铸造造型工艺全解：按砂型/方法/特种工艺分类的 20+ 造型工艺详解

本文系统梳理铸造造型工艺分类体系：按操作方式（手工/机械）、按型砂状态（湿/干/表干/泥型）、按造型方法（台/地/坑/扫/板）、以及 10 种现代特种造型工艺。

造型工艺分类总览

按操作方式：手工造型（单件/小批）、机械造型（大批/量产）。
按型砂状态：①湿型 ②干型 ③表干型 ④泥型。
按造型方法：①台型 ②地型 ③坑型 ④扫型 ⑤板型。

按型砂状态分类

1. 湿型造型

湿型：通用、快速、低成本，产出优质铸铁/有色铸件。型砂=石英砂+水+膨润土+添加剂(铸铁加煤粉)。天然砂或配制砂，按性能要求调配比例。

2. 干型造型

工序同湿型，但型砂配方不同、全型烘干后合箱浇注。湿型靠水分+天然粘土成型；干型依赖添加结合剂（面粉、树脂、糖蜜、粘土），薄泥水调制，结合剂用量视铸件大小定。

3. 表干造型

用煤气枪/加热器烘干捣实砂表层 ~25mm 深度。兼具湿/干型优点，烘干时间短、成本较低。特别适合超大型砂型或高精度细节铸件。

4. 泥型造型

泥砂=粘土+砂+水制成薄浆，含耐火粘土/刚玉。需足够粘性附着垂直面。必须特殊透气措施：混入切碎稻草、马粪等有机物人工造孔。典型配比见文。
以砖砌粗型骨架，泥浆抹面，旋转扫板成精准型面。铸铁板/条加固砖砌体。木骨架模型亦可制泥型。泥型表面发黑、烘干后合箱。
主攻大型铸件（大缸体、圆底锅、化工盘、大齿轮等），避免全尺寸模型/砂箱高昂成本。

按造型方法分类

1. 台型与地型

台型：小砂型置于便利高度工作台。
地型：重/深/大面积铸件直接利用铸造车间地面作下箱，覆上箱或明型浇注。

2. 坑型

大型件在车间地面挖坑造型，利于起模浇注。坑底铺焦炭+稻草+砂层捣实找平，焦炭床经角落竖向排气管通大气。坑壁潮湿时衬油纸/砖/木板。通常单箱完成，浇包盆/流道/冒口在箱上开设。
模型可悬吊定位捣砂，或平底模型置平床捣砂。

3. 扫型

适用回转面零件。步骤：① 地面设底座+主轴 ② 填砂捣实约成型 ③ 装扫板架+扫板于主轴 ④ 旋转扫板成精准型面 ⑤ 抽主轴、修补中心、开浇口 → 浇注。

4. 板型/合型板造型

模型按分型面分半安装在平行边板上。优势：① 模型搬运快捷 ② 板自带分型面免合箱对中 ③ 板压箱壁+定位销导引起模快捷。

现代特种造型工艺（化学硬化/免烘烤/高效化）

近年开发旨在：节时降本、提质、低技能高产。普遍免烘烤，化学反应快速硬化。应用日益普及。

1. CO₂ 硬化造型

原理：CO₂ 气吹入含水玻璃(偏硅酸钠)型砂 → 硅酸凝胶瞬间强力粘结 → 高强度。核心：气体硬化。

2. 硅铁造型

原理：水玻璃+硅铁粉 2.25:1 混合 → 发泡放热反应 → 温升加速反应 → 砂体成硬质海绵状。室温反应慢、升温自催化。
铁铸件用 65 目干砂，有色用 100 目。合箱前须涂涂料。

3. 硅酸二钙造型

原理：2~3%硅酸二钙(高效硬化剂)+5%水玻璃+发泡剂混砂 → 流动性大增 → 免捣实自流平 → 终成具坍落性硬体。
核心优势：大幅节省人工/设备（免捣实/免烘烤），产出高质量无缺陷铸件（灰铁/钢中重型件）。

4. 水泥砂造型

波特兰水泥作结合剂。水泥+水玻璃兼得强度/透气/流动。发泡剂制浆浇注免捣实。2%水泥+4~5%水玻璃+1%沥青/糖蜜即得良好粘结。
缺点：脱模难、落砂困难。

5. 壳型造型 (Croning 法)

热芯盒法变体：100~150 目细砂+热固性树脂，覆加热金属模型(灰铸铁优选) → 树脂固化成薄壳(半型) → 脱模、置芯、合箱、加背衬砂 → 浇注。钢/铁/有色通用。

6. 热芯盒/冷芯盒造型

热芯盒：同壳型材料但树脂包覆砂粒，吹射加热模型(200~300℃)成实心芯/型（非薄壳）。专用机自动吹射-固化-脱模。尺寸精度/产率超壳型，适合小件大批量机械化。
冷芯盒：干砂混异氰酸酯/醇酚树脂双组分(1:1)，吹入密封芯盒，注入三乙胺气体催化 → 尿烷树脂瞬间固化(20~30s)。无需加热模型，极简高效，适合小型件大批量芯子。

7. 熔模造型 (失蜡/精密铸造)

两阶段：① 母模(木/金属)→ 胶/低熔点合金浇注成母模(可分合) → 用母模制熔模(失蜡模)；② 熔模组树→ 涂耐火料→ 熔出蜡模→ 烧结壳型→ 浇注。
可达极高尺寸精度，免机加工。

8. 石膏造型

石膏+滑石/石棉/纤维/硅粉+控水成浆 → 浇注金属模型(装箱) → 振实凝固 → 30min 脱模 → 200℃ 传送带烘干 → 装芯合箱浇注 → 冷却落砂破型 → 清理飞边。
表面光洁、精度高。

9. 陶瓷造型

特种陶瓷骨料+醇基硅酯液态结合剂浆料 → 浇注可复用分型浇注金属模型(常装合型板) → 自流平填腔无需捣实/振动 → 3~5min 脱模 → 硬化剂处理 → 980℃ 烧除结合剂 → 浇注。
高精度、高表面质量。

10. 真空吸砂造型 (V 法)

抽真空吸紧干砂成型 → 再捣实。适用铁/钢/铝铸件。

本文覆盖从传统湿/干/泥型到现代 10 大特种化学硬化造型工艺，为铸造工艺选型提供全景参考。