铸件掉砂缺陷的成因及防止措施

■王荣

铸件掉砂缺陷的成因及防止措施

■王荣

摘要：系统分析和探讨了铸件掉砂缺陷的产生原因，提出了相应的防止方法，对铸造工作者有一定的借鉴作用。

掉砂缺陷是由于铸型表面在内力、外力或自重的作用下造成破坏而引起的。除了砂型或砂芯本身的缺陷，工作中的疏忽大意（如使用已经磨损或变形的工艺装备等）是产生掉砂的主要原因。笔者结合多年的生产实践经验并参阅有关资料，谈谈铸件掉砂的产生原因及其防止措施。

1. 模样

（1）模样及芯盒磨损 这是造成掉砂的主要根源。使用已经磨损的模样，会使芯座变小；反之，芯盒磨损会使芯头变大。两种情况产生的后果相同，都会造成掉砂。一旦发现模样和芯盒磨损，应在造成废品之前立即修复。

（2）起模斜度太小 这可能是设计或制造模样时出现差错所致，也可能是由于模具磨损所致。

（3）模样安装不正确既会压碎砂型，也会挤碎芯头，从而引起掉砂。模样按正确的位置重新安装，就可避免这一问题。

（4）上下模与模底板未对准 这也是模样安装不正确的一种形式，应将分开的上下模精确地对准各自的模底板。

（5）模板的定位销和定位套磨损 模板的定位销和定位套磨损，导销弯曲、孔径不符，或使用没有定位销的模板，其原因是对工艺装备长期使用而又不加维护。定位销和定位套要定期检验，合格之后才能使用。

（6）模样的芯头未做出适当标记 芯头未做标记，当操作者是新手时，可能会导致下错型芯。

（7）砂箱与模样间的吃砂量不够 应采用大一点的砂箱，或重新放置模样，以适应现有的砂箱。

（8）芯头过小，不足以支承型芯 应加大芯头，使其有足够的支撑力。

（9）上下模板变形或尺寸不符 这是由于所用的模底板太薄，刚度或强度太差所致。应当换用较厚的模底板，或在模底板下增加筋条。

（10）双面模板的刚度太差 应当避免使用刚度太差的双面模板。

2. 砂箱及其准备

（1）砂箱的定位销和定位套定位不准 砂箱的定位销和定位套磨损、定位销弯曲都会造成上下箱错位，使砂芯顶坏上型表面或芯座。定位销和定位套要定期检查，定位销和定位套的最大间隙量为 0.36mm，超过这个磨损量，应当立即更换。

（2）压铁太重 如果砂型强度不够，会压碎砂型。

（3）砂型的支承面积不够 模样在砂箱中所占面积过大，以致支承面积不足，压铁只由少量的型砂来支承，会压碎砂型。

（4）合型面翘曲不平 因磨损或变形造成合箱面翘曲，在夹紧砂箱或加压铁时会压碎砂型。如出现这种情况，需对合型面进行修复，如果不能修复，则应更换砂箱。

（5）造型机上的漏模板磨损 漏模板磨损会造成推力不匀，从而导致砂型表面刮坏及砂型变形。将变形的砂型进行合

型，是造成掉砂的一个常见的原因。

（6）套箱尺寸不符、内部脏污或扭曲 这都会对砂型造成过量的负荷，如果砂型强度不够，会造成掉砂；如果砂型强度足以承受这种负荷，则有可能在分型面上出现跑火。

（7）浇注底板不平、脏污或烧损 会使砂型底部受压不均，顶碎下型而造成掉砂。底板应在平台上进行校验，将其清理修整好，或视情况予以更换。

（8）浇注底板刚度不够 会使砂型下垂并变形导致掉砂，甚至使砂型破裂和跑火。

（9）上箱箱带设置不当 上箱的箱带设置不当，会使上箱下沉，在合型时造成掉砂。上箱太浅（或舂砂松软）也会引起掉砂。

3. 浇冒口系统

浇冒口系统本身不会引起掉砂，但如果横浇道距模样太近，会造成吃砂量不足引起掉砂。

4. 型砂

强度低的型砂比强度高的型砂更容易出现掉砂。

（1）湿拉强度低 会使上型沉陷。湿拉强度低通常是由于水分过多所致。大平面的上型尤其要防止型砂内含有过多的水分。

（2）湿退让性低 这也是造成掉砂的原因之一。

5. 制芯

（1）芯头过大，将使芯头不能合适地放在芯座中，从而在合型时引起掉砂。

（2）组芯未对准 将在合型时引起掉砂。

（3）砂芯沉陷变形 沉陷的砂芯在下芯或合型时，会造成掉砂。某些形状的砂芯，特别容易产生这种问题，如圆形或半圆形的砂芯，会因沉陷而变得不圆。树脂砂型芯产生沉陷变形的倾向比油芯更大。砂芯沉陷变形可能是由于搬动湿型芯粗心大意、砂芯未舂实、芯砂的湿强度低、芯砂中水分过多，以及芯棒、铁丝或芯骨架对砂芯的加固不够等原因造成的。

（4）砂芯翘曲 原因是其本身强度不够、硬化过快、或在硬化时支承不够而引起的。应在下芯前把这类有缺陷的砂芯挑剔出来。

（5）砂型涂料过厚 会导致其尺寸过大，在合型时引起掉砂。

6. 造型

造型是应特别重视的环节，在造型过程中任何一个环节的疏忽都会造成砂型破坏或挤坏。

（1）合型粗率不慎 翻转上型不当、粗率地搬运上型、或合型偏斜，都会造成掉砂。

（2）舂砂 型砂受力不匀，很容易造成掉砂。

（3）砂型安放 在浇注底板或平板上安放不当会造成掉砂。

（4）下芯不慎 有可能把砂型挤坏造成掉砂。

（5）用错或没有采用芯撑 会在合型或加压铁时造成型芯移动或错位，从而损坏型面。

（6）单头芯撑插入深度不当 这跟用错芯撑一样有害。砂芯缺少支撑，会在合型时造成型芯位移。

（7）砂型搬运不慎 造型或在输送线上运送砂型时，很容易挤坏砂型。

（8）压铁不当 安放压铁过重。

7. 浇注

（1）套箱安放不当 把套箱歪放在型砂上，或用力强套进去都会造成掉砂。

（2）使用脏污套箱 黏附在套箱上的脏物会挤坏砂型。

（3）安放压铁时过重 把压铁重重地放到砂箱上会挤坏砂型。

（4）浇包 把浇包或其他东西放在砂箱上同样会压坏砂型。

参考文献

[1] 机械工程学会铸造分会. 铸造手册[M]. 2版.北京：机械工业出版社，2002.

[2] 安阁英. 铸件形成理论[M].北京：机械工业出版社，1990. [3] 陆文华. 铸造合金及其熔炼[M]. 北京：机械工业出版社，2006.

20150416

作者简介：王荣，九江职业大学机电工程学院，教授，从事材料成型和机械设计制造等方面的教学和研究。