鑄件掉砂缺陷的成因及防止措施

■王榮

鑄件掉砂缺陷的成因及防止措施

■王榮

摘要：系統分析和探討了鑄件掉砂缺陷的產生原因，提出了相應的防止方法，對鑄造工作者有一定的借鑒作用。

掉砂缺陷是由于鑄型表面在內力、外力或自重的作用下造成破壞而引起的。除了砂型或砂芯本身的缺陷，工作中的疏忽大意（如使用已經磨損或變形的工藝裝備等）是產生掉砂的主要原因。筆者結合多年的生產實踐經驗并參閱有關資料，談談鑄件掉砂的產生原因及其防止措施。

1. 模樣

（1）模樣及芯盒磨損 這是造成掉砂的主要根源。使用已經磨損的模樣，會使芯座變小；反之，芯盒磨損會使芯頭變大。兩種情況產生的后果相同，都會造成掉砂。一旦發現模樣和芯盒磨損，應在造成廢品之前立即修復。

（2）起模斜度太小 這可能是設計或制造模樣時出現差錯所致，也可能是由于模具磨損所致。

（3）模樣安裝不正確既會壓碎砂型，也會擠碎芯頭，從而引起掉砂。模樣按正確的位置重新安裝，就可避免這一問題。

（4）上下模與模底板未對準 這也是模樣安裝不正確的一種形式，應將分開的上下模精確地對準各自的模底板。

（5）模板的定位銷和定位套磨損 模板的定位銷和定位套磨損，導銷彎曲、孔徑不符，或使用沒有定位銷的模板，其原因是對工藝裝備長期使用而又不加維護。定位銷和定位套要定期檢驗，合格之后才能使用。

（6）模樣的芯頭未做出適當標記 芯頭未做標記，當操作者是新手時，可能會導致下錯型芯。

（7）砂箱與模樣間的吃砂量不夠 應采用大一點的砂箱，或重新放置模樣，以適應現有的砂箱。

（8）芯頭過小，不足以支承型芯 應加大芯頭，使其有足夠的支撐力。

（9）上下模板變形或尺寸不符 這是由于所用的模底板太薄，剛度或強度太差所致。應當換用較厚的模底板，或在模底板下增加筋條。

（10）雙面模板的剛度太差 應當避免使用剛度太差的雙面模板。

2. 砂箱及其準備

（1）砂箱的定位銷和定位套定位不準 砂箱的定位銷和定位套磨損、定位銷彎曲都會造成上下箱錯位，使砂芯頂壞上型表面或芯座。定位銷和定位套要定期檢查，定位銷和定位套的最大間隙量為 0.36mm，超過這個磨損量，應當立即更換。

（2）壓鐵太重 如果砂型強度不夠，會壓碎砂型。

（3）砂型的支承面積不夠 模樣在砂箱中所占面積過大，以致支承面積不足，壓鐵只由少量的型砂來支承，會壓碎砂型。

（4）合型面翹曲不平 因磨損或變形造成合箱面翹曲，在夾緊砂箱或加壓鐵時會壓碎砂型。如出現這種情況，需對合型面進行修復，如果不能修復，則應更換砂箱。

（5）造型機上的漏模板磨損 漏模板磨損會造成推力不勻，從而導致砂型表面刮壞及砂型變形。將變形的砂型進行合

型，是造成掉砂的一個常見的原因。

（6）套箱尺寸不符、內部臟污或扭曲 這都會對砂型造成過量的負荷，如果砂型強度不夠，會造成掉砂；如果砂型強度足以承受這種負荷，則有可能在分型面上出現跑火。

（7）澆注底板不平、臟污或燒損 會使砂型底部受壓不均，頂碎下型而造成掉砂。底板應在平臺上進行校驗，將其清理修整好，或視情況予以更換。

（8）澆注底板剛度不夠 會使砂型下垂并變形導致掉砂，甚至使砂型破裂和跑火。

（9）上箱箱帶設置不當 上箱的箱帶設置不當，會使上箱下沉，在合型時造成掉砂。上箱太淺（或舂砂松軟）也會引起掉砂。

3. 澆冒口系統

澆冒口系統本身不會引起掉砂，但如果橫澆道距模樣太近，會造成吃砂量不足引起掉砂。

4. 型砂

強度低的型砂比強度高的型砂更容易出現掉砂。

（1）濕拉強度低 會使上型沉陷。濕拉強度低通常是由于水分過多所致。大平面的上型尤其要防止型砂內含有過多的水分。

（2）濕退讓性低 這也是造成掉砂的原因之一。

5. 制芯

（1）芯頭過大，將使芯頭不能合適地放在芯座中，從而在合型時引起掉砂。

（2）組芯未對準 將在合型時引起掉砂。

（3）砂芯沉陷變形 沉陷的砂芯在下芯或合型時，會造成掉砂。某些形狀的砂芯，特別容易產生這種問題，如圓形或半圓形的砂芯，會因沉陷而變得不圓。樹脂砂型芯產生沉陷變形的傾向比油芯更大。砂芯沉陷變形可能是由于搬動濕型芯粗心大意、砂芯未舂實、芯砂的濕強度低、芯砂中水分過多，以及芯棒、鐵絲或芯骨架對砂芯的加固不夠等原因造成的。

（4）砂芯翹曲 原因是其本身強度不夠、硬化過快、或在硬化時支承不夠而引起的。應在下芯前把這類有缺陷的砂芯挑剔出來。

（5）砂型涂料過厚 會導致其尺寸過大，在合型時引起掉砂。

6. 造型

造型是應特別重視的環節，在造型過程中任何一個環節的疏忽都會造成砂型破壞或擠壞。

（1）合型粗率不慎 翻轉上型不當、粗率地搬運上型、或合型偏斜，都會造成掉砂。

（2）舂砂 型砂受力不勻，很容易造成掉砂。

（3）砂型安放 在澆注底板或平板上安放不當會造成掉砂。

（4）下芯不慎 有可能把砂型擠壞造成掉砂。

（5）用錯或沒有采用芯撐 會在合型或加壓鐵時造成型芯移動或錯位，從而損壞型面。

（6）單頭芯撐插入深度不當 這跟用錯芯撐一樣有害。砂芯缺少支撐，會在合型時造成型芯位移。

（7）砂型搬運不慎 造型或在輸送線上運送砂型時，很容易擠壞砂型。

（8）壓鐵不當 安放壓鐵過重。

7. 澆注

（1）套箱安放不當 把套箱歪放在型砂上，或用力強套進去都會造成掉砂。

（2）使用臟污套箱 黏附在套箱上的臟物會擠壞砂型。

（3）安放壓鐵時過重 把壓鐵重重地放到砂箱上會擠壞砂型。

（4）澆包 把澆包或其他東西放在砂箱上同樣會壓壞砂型。

參考文獻

[1] 機械工程學會鑄造分會. 鑄造手冊[M]. 2版.北京：機械工業出版社，2002.

[2] 安閣英. 鑄件形成理論[M].北京：機械工業出版社，1990. [3] 陸文華. 鑄造合金及其熔煉[M]. 北京：機械工業出版社，2006.

20150416

作者簡介：王榮，九江職業大學機電工程學院，教授，從事材料成型和機械設計制造等方面的教學和研究。