模样分类及特点，材料选择和适用范围

时间：2026-01-23 理论教育 Jonker 版权反馈

【摘要】：表91 模样的分类及特点和适用范围2.模样材料的选择常用的模样材料包括木材、菱苦土、金属、塑料、泡沫塑料，另外，可根据工艺或生产需要采用多种材料制成的组合式模样。2）金属模样用材料包括铝合金、灰铸铁、球墨铸铁、铸钢和铜合金等。模料是由菱苦土、卤水和木屑组成，分层配制，其配比与具体的层数有关，见表93，其中面层为模样的最外层，第一层为最里层。

1.模样的分类

模样的分类及特点和适用范围见表9⁃1。

表9⁃1 模样的分类及特点和适用范围

2.模样材料的选择

常用的模样材料包括木材、菱苦土、金属、塑料、泡沫塑料，另外，可根据工艺或生产需要采用多种材料制成的组合式模样。

1）木材一般可选用干燥的红松，当铸件的尺寸精度要求较高时，使用柚木、柏木或椴木。为了节约生产成本，可以使用拆迁房屋时所产生的旧房梁和屋脊等旧木材，这样既可以节约成本，木材的干燥性又很好，木模不易变形，但是应注意将木材中的钉子全部起出，以免损坏加工工具。未经干燥的木材应进行干燥处理，干燥方法包括自然干燥和人工干燥。干燥后木材中水的质量分数应小于12%。木模按其结构和质量要求分为三个等级：一级木模要求结构牢固，不易变形，易损部位要局部加固，适用于尺寸精度要求高的大批量生产的铸件；二级木模要求结构牢固，做出内圆角，易损部位应适当加固，适用于对尺寸有一定要求、成批生产的铸件；三级木模尺寸和精度要求都不高，适用于单件、小批量生产的铸件。

2）金属模样用材料包括铝合金、灰铸铁、球墨铸铁、铸钢和铜合金等。常用金属模样材料的特点及应用见表9⁃2。

表9⁃2 常用金属模样材料的特点及应用

3）塑料主要是使用环氧树脂玻璃钢。塑料模样制造、维修简单，表面光洁，不吸潮、不腐蚀，变形小，质轻，耐磨，寿命长，成本仅为金属模样的20%～50%。但是塑料模样导热差，不能加热，不宜在型砂周转快、砂温高的流水线上使用。树脂的硬化剂有毒性。塑料多用于制作批量生产的中小模样。

4）泡沫塑料主要是使用聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）。泡沫塑料模样由聚苯乙烯颗粒经预发泡、干燥、发泡成形等工序后制成，也可以泡沫板作原材料，直接进行加工制造而成。模样制成后，可在造型时埋于型腔之中，浇注时模样遇金属液后迅速汽化，留下的空间由金属液充填，形成铸件；也可以在造型后将埋于铸型中的模样连同铸型在预硬化后进窑进行焙烧，在铸型强化的同时，模样也汽化消失，简单清理模样消失后铸型中的残余物后，即可获得所需型腔。

泡沫塑料模样一般用于单件生产，造型方法一般采用微震法。其优点是：如果对铸型抽真空，则可以不用黏结剂，简化了造型，节约了黏结剂，型砂的损耗也大大减少，易实现机械化、自动化生产。其缺点是：模样只能用一次，模样易变形。泡沫塑料模样多用于不舂砂的实型铸造、磁丸铸造。

5）菱苦土粉料的粒度为140～220目，其化学成分为：w（MgO）＞80%，w（CaO）＜2.5%，w（SiO₂）＜2.5%，w（其他）＜15%。卤水中w（MgCl₂）＞43%，波美度一般不低于18。木屑的粒度应小于1mm。模料是由菱苦土、卤水和木屑组成，分层配制，其配比与具体的层数有关，见表9⁃3，其中面层为模样的最外层，第一层为最里层。

表9⁃3 菱苦土模料配比（体积份）

菱苦土模料的硬化主要是按以下反应式进行：

MgO+MgCl₂+H₂O→2Mg（OH）Cl（9⁃1）

反应生成物碱性氯化镁的硬度高，膨胀变形小，并能牢固地将木屑及其自身粘在骨架上，形成菱苦土模样。

菱苦土模样的制作：菱苦土模料要附着在木质或钢质骨架和肋板上，骨架要具有足够的刚度。涂覆模料之前，要将骨架和肋板浸透以增加黏结力。模料的混制应在室温（即20～30℃）下进行，混制好以后应在1～3h内用完。第一层涂覆时，不能拍得过实，以免变形，距离模表面留出4～5mm，以便涂覆第二层模料。第二层应在第一层硬化后才能涂覆，一定要保持与木框平齐，以便于修理。为了增加黏结力，保持表面光滑，涂抹时要把浆漫出来。第一层和第二层做好后，可进行面层的涂抹，抹光压平后，进行干燥，干燥时间冬季为三个昼夜，夏季为一个昼夜。凝固初期至硬化期间，所制模样具有良好的加工性能，可进行模样的修整。最后对模样进行涂装。

3.模样结构设计

模样结构设计主要分为木模结构设计和金属模结构设计。总的设计原则是在满足铸造工艺要求的前提下，便于加工制造、节约工时和成本。

（1）木模的结构设计木模的结构包括木、菱苦土复合模样的结构，与木模的种类和方式相关，如整体模、分开模、刮板模。结构设计时，还需要考虑铸件的大小、批量和形状。一般均采用空心结构，采用框架、端面或支撑面作为支撑结构，对于复杂的曲面结构可以用菱苦土作为外层。圆柱体与圆柱形明冒口的木模结构如图9⁃1所示。

（2）金属模的结构设计金属模的结构设计包括壁厚的设计、加强筋的布局及尺寸、模样的圆角半径、模样的活块、固定和定位等。

1）壁厚的设计。除少部分较小的模样采用实心结构外，尺寸大于一定的限度时，一般均采用空心结构，这一尺寸限度为50mm×50mm×30mm。在保证模样强度和刚度的前提下，尽可能使壁厚薄一些，以减轻模样的重量、减少模样用料。对于平均轮廓尺寸大于150mm的模样，内部设加强筋。金属模样的壁厚和加强筋的结构按图9⁃2和图9⁃3选取。