在铸造生产中，随着科学技术的飞速发展，各种新工艺、新材料、新技术不断涌现，但是目前最基本的铸造方法还是砂型铸造。造型是铸造生产中最重要的生产环节之一，而手工造型仍是最基本、使用用最广泛的造型方法。本文重点介绍砂型手工生产的方法。
根据铸件的复杂程度、技术要求、生产数量和生产周期的不同，首先应考虑选取正确、合理的手工造型工艺方法。尽管手工造型工艺方法很多，但基本操作过程都是相似的。
为了掌握正确的操作方法，下面对各种基本操作方法的共同规律进行简单的分析。
一、木模在砂型中的位置安排
在手工砂型制造工艺中，首先应该把木模正确安排在造型的砂箱中。操作时应注意以下几点：
(1)必须考虑造好型后，能否在砂箱中将木模顺利地取出来。为此，除了木模的自身结构设计等因素外，在操作过程中，必须正确地把木模放置在砂箱内。
(2)放置木模时，还应考虑铸件的加工要求。对铸件的加工面，特别是铸件的重要加工面，应尽量朝下放置，或者放在垂直面的位置上。当金属液浇人造好的砂型后，夹杂在金属液中的密度较小的熔渣、气体等，在冷却过程中一般都浮在上面，这样就可以保证铸件朝下的加工面的质量，如图3—1所示。
如果将铸件的加工面朝上放置，经加工后的零件表面就有可能暴露出各种铸造缺陷，如渣孔、气孔等而使铸件报废。
(3)放置木模时，木模不能紧靠砂箱边缘，必须使木模的边缘与砂箱内侧保持一定的距离，以防止浇注时发生金属液跑箱(又叫跑火)现象。
二、舂砂
将木模放人砂箱内之后，下一道工序就要分批向砂箱内填入型砂，然后再用砂舂舂紧、舂实。舂砂操作时，应特别注意以下几点：
(1)为防止砂型在搬移或浇注金属液时损坏，必须保证砂型有一定的紧实度，既不能舂得太硬，也不能舂得太松。如舂得过硬，砂型的透气性大大降低，浇注时可能会使砂型中因高温产生的大量气体被迫留在金属中，使铸件产生气孔缺陷。因此，选择正确的舂砂工艺，是砂型各部分紧实度均匀分布的根本保证。如箱带附近要舂得稍硬些，以承受金属液的压力作用，防止发生胀砂现象。
(2)要按一定的顺序进行舂砂操作。应先把填入木模周围的型砂舂实，达到将木模定位的目的，防止在整箱舂砂过程中木模移动。
(3)舂砂时，应正确使用砂舂。砂舂头一般以与木模保持20～30 min的距离进行舂砂最为适宜。如果砂舂头距木模太近，往往因砂舂的挤压作用，有可能把这块型砂舂得太硬，造成起模困难，严重时会出现砂型的型砂被木模一起带出的现象，破坏砂型。浇注时，也可能会因舂砂硬度不均，冲走薄弱处的型砂，造或铸件夹砂、结疤等缺陷。
(4)在舂砂过程中，应分层填砂、分层舂砂。操作时，每层填砂量不要太多、太厚。一般手工舂砂时，每层厚度以75—200 mln为宜。如果填砂层太厚，舂砂时底层砂不易舂实、舂紧，浇注后铸件就有可能出现竹节形胀砂现象。
(5)为了不使分型面处的型砂黏结在一起，必须在分型面处撒上一层分型砂(又叫隔砂)，使其隔离。如果是倾斜的分型面，也可用纸来隔离。
三、砂型定位
为了使上砂箱与下砂箱按原来开箱时的位置正确合箱，必须采取砂箱定位措施。为防止铸件产生错边现象，保证砂型的精确位置，下面介绍两种常用的砂型定位方法。
第一种方法是用红泥定位，叫红泥定位法。这种方法是在上砂箱与下砂箱的结合部位，用红泥在箱外壁做出定位面，然后在定位面上划出定位线，以保证开箱后再合箱不会发生错位现象。[nextpage]
第二种方法是定位销定位，叫定位销定位法。这种方法是利用事先加工好的定位销和砂箱上的定位孔机械定位的。
四、砂型的排气工艺措施
铸型浇注后，由于高温金属液的高温作用，砂型内产生大量的气体。如不及时把这些气体排出型外，就可能使铸件产生气孔缺陷。当然，部分气体可能通过砂型中砂粒的间隙排散出去，但因气体产生的速度快、集中性强，大部分气体将不易被及时排出型外。为此，必须采取其他排气措施解决。
五、起模
铸型起模工艺是一项很细致的工作。操作时应注意以下几点：
(1)起模前，首先应在木模周围边缘处用水笔淡淡地浸润一下，这样做既可以增加型砂的黏结力，又可以防止起模时损坏砂型。用水必须适量，不可用得太多，否则浇注时会产生过多的气体。
(2)起模时，首先要松动木模。具体操作程序是先把起模针钉在木模上，然后用锤子轻轻敲打起模针杆，使木模向四周方向微微松动。当木模与砂型间产生均匀的空隙后，再把木模轻轻地提起来。操作时一定要仔细，切不可松动太厉害，否则会改变铸件的尺寸。敲打起模针杆时，还要注意保护木模，不能把木模打坏。
(3)起模质量的好坏，关键在于能否小心操作。起模工作做得好，可大大减少修型的工时。因此，起模时一定要把起模针钉在木模的重心处，否则起模时会因木模偏重歪向一边，使木模不易起出，甚至碰坏砂型.
起模操作时速度要慢，均匀提升，即稳中求快。根据实际情况，提升时可轻轻地扣打起模针。当木模即将离开砂型的瞬间，应迅速将木模提出来。
六、砂型的修整
尽管起模时认真仔细操作，但也难免会碰伤、碰坏砂型。因此，起模后应全面检查砂型的质量。发现问题，立即做必要的修整，以保证铸件的质量。如发现砂型局部型砂舂得不实而过于松软时，应用手或木锤将其进一步舂实；又如砂型结构中的尖角部位应修整为圆角；对起模过程中产生的落砂、砂型损坏，应当及时清理和修整。修整砂型时，一般应注意以下几方面：
(1)修整时，在修整的部位先用水浸润一下，然后再进行修整。用水时不可用得太多，否则不但浇注时会产生过多的气体，有时甚至修好的部位还会被金属液冲掉。
(2)当损坏的部位较大时，修整前应先把损坏部位的砂型表面型砂弄松。这样做的目的是使补上去的型砂能与原砂型牢固地结合在一起，保证铸件质量。
(3)砂型损坏的部位如果是一块比较大的薄层时，修整前应先将其型砂深挖去一些，然后再进行修整。否则浇注时易产生砂型脱皮现象。为此，在砂型造好后，对砂型上的一些薄壁表面、转角处、凸起的部位以及浇口周围等处，一般都要插入一定数量的铁钉，目的是固定该处砂型，以提高砂型的强度。实践证明，旧铁钉比新铁钉效果好。
铁钉的插法又可分为明插和暗插两种方式。明插是插入的铁钉同砂型表面平齐，浇注后钉头很容易与铸件熔合在一起，影响铸件的质量，但明插操作方便，不用修整砂型；暗插是将铁钉插入砂型表面以内，然后再用型砂修平，对铸件表面没有任何影响，但费工时。为了插入方便，操作前可先将钉帽打扁。在保证铸件质量的前提下，暗插铁钉工艺应尽量少用。
七、开设浇、冒口
浇口是金属液进入铸型中的一系列通道。浇口开得好坏，对铸件质量有很大的影响。如砂眼、气孔、缩孑L、浇不足和冷隔等缺陷，往往是因为浇口开得不好造成的。
完整的浇口系统通常是由浇口盆、直浇道、横浇道和内浇道四个部分组成。
某些简单的小铸件，往往只有浇口盆和直浇道。铸型的浇口，一般都因铸件结构形状不同、铸件的合金材料不同而异。开设浇口要注意以下几个方面的问题：
(1)浇口要做得表面光滑、形状正确，防止金属液将砂粒冲下带人型腔中。
(2)应使金属液能平稳地流人型腔，以免冲坏砂型和砂芯。[nextpage]
(3)为使金属液中的熔渣等杂质挡在横浇道中，一般内浇道不要开在横浇道的尽头、上面和直浇道的下面。
(4)内浇道的数目，根据铸件大小、壁厚而定。简单小铸件可开一道，大的薄壁铸件要多开几道。
另外，为了防止铸件上的肥厚部分产生缩孔，便于在凝固过程中进行补缩，往往在铸件的肥厚部分或铸件的最高处设置冒口。冒口同时还能起到排气、集渣作用。冒口的大小、数量因铸件的大小、结构、材料不同而异。
浇、冒口的工艺设计是保证铸件质量的关键因素之一。具体内容将在第五章中阐述。
八、上敷料和涂料
制好的砂型如果是湿砂型，通常需要用粉袋在型腔内撒上一层石墨粉等敷料。如果是干砂型，需要用排笔在型腔表面刷上一层液体涂料。
上敷料和涂料的目的是防止铸件产生粘砂，使铸件表面光洁。上涂料时要注意以下几点：
(1)涂料是一种悬浊液，很容易产生沉淀，使用前要注意搅拌均匀。
(2)通常需要多次涂刷涂料才能使铸型表面光洁。第一层涂料浓度宜大些，刷好后用镘刀修光，最后一层用较稀的涂料涂刷均匀即可。
(3)除型腔表面外，在分型面和型腔交接处，浇注系统以及芯头和芯座与型腔交接处也应涂刷适当的涂料层。
九、合箱
砂型的合箱，特别是复杂砂型的合箱，是一项细致的操作，对铸件的质量有很大的影响，如果操作不当，铸件可能产生错边、偏芯、气孔、砂眼等缺陷。
合箱操作时要注意以下几点：
(1)仔细检查砂型各个部分是否有损坏的地方。型腔中散落的废砂可用皮老虎或压缩空气吹出，也可用吸尘器吸出。
(2)检查砂芯尺寸及安放位置是否正确，并检查型腔各部分的厚度是否符合要求。
(3)必要时，合箱后再将上型吊起来，检查在合箱时有无压坏的部分。
(4)合箱后要将浇口和冒口盖住，防止废砂或杂物进入型腔。
十、砂箱的紧固
为防止浇注时上砂箱被金属液抬起，出现跑火(抬箱)现象，合箱后还必须做好砂箱的紧固工作。紧固砂箱时应注意以下几方面的问题：
1．合理放置压箱铁
在上砂箱顶面上放置压箱铁，目的是防止浇注时上砂箱被金属液抬起，保证浇注工作顺利进行。压箱铁必须对称地放置在上砂箱上，如果压箱铁放置得不对称，则上砂箱将产生一端抬起的现象。
2．对称紧固
上、下砂箱一般用夹钳或螺栓紧固。具体操作时应同时对称、交替紧固，不可一边紧固后，再紧固另一边。若不对称紧固，会在分型面处产生间隙，浇注时造成跑火的事故，甚至会造成压崩砂型的严重后果。
3．紧固的拆除
浇注结束后，不要立即拆除砂箱的压箱铁或其他紧固件，否则会因金属液未完全凝固而顶起上箱，造成跑火。
跑火是浇注时最容易产生的事故。除采取紧固措施外，常在合箱前把石棉线或黄泥条放在干砂型的分型面上，合箱后达到密封分型面间缝隙的目的。同时，再用黏土泥把上、下箱的接缝处抹住，这样做可以大大减少跑火现象。
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