设计微小型砂型造型造芯实验在铸造教学中的尝试

2019-12-19苏思超徐戎唐黔湘

科技创新导报 2019年22期

苏思超徐戎唐黔湘

摘要：砂型铸造是指在砂型中生产铸件的加工方法，由于砂型铸造所用的造型材料价格低廉且容易获得，因此得到了广泛应用，长期以来，一直是铸造生产中的基本工艺。而在实际教学中，常偏向于理论教学，因此本文意在设计微小型砂型造型造芯实验并应用于现场的课堂教学中，通过把实验环节带进课堂，来提升学生兴趣，增强对知识点的理解。

关键词：砂型铸造造型造芯实验课堂教学

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）08（a）-0212-02

Abstract： Sand casting refers to the processing method of producing castings in sand mould. Because the molding materials used in sand casting are cheap and easy to obtain， it has been widely used and has been the basic technology in casting production for a long time. In practical teaching， it tends to focus on theoretical teaching. Therefore， this paper intends to design the core-making experiment of miniature sand moulding and apply it to the classroom teaching on the spot. By bringing the experimental link into the classroom， it can enhance students'interest and understanding of knowledge points.

Key Words： Sand casting; Ccore-making experiments; Classroom teaching

铸造是《金属工艺学》中重要的一个章节，同时也是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺，被铸金属有：铜、铁、铝、锡、铅等[1-2]，是将金属熔炼成符合一定要求的熔液并浇入到铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。尤其是在一些大型器件或形状复杂的腔体结构加工等领域，铸造依然是一种离不开的重要加工工艺[3-4]。

进入20世纪，随着各行各业的飞速发展，铸造的发展速度也很快，其重要因素之一是产品技术的进步，比如汽车、飞机、轮船等重工业中各种铸件的大量应用[5-6]，要求铸件有更好的机械物理性能，同时具有良好的机械加工性能。另外随着检测工具和手段的日益完善，研究金属凝固的理论机理日益健全，从而也促进了铸造的发展。

由于铸造加工工艺特点，因此一般理论教学和实验教学常时分开进行的，因此如何做到理论知识与实践环节的结合[7]，正是本文意在通过设计微小型砂型造型造芯实验在课堂的展示，对浇注金属熔液过程受条件的限制故在教学中不演示，把部分实验环节带进课堂，来提升学生的学习兴趣和实践感知能力，增强对知识点的理解与掌握。

1 普通砂型铸造的特点

铸造工艺可分为三个基本过程，即铸造金属准备、铸型准备和铸件处理[3]。铸造金属是指铸造生产中用于浇注铸件的金属材料，应用较多金属材料有铁合金、铝合金等。

（1）金属熔炼不仅仅是单纯的熔化，还包括浇注金属，在温度、化学成分等方面都要达到预期要求。铸造工艺的优点和缺点都是非常明显的，如下所示。

優点：

①可以生产形状复杂的零件;

②适应性非常广，轻到几克，重到几百吨都可以生产;

③铸件的形状与零件非常接近，减少了切削量，节约了材料，减少了浪费;

④应用广泛，在汽车、飞机、轮船、农业机械、机床等领域都有广泛应用。

缺点：

①机械性能不如锻件，如微观晶粒组织粗大，容易断裂，缺陷较多;

②砂型铸造中对工人的工艺水平要求较高，劳动强度大;