本发明涉及铸造中的造型工艺，特别是涉及一种砂型造型工艺。
背景技术：
目前，大型铸件的生产还是依靠传统的砂型铸造，为了节约成本，砂型铸造中常常需要对生产过后的旧砂进行重新利用，而旧砂由于受到高温后，材质不均匀，性能不稳定，砂质强度不够，若直接利用会造成铸件表面粗糙，清砂工作量大，铸件容易出现缩孔、气孔、粘砂、包砂、起皮、砂眼等铸造问题，影响铸件性能。
技术实现要素：
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。为此，本发明提出一种低成本、且能保证铸件性能的砂型造型工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种砂型造型工艺，包括如下步骤：
(1)、混砂，将过筛后的旧砂配以新砂和水进行混碾2-3分钟，随后再加入适量陶土、煤粉以及水混碾4-5分钟，将混碾好的砂盖严定性1-2小时候进行抛砂，旧砂、新砂、陶土和煤粉的质量比为85：9：2：2，新砂成分：sio2≥96％，水份≦0.2％；
(2)、填砂，将模具、活块、浇冒口的模样先用步骤(1)制得的砂定位，填入面砂，手工贴覆面砂，随后加入适量背砂，将沙箱放入振动平台进行轻微振动，振动时间为30至60秒，然后加满背砂，背砂高出砂箱平面3-5公分，所述面砂采用步骤(1)中制得的砂，所述背砂采用河砂或者旧砂；
(3)、舂砂，在砂箱上加上压板进行压实，压实的同时开启平台振动按扭振动12至15秒，砂型硬度控制在75hb至90hb；
(4)、扎出气孔，刮平砂箱表面，在盖箱上扎直径3-5毫米且离模样10-15毫米的出气孔；在型腔最高点处扎直径2-5毫米的出气孔，超过10公分以上的底箱砂型扎直径2-4毫米且离模样15-20毫米的出气孔；
(5)、起模开箱，起上箱，并把模板起出；起模后整理浇冒口周围浮砂，保持浇冒口周边紧实、光滑、平整，确保浇注时无浮砂随铁水流入型腔，摆置砂箱的地面填入2-3公分的松软砂层并括平，确保模型放置平整并有利于浇注操作；
(6)、修型，起模开箱后对起模时造成砂型损坏部分用面砂细心修补；
(7)、下芯合型，将砂芯放至指定位置，确认砂芯落到位、型腔落芯后未损坏以及型腔和浇注系统无散沙后进行合型。
进一步，所述步骤(1)中的旧砂经过0.8-1.2毫米见方的筛孔过筛。
进一步，所述步骤(7)中砂芯经过如下工艺制得：对造型好的砂芯用毛刷刷上可燃涂料，涂层厚度为0.15-0.3毫米，涂料刷好后立即点燃涂料，让其充分燃烧，燃烧结束后进行冷却，将经过刷涂料燃烧后的砂芯放入烘箱烘干，烘干温度为180-200℃，保温时间60-80min。
进一步，所述涂料由以下原料搅拌均匀后制得：石墨粉88％、海藻酸钠2％、硅酸钠2％、粘土4％以及乙醇4％。
进一步，所述步骤(1)中的新砂粒度为40-140目。
进一步，所述步骤(2)中易塌箱部位的砂中埋入铁钩或铁棒或木条。
本发明的有益效果是：在旧砂重新利用时加入了陶土和煤粉，保证了型砂的性能和强度，减少了新砂的使用，降低生产成本，避免了由于旧砂而带来的铸造缺陷。
具体实施方式
本发明的一种砂型造型工艺，包括如下步骤：
(1)、混砂，将过筛后的旧砂配以新砂和水进行混碾2-3分钟，将旧砂的颗粒大小和湿度恢复到与新砂相同，随后再加入适量陶土、煤粉以及水混碾4-5分钟，将混碾好的砂盖严定性1-2小时，待混碾好的砂温度、湿度和紧密度稳定后，再进行抛砂，将砂调匀，上述旧砂、新砂、陶土和煤粉的质量比为85：9：2：2，新砂成分：sio2≥96％，水份≦0.2％，新砂粒度为40-140目，上述旧砂经过0.8-1.2毫米见方的筛孔过筛，将旧砂中的大块杂质筛选出来，陶土和煤粉增加了砂质的粘性，提高了型砂的性能和强度，避免了由于旧砂而带来的铸造缺陷。
(2)、填砂，将模具、活块、浇冒口的模样先用砂定位，填入面砂，面砂厚度视铸件壁厚，一般舂实后的厚度为2-3cm，大件可达5cm以上，面砂需先手工贴覆，随后加入适量背砂，将沙箱放入振动平台进行轻微振动，振动时间为30至60秒，然后加满背砂，背砂高出砂箱平面3-5公分，所述面砂采用步骤(1)中制得的砂，所述背砂采用河砂或者旧砂，为了防止塌箱，在易塌箱部位的砂中埋入铁钩或铁棒或木条来加强结构。
(3)、舂砂，在砂箱上加上压板进行压实，压实的同时开启平台振动按扭振动12至15秒，压实的紧实度要均匀、适当，太软易产生掉砂、涨砂、蹋箱等缺陷，太硬造成起模困难，降低砂型的透气性，铸件易产生气孔，对砂箱有效高度较高处、工艺复杂不易舂实的部位以及模样有凹陷处需要用手工压实，以达到砂型紧密均匀的目的，砂型整体硬度控制在75hb至90hb最佳。
(4)扎出气孔，刮平砂箱表面，在盖箱上扎直径3-5毫米且离模样10-15毫米的出气孔；在型腔最高点处扎直径2-5毫米的出气孔，超过10公分以上的底箱砂型扎直径2-4毫米且离模样15-20毫米的出气孔，气孔有利于浇筑时膨胀的气体有效溢出。
(5)、起模开箱，起上箱，并把模样起出；起模后整理浇冒口周围浮砂，保持浇冒口周边紧实、光滑、平整，确保浇注时无浮砂随铁水流入型腔，避免铸件内部混有杂质，影响铸件性能。摆置砂箱的地面填入2-3公分的松软砂层并括平，确保模型放置平整并有利于浇注操作。
(6)、修型，起模开箱后对起模时造成砂型损坏部分要用面砂细心修补，修补后的尺寸、形状应符合铸件工艺要求，并且要紧固、光滑平整，型腔应在分型面芯头中心位置开设排气道，芯头排气道偏离中心时下芯前应在芯头端面开设十字气道，以便芯头中心排气道绕道排气。
(7)、下芯合型，下芯前必须认真对修好的型腔进行检查清理，不允许有修理未到位或型腔内有砂粒；认真检查砂芯干燥状况，确认无多肉缺角，表面光滑，出气孔畅通，芯头正常，确认砂芯质量合格方可将砂芯放至指定位置，确认砂芯落到位、型腔落芯后未损坏以及型腔和浇注系统无散沙后进行合型，合型后要锁好箱卡扣或压上合理的压铁，保证浇注顺利进行，防止浇注时漏箱等现象发生。
其中，砂芯制作工艺如下：将步骤(1)中混制好的砂添入上下两半的芯盒中，压紧刮平，在下半芯盒内放置芯骨，将芯砂舂实，压紧芯盒，向芯骨的出气孔内通入二氧化碳气体，迅速脱模制得砂芯，取出砂芯后修整分型面处的浮砂，然后对造型好的砂芯用毛刷刷上可燃涂料，涂层厚度为0.15-0.3毫米，涂料刷好后立即点燃涂料，让其充分燃烧，燃烧结束后进行冷却，将经过刷涂料燃烧后的砂芯放入烘箱烘干，烘干温度为180-200℃，保温时间60-80min，其中涂料由以下原料搅拌均匀后制得：石墨粉88％、海藻酸钠2％、硅酸钠2％、粘土4％以及乙醇4％，海藻酸钠可以作乳化稳定剂和增稠剂，很好地和其他配料形成一个稠度适中、容易涂刷的涂料。
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例一
首先将经过0.8毫米见方的筛孔过筛后的旧砂配以新砂和水进行混碾2分钟，随后再加入适量陶土、煤粉以及水混碾4分钟，将混碾好的砂盖严定性1小时，待混碾好的砂温度、湿度和紧密度稳定后，再进行抛砂，将砂调匀，上述旧砂、新砂、陶土和煤粉的质量比为85：9：2：2，其中新砂成分：sio2＝96％，水份＝0.2％，新砂粒度为40目。将上述步骤混制好的砂添入上下两半的芯盒中，压紧刮平，在下半芯盒内放置芯骨，将芯砂舂实，压紧芯盒，向芯骨的出气孔内通入二氧化碳气体，迅速脱模制得砂芯，取出砂芯后修整分型面处的浮砂，然后对造型好的砂芯用毛刷刷上可燃涂料，涂层厚度为0.15毫米，涂料刷好后立即点燃涂料，让其充分燃烧，燃烧结束后进行冷却，将经过刷涂料燃烧后的砂芯放入烘箱烘干，烘干温度为180℃，保温时间60min，制得砂芯备用。另一方面，将模具、活块、浇冒口的模样先用上述制得的砂定位，填入面砂，面砂厚度视铸件壁厚，一般舂实后的厚度为2-3cm，大件可达5cm以上，面砂需先手工贴覆，随后加入适量背砂，将沙箱放入振动平台进行轻微振动，振动时间为30秒，然后加满背砂，背砂高出砂箱平面3公分，在易塌箱部位的砂中埋入铁钩或铁棒或木条来加强结构。随后在砂箱上加上压板进行压实，压实的同时开启平台振动按扭振动12秒，砂型整体硬度控制在75hb。刮平砂箱表面，在盖箱上扎直径3毫米且离模样10毫米的出气孔；在型腔最高点处扎直径2毫米的出气孔，超过10公分以上的底箱砂型扎直径2毫米且离模样15毫米的出气孔。然后起上箱，并把模样起出；起模后整理浇冒口周围浮砂。摆置砂箱的地面填入2公分的松软砂层并括平，确保模型放置平整并有利于浇注操作。起模开箱后对起模时造成砂型损坏部分要用面砂细心修补。最后下芯合型，下芯前必须认真对修好的型腔进行检查清理，不允许有修理未到位或型腔内有砂粒；认真检查砂芯干燥状况，确认无多肉缺角，表面光滑，出气孔畅通，芯头正常，确认砂芯质量合格方可将砂芯放至指定位置，确认砂芯落到位、型腔落芯后未损坏以及型腔和浇注系统无散沙后进行合型，合型后要锁好箱卡扣或压上合理的压铁，保证浇注顺利进行，防止浇注时漏箱等现象发生。
实施例二
首先将经过1.2毫米见方的筛孔过筛后的旧砂配以新砂和水进行混碾3分钟，随后再加入适量陶土、煤粉以及水混碾5分钟，将混碾好的砂盖严定性2小时，待混碾好的砂温度、湿度和紧密度稳定后，再进行抛砂，将砂调匀，上述旧砂、新砂、陶土和煤粉的质量比为85：9：2：2，其中新砂成分：sio2＝98％，水份＝0.1％，新砂粒度为140目。将上述步骤混制好的砂添入上下两半的芯盒中，压紧刮平，在下半芯盒内放置芯骨，将芯砂舂实，压紧芯盒，向芯骨的出气孔内通入二氧化碳气体，迅速脱模制得砂芯，取出砂芯后修整分型面处的浮砂，然后对造型好的砂芯用毛刷刷上可燃涂料，涂层厚度为0.3毫米，涂料刷好后立即点燃涂料，让其充分燃烧，燃烧结束后进行冷却，将经过刷涂料燃烧后的砂芯放入烘箱烘干，烘干温度为200℃，保温时间80min，制得砂芯备用。另一方面，将模具、活块、浇冒口的模样先用上述制得的砂定位，填入面砂，面砂厚度视铸件壁厚，一般舂实后的厚度为2-3cm，大件可达5cm以上，面砂需先手工贴覆，随后加入适量背砂，将沙箱放入振动平台进行轻微振动，振动时间为60秒，然后加满背砂，背砂高出砂箱平面5公分，在易塌箱部位的砂中埋入铁钩或铁棒或木条来加强结构。随后在砂箱上加上压板进行压实，压实的同时开启平台振动按扭振动15秒，砂型整体硬度控制在90hb。刮平砂箱表面，在盖箱上扎直径5毫米且离模样15毫米的出气孔；在型腔最高点处扎直径5毫米的出气孔，超过10公分以上的底箱砂型扎直径4毫米且离模样20毫米的出气孔。然后起上箱，并把模样起出；起模后整理浇冒口周围浮砂。摆置砂箱的地面填入3公分的松软砂层并括平，确保模型放置平整并有利于浇注操作。起模开箱后对起模时造成砂型损坏部分要用面砂细心修补。最后下芯合型，下芯前必须认真对修好的型腔进行检查清理，不允许有修理未到位或型腔内有砂粒；认真检查砂芯干燥状况，确认无多肉缺角，表面光滑，出气孔畅通，芯头正常，确认砂芯质量合格方可将砂芯放至指定位置，确认砂芯落到位、型腔落芯后未损坏以及型腔和浇注系统无散沙后进行合型，合型后要锁好箱卡扣或压上合理的压铁，保证浇注顺利进行，防止浇注时漏箱等现象发生。
实施例三
首先将经过1毫米见方的筛孔过筛后的旧砂配以新砂和水进行混碾2.5分钟，随后再加入适量陶土、煤粉以及水混碾4.5分钟，将混碾好的砂盖严定性1.5小时，待混碾好的砂温度、湿度和紧密度稳定后，再进行抛砂，将砂调匀，上述旧砂、新砂、陶土和煤粉的质量比为85：9：2：2，其中新砂成分：sio2＝97％，水份＝0.05％，新砂粒度为70目。将上述步骤混制好的砂添入上下两半的芯盒中，压紧刮平，在下半芯盒内放置芯骨，将芯砂舂实，压紧芯盒，向芯骨的出气孔内通入二氧化碳气体，迅速脱模制得砂芯，取出砂芯后修整分型面处的浮砂，然后对造型好的砂芯用毛刷刷上可燃涂料，涂层厚度为0.2毫米。涂料刷好后立即点燃涂料，让其充分燃烧，燃烧结束后进行冷却，将经过刷涂料燃烧后的砂芯放入烘箱烘干，烘干温度为190℃，保温时间70min，制得砂芯备用。另一方面，将模具、活块、浇冒口的模样先用上述制得的砂定位，填入面砂，面砂厚度视铸件壁厚，一般舂实后的厚度为2-3cm，大件可达5cm以上，面砂需先手工贴覆，随后加入适量背砂，将沙箱放入振动平台进行轻微振动，振动时间为50秒，然后加满背砂，背砂高出砂箱平面4公分，在易塌箱部位的砂中埋入铁钩或铁棒或木条来加强结构。随后在砂箱上加上压板进行压实，压实的同时开启平台振动按扭振动13秒，砂型整体硬度控制在80hb。刮平砂箱表面，在盖箱上扎直径4毫米且离模样12毫米的出气孔；在型腔最高点处扎直径3毫米的出气孔，超过10公分以上的底箱砂型扎直径3毫米且离模样17毫米的出气孔。然后起上箱，并把模样起出；起模后整理浇冒口周围浮砂。摆置砂箱的地面填入2.5公分的松软砂层并括平，确保模型放置平整并有利于浇注操作。起模开箱后对起模时造成砂型损坏部分要用面砂细心修补。最后下芯合型，下芯前必须认真对修好的型腔进行检查清理，不允许有修理未到位或型腔内有砂粒；认真检查砂芯干燥状况，确认无多肉缺角，表面光滑，出气孔畅通，芯头正常，确认砂芯质量合格方可将砂芯放至指定位置，确认砂芯落到位、型腔落芯后未损坏以及型腔和浇注系统无散沙后进行合型，合型后要锁好箱卡扣或压上合理的压铁，保证浇注顺利进行，防止浇注时漏箱等现象发生。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明技术方案的范围内。