3.1.3 混砂工艺
合理地选用混砂机，采用正确的加料顺序和恰当的混砂时间有助于得到高质量的树脂砂。树脂砂各种原料称量要准确，其混砂工艺如下：
上下上下砂+催化剂加树脂出砂
上述顺序不可颠倒，否则局部发生剧烈的硬化反应，缩短可使用时间，影响到树脂砂的使用性能。砂和催化剂的混合时间应以催化剂能均匀的覆盖住沙粒表面所需的时间为准。
3.1.4 铸造用涂料、分型剂及修补材料
铸造涂料在铸型和砂芯的表面上形成耐火的保护层，避免铸件产生表面粗糙、机械粘砂、化学粘砂以及减少铸件产生与砂子有关的其它铸造缺陷，是改善铸件表面质量的重要手段之一。虽然采用涂料增加了工序和费用，但使用涂料之后，不仅铸件表面光洁，也减少了缺陷降低了清理费用，增加了铸件在市场上的竞争力，综合效益得以提高。为满足要求可选水溶性涂料，根据生产纲领选用手工刷涂的方式施涂。
铸造用分型剂可在造型造芯过程中在模样、芯盒工作表面覆盖一薄层可以减少或者防止型砂、芯砂对模样或芯盒的粘附，降低起模力，以便得到表面光洁、轮廓清晰的砂型或砂芯，可手工涂涂柴油。
如砂型或砂芯出现裂纹、孔洞、掉角以及不平整等缺陷可用胶补剂进行修补，以提升生产效率。对自硬树脂砂可用同种自硬砂+修补膏+胶合剂进行修补。
3.2 铸造熔炼
3.2.1 熔炼设备
为保证获得化学成分均匀、稳定且温度较高的铁液，满足生产需要这一前提，在大批量
流水生产中，宜采用冲天炉-电炉双联熔炼工艺。它可以保证出炉铁液温度在1500℃以上，温度波动范围小于等于＋（-）10℃，化学成分（质量分数）精度达到△C小于等于＋（-）0.05%，△Si小于等于＋（-）0.10%。
3.2.2 熔炼工艺
（1）废钢：加废钢可明显提高灰铸铁基体中D型石墨和初生奥氏体的数量；加废钢能促进初生奥氏体的形核及长大；可增加铸件的强度和孕育。
（2）出炉温度和浇注温度：出炉温度一般都控制在1300左右，浇注温度一般控制在1250~1250℃。
（3）孕育处理：为改善石墨形态和材质的均匀性，孕育处理是十分重要的。孕育的作用为消除白口、改善加工性能，细化共晶团、获得A型石墨，使石墨细化及分布均匀，改善基体组织、提高力学性能，减小断面敏感性。综合孕育剂选择的主要两个因素：满足工艺性及性能、金相组织的需要；避免铸件产生气孔、缩松、渗漏等缺陷。由于75SiFe瞬时孕育效果好，溶解性能优良，故此铸铁熔炼采用此方法。
3.3 分型面的选择
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分型面是铸型的上型与下型之间的接合面，除了熔模铸造和实型铸造外，都要选择分型面。一般应以保证铸件质量来确定浇注位置，然后以操作方便确定分型面。分型面的选择是否合理对铸件质量、成本和生产率都有很大影响。
分型面的选取原则为：
①分型面应选择最大截面处； ②分型面的选择应尽量简化工序； ③分型面应尽量平直；
④基准面放在同一个砂箱中； ⑤尽量减少分型面；
⑥使型腔和主要芯位于下箱。
根据分型面的选择原则，分型面的选择位置如下三种：
图3.1 分型面选择方案示意图
方案一：
特点：选择最大截面
1、有利于顺序凝固和充型以及易于保证铸件的精度； 2、有利于铸件的补缩；
3、铁液在铸型中的流动不稳定；
4、由于该件外形为复杂，这样分型不便于于起模；
5、主要缺点是基准面朝上，使该面较易产生气孔和夹渣等缺陷，且型芯的数量较多。
方案二：
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特点：
1、重要面放在侧面和下面，有利于重要面得到致密的组织； 2、避免了吊芯；
3、利于顺序凝固和补缩；
4、对上下箱的合箱、造型精度要求很高。 方案三：
特点：
1、减小了砂箱尺寸； 2、有利于下芯；
3、铁液在铸型中的流动平稳； 4、便于合箱；
5、主要优点是适于铸出轴孔，铸后轴孔飞边少，便于清理。
根据三种方案的对比，选择方案三比较合理。
3.4 砂箱大小及砂箱中铸件数目的确定
砂箱是构成铸型的一部分，容纳和支承砂型的刚性框。砂箱的结构和尺寸是否合理，对提高生产效率，提高铸件质量和减轻劳动强度有很大影响。
由于铸件较小，结构对称，因此采用两箱一件的生产方式。 设计砂箱的基本原则：
（1） 满足铸造工艺要求；
（2） 尺寸和结构应符合造型机、起重设备、烘干设备的要求； （3） 有足够的强度和刚度，使用中保证不断裂或发生过大变形；
（4） 对砂型要有足够的附着力，使用中不掉砂或塌箱，但要便于落砂。
另外，查铸造工艺学课本P345知，所设计的砂箱长度和宽度应是50或100mm的倍数，高度应是20或50mm的倍数。
砂箱的尺寸计算：
砂箱宽＝16+25+145+22+180=388mm, 取砂箱宽度为400mm。 砂箱长＝42+121+35+180=378mm,取砂箱长度为400mm。 砂箱高度的计算：
上砂箱高＝73+75+750=298mm，冒口高度为75mm，故取上箱350mm
下砂箱高＝73+20+180=273mm，下砂箱取300mm。砂箱各部位的尺寸如表3.4所列。
表3.4 砂箱的外形尺寸 砂箱长（mm） 上箱 400 下箱 400 如工厂有尺寸相近砂箱也可选用。
下图3.2为砂箱外形示意图：
砂箱宽（mm） 400 400 砂箱高（mm） 350 300 12
图3.2 砂箱外形图
3.5砂芯设计及排气
为了获得铸件的内孔或局部外形、用芯砂或其他材料制成的，安放在型腔内部的铸型组
元，称为砂芯，俗称芯子。砂芯的功用是形成铸件的内腔、孔和铸件外形不能出砂的部位。砂芯应满足以下要求：砂芯的形状、尺寸以及在砂型中的位置应符合铸件要求，具有足够的强度和刚度，在铸件形成过程中砂芯所产生的气体能及时排出型外，铸件收缩时阻力小和容易取砂。
3.5.1芯头的基本尺寸
芯头是芯子的外伸部分，不形成铸件轮廓，只落入芯座内，用作定位和支承芯子，并排出砂芯在浇注过程中产生的气体。
定位作用：通过芯头与芯座的配合，便于将砂芯准确地安放在砂型中。
支撑作用：砂芯通过芯头支撑在铸型中，保证砂芯在它本身的重力及金属液体的浮力作用下位置不变。
排气作用：在浇注凝固过程中，砂芯中产生的大量气体能够及时地从芯头排出铸型。
芯头能否满足定位、支承和排气的作用，主要取决于它的型式、个数、形状和尺寸。芯头是芯子的外伸部分，垂直芯头长度通常称为芯头高度。只要满足芯头的要求，芯头不宜太长。根据工厂经验，对于直径小于150mm和长度小于1000mm的砂芯，水平芯头长度一般在20-100mm之间。垂直芯头的高度，根据砂芯总高度和横截面的大小，一般芯头高度取15-50mm。
为下芯方便，根据课本可留垂直心头与芯座之间的间隙s=1mm，芯头高度：h=42mm，斜度，h=35mm。芯头各部分尺寸及形状见图3.1。
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图3.3 芯头的形状
3.5.2 芯撑、芯骨的设计
由于砂芯较小，且位于内浇道附近，因此不用芯撑。
为了保证砂芯在制芯、搬运、配芯和浇注过程中不易开裂、不易变形、不被金属液冲击折断，生产中通常在砂芯中埋置芯骨，以提高其刚度和强度。
由于该铸件为小型铸件，且砂芯尺寸不大，故可以采用细钢管做芯骨，防止砂芯变形、开裂，同时在钢管上钻若干小孔利于砂芯排气。
3.5.3 砂芯的排气
砂芯在浇注过程中，其粘结剂及砂芯中的有机物要燃烧（氧化反应）放出气体，砂芯中
的残余水分受热蒸发放出气体，如果这些气体排不出型外，则要引起铸件产生气孔。
芯骨有小孔利于砂芯排气，还可用通气针扎出排气孔的方法排气。
3.5.4 芯盒的设计
芯盒的优劣直接影响砂芯质量及制芯生产率。芯盒本体的结构包括壁厚、加强筋、边缘、活块、镶块等。外围结构包括定位、夹紧装置、手柄、吊轴、同造芯机连接的耳子等。附件有气孔针、通气板和填砂板等。
1.壁厚、加强肋和边缘
可参照有关手册选取壁厚、肋和边缘尺寸。肋可加强芯盒厚度和刚度，增加芯盒高度，以便安放手柄，还利用肋使芯盒在工作台上放置平稳。
2.活块、镶块
妨碍砂芯取出的部分应制成活块。活块同芯盒本体之间可用定位销、燕尾槽等位。应使活块重心落入芯盒窝座之内，以保持稳定。一般先加工窝座，然后钳工用涂色法修配活块，使之松紧适度。
3.定位、夹紧结构
对开芯盒都有定位结构，常用定位销、铰链及止口。定位销是标准件，精度高，应用广。销子、销套用工具钢制造，工作部分淬火，40-45HRC，销子直径一般为8mm、10mm、12mm，以适应芯盒大小。
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