     第一種方法是用紅泥定位，叫紅泥定位法。這種方法是在上砂箱與下砂箱的結(jié)合部位，用紅泥在箱外壁做出定位面，然后在定位面上劃出定位線，以保證開箱后再合箱不會(huì)發(fā)生錯(cuò)位現(xiàn)象。[nextpage]
    第二種方法是定位銷定位，叫定位銷定位法。這種方法是利用事先加工好的定位銷和砂箱上的定位孔機(jī)械定位的。

    四、砂型的排氣工藝措施
    鑄型澆注后，由于高溫金屬液的高溫作用，砂型內(nèi)產(chǎn)生大量的氣體。如不及時(shí)把這些氣體排出型外，就可能使鑄件產(chǎn)生氣孔缺陷。當(dāng)然，部分氣體可能通過砂型中砂粒的間隙排散出去，但因氣體產(chǎn)生的速度快、集中性強(qiáng)，大部分氣體將不易被及時(shí)排出型外。為此，必須采取其他排氣措施解決。

    五、起模
    鑄型起模工藝是一項(xiàng)很細(xì)致的工作。操作時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
    (1)起模前，首先應(yīng)在木模周圍邊緣處用水筆淡淡地浸潤(rùn)一下，這樣做既可以增加型砂的黏結(jié)力，又可以防止起模時(shí)損壞砂型。用水必須適量，不可用得太多，否則澆注時(shí)會(huì)產(chǎn)生過多的氣體。
    (2)起模時(shí)，首先要松動(dòng)木模。具體操作程序是先把起模針釘在木模上，然后用錘子輕輕敲打起模針桿，使木模向四周方向微微松動(dòng)。當(dāng)木模與砂型間產(chǎn)生均勻的空隙后，再把木模輕輕地提起來。操作時(shí)一定要仔細(xì)，切不可松動(dòng)太厲害，否則會(huì)改變鑄件的尺寸。敲打起模針桿時(shí)，還要注意保護(hù)木模，不能把木模打壞。
    (3)起模質(zhì)量的好壞，關(guān)鍵在于能否小心操作。起模工作做得好，可大大減少修型的工時(shí)。因此，起模時(shí)一定要把起模針釘在木模的重心處，否則起模時(shí)會(huì)因木模偏重歪向一邊，使木模不易起出，甚至碰壞砂型.
    起模操作時(shí)速度要慢，均勻提升，即穩(wěn)中求快。根據(jù)實(shí)際情況，提升時(shí)可輕輕地扣打起模針。當(dāng)木模即將離開砂型的瞬間，應(yīng)迅速將木模提出來。
    六、砂型的修整
  盡管起模時(shí)認(rèn)真仔細(xì)操作，但也難免會(huì)碰傷、碰壞砂型。因此，起模后應(yīng)全面檢查砂型的質(zhì)量。發(fā)現(xiàn)問題，立即做必要的修整，以保證鑄件的質(zhì)量。如發(fā)現(xiàn)砂型局部型砂舂得不實(shí)而過于松軟時(shí)，應(yīng)用手或木錘將其進(jìn)一步舂實(shí)；又如砂型結(jié)構(gòu)中的尖角部位應(yīng)修整為圓角；對(duì)起模過程中產(chǎn)生的落砂、砂型損壞，應(yīng)當(dāng)及時(shí)清理和修整。修整砂型時(shí)，一般應(yīng)注意以下幾方面：
    (1)修整時(shí)，在修整的部位先用水浸潤(rùn)一下，然后再進(jìn)行修整。用水時(shí)不可用得太多，否則不但澆注時(shí)會(huì)產(chǎn)生過多的氣體，有時(shí)甚至修好的部位還會(huì)被金屬液沖掉。
    (2)當(dāng)損壞的部位較大時(shí)，修整前應(yīng)先把損壞部位的砂型表面型砂弄松。這樣做的目的是使補(bǔ)上去的型砂能與原砂型牢固地結(jié)合在一起，保證鑄件質(zhì)量。
    (3)砂型損壞的部位如果是一塊比較大的薄層時(shí)，修整前應(yīng)先將其型砂深挖去一些，然后再進(jìn)行修整。否則澆注時(shí)易產(chǎn)生砂型脫皮現(xiàn)象。為此，在砂型造好后，對(duì)砂型上的一些薄壁表面、轉(zhuǎn)角處、凸起的部位以及澆口周圍等處，一般都要插入一定數(shù)量的鐵釘，目的是固定該處砂型，以提高砂型的強(qiáng)度。實(shí)踐證明，舊鐵釘比新鐵釘效果好。
    鐵釘?shù)牟宸ㄓ挚煞譃槊鞑搴桶挡鍍煞N方式。明插是插入的鐵釘同砂型表面平齊，澆注后釘頭很容易與鑄件熔合在一起，影響鑄件的質(zhì)量，但明插操作方便，不用修整砂型；暗插是將鐵釘插入砂型表面以內(nèi)，然后再用型砂修平，對(duì)鑄件表面沒有任何影響，但費(fèi)工時(shí)。為了插入方便，操作前可先將釘帽打扁。在保證鑄件質(zhì)量的前提下，暗插鐵釘工藝應(yīng)盡量少用。
    七、開設(shè)澆、冒口
    澆口是金屬液進(jìn)入鑄型中的一系列通道。澆口開得好壞，對(duì)鑄件質(zhì)量有很大的影響。如砂眼、氣孔、縮孑L、澆不足和冷隔等缺陷，往往是因?yàn)闈部陂_得不好造成的。
    完整的澆口系統(tǒng)通常是由澆口盆、直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道四個(gè)部分組成。
    某些簡(jiǎn)單的小鑄件，往往只有澆口盆和直澆道。鑄型的澆口，一般都因鑄件結(jié)構(gòu)形狀不同、鑄件的合金材料不同而異。開設(shè)澆口要注意以下幾個(gè)方面的問題：
    (1)澆口要做得表面光滑、形狀正確，防止金屬液將砂粒沖下帶人型腔中。
    (2)應(yīng)使金屬液能平穩(wěn)地流人型腔，以免沖壞砂型和砂芯。[nextpage]
    (3)為使金屬液中的熔渣等雜質(zhì)擋在橫澆道中，一般內(nèi)澆道不要開在橫澆道的盡頭、上面和直澆道的下面。
    (4)內(nèi)澆道的數(shù)目，根據(jù)鑄件大小、壁厚而定。簡(jiǎn)單小鑄件可開一道，大的薄壁鑄件要多開幾道。
    另外，為了防止鑄件上的肥厚部分產(chǎn)生縮孔，便于在凝固過程中進(jìn)行補(bǔ)縮，往往在鑄件的肥厚部分或鑄件的最高處設(shè)置冒口。冒口同時(shí)還能起到排氣、集渣作用。冒口的大小、數(shù)量因鑄件的大小、結(jié)構(gòu)、材料不同而異。
    澆、冒口的工藝設(shè)計(jì)是保證鑄件質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。具體內(nèi)容將在第五章中闡述。
  八、上敷料和涂料
  制好的砂型如果是濕砂型，通常需要用粉袋在型腔內(nèi)撒上一層石墨粉等敷料。如果是干砂型，需要用排筆在型腔表面刷上一層液體涂料。

    上敷料和涂料的目的是防止鑄件產(chǎn)生粘砂，使鑄件表面光潔。上涂料時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：
    (1)涂料是一種懸濁液，很容易產(chǎn)生沉淀，使用前要注意攪拌均勻。
    (2)通常需要多次涂刷涂料才能使鑄型表面光潔。第一層涂料濃度宜大些，刷好后用鏝刀修光，最后一層用較稀的涂料涂刷均勻即可。
    (3)除型腔表面外，在分型面和型腔交接處，澆注系統(tǒng)以及芯頭和芯座與型腔交接處也應(yīng)涂刷適當(dāng)?shù)耐苛蠈印?br />    九、合箱
    砂型的合箱，特別是復(fù)雜砂型的合箱，是一項(xiàng)細(xì)致的操作，對(duì)鑄件的質(zhì)量有很大的影響，如果操作不當(dāng)，鑄件可能產(chǎn)生錯(cuò)邊、偏芯、氣孔、砂眼等缺陷。
    合箱操作時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：
    (1)仔細(xì)檢查砂型各個(gè)部分是否有損壞的地方。型腔中散落的廢砂可用皮老虎或壓縮空氣吹出，也可用吸塵器吸出。
    (2)檢查砂芯尺寸及安放位置是否正確，并檢查型腔各部分的厚度是否符合要求。
    (3)必要時(shí)，合箱后再將上型吊起來，檢查在合箱時(shí)有無壓壞的部分。

    (4)合箱后要將澆口和冒口蓋住，防止廢砂或雜物進(jìn)入型腔。
    十、砂箱的緊固
  為防止?jié)沧r(shí)上砂箱被金屬液抬起，出現(xiàn)跑火(抬箱)現(xiàn)象，合箱后還必須做好砂箱的緊固工作。緊固砂箱時(shí)應(yīng)注意以下幾方面的問題：
  1．合理放置壓箱鐵
  在上砂箱頂面上放置壓箱鐵，目的是防止?jié)沧r(shí)上砂箱被金屬液抬起，保證澆注工作順利進(jìn)行。壓箱鐵必須對(duì)稱地放置在上砂箱上，如果壓箱鐵放置得不對(duì)稱，則上砂箱將產(chǎn)生一端抬起的現(xiàn)象。
  2．對(duì)稱緊固
  上、下砂箱一般用夾鉗或螺栓緊固。具體操作時(shí)應(yīng)同時(shí)對(duì)稱、交替緊固，不可一邊緊固后，再緊固另一邊。若不對(duì)稱緊固，會(huì)在分型面處產(chǎn)生間隙，澆注時(shí)造成跑火的事故，甚至?xí)斐蓧罕郎靶偷膰?yán)重后果。
  3．緊固的拆除
  澆注結(jié)束后，不要立即拆除砂箱的壓箱鐵或其他緊固件，否則會(huì)因金屬液未完全凝固而頂起上箱，造成跑火。
    跑火是澆注時(shí)最容易產(chǎn)生的事故。除采取緊固措施外，常在合箱前把石棉線或黃泥條放在干砂型的分型面上，合箱后達(dá)到密封分型面間縫隙的目的。同時(shí)，再用黏土泥把上、下箱的接縫處抹住，這樣做可以大大減少跑火現(xiàn)象。

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