许福兰

（山西榆次液压件厂技校，山西 榆次 030601）

箱体类铸件一般采用树脂自硬砂工艺造型生产，由于铸件内腔结构复杂，砂芯尺寸大小不一，箱体铸件生产中较容易出现气孔、砂眼、裂纹及粘砂（烧结）等铸造缺陷，废品率较高，严重影响了生产及配套任务的完成。

1 气孔缺陷分析及控制措施

箱体铸件气孔常出现在铸件的上表面和内腔砂芯处，孔径约5mm～20mm，表面光滑。呋喃树脂是有机黏结剂，当高温铁水注入型腔后，在高温作用下，金属与砂型、涂料等界面发生复杂的物理化学反应，迅速产生大量的气体，使型腔内的气压增大，当气体压力大于铁液对砂型的压力时容易产生侵入性气孔。另一方面砂芯、砂型工作表面烘干不充分，残留发气物含量过高、型腔排气不通畅也是产生气孔的重要原因。

通常控制砂块的发气量可减少铸件气孔缺陷，发气量往往随树脂和固化剂的加入量增加而增大，在再生砂的含泥量（≤0.2%）、含尘量（≤0.5%）及灼减量（≤0.4）稳定条件下，铸铁件生产线树脂的加入量一般控制在0.9%～1.0%左右，从而砂块的发气量一般可稳定在10ml/g～l4ml/g；保证型芯烘烤充分，合箱前用柴油喷灯将型腔表面高温补烘，补烘时间40s～60s，可减少砂型发气量；增设铸件出气冒口；合箱时保证排气通道畅通；浇注过程中，及时点火引气。这些过程控制操作规范化，对减少铸件气孔缺陷也是行之有效的，减少砂芯的发气量可减少铸件气孔缺陷，对厚实的芯，在短时间（2 h～3 h）内无法充分干燥，可用压力“吹气法”来减少砂芯的水分和反应不充分的三乙胺残余气体。“吹气法”具体操作如下：芯在涂料点燃后，随即用0.5mPa～0.6 MPa压缩空气从砂芯排气孔处吹入高压气体，而此时砂芯内部温度高达150℃～160℃，砂芯内残留的有机物及水分在高温及压力差的作用下，被强制性从其他排气孔排出，其排出气体呈白色油烟、刺激性气味且可燃，这样将有利于减少砂芯内部的三乙胺残余气体量，从而降低砂芯的发气量。

2 砂眼缺陷分析及控制措施

砂眼及偏芯缺陷主要是由于操作不当引起。

箱体模具，其尺寸精度也较高，如在下芯（组芯）之前没有将砂芯表面的浮砂及堆积在芯头（座）的涂料刮掉，就会造成砂芯下不到位的现象，在后续的配箱过程中容易发生相碰擦砂现象，碰掉的砂粒落入型腔，则产生砂眼缺陷，而不到位的砂芯则产生偏芯、断芯等缺陷。

针对砂眼缺陷采取的控制措施有：编制操作指导书等工艺文件，并配套制作相应的组芯、下芯样板，对工人进行操作技能培训，保证工艺操作规范。

3 粘砂缺陷分析及控制措施

箱体的泥芯是冷芯盒芯，砂芯形状复杂，其大部分均被铁水包围，由于树脂砂铸型导热性差，铁液冷却凝固速度慢，而冷芯盒砂芯的高温强度低，经分析认为：涂料对砂芯的表面渗透层太浅及涂料自身的耐火度不够，导致涂料抗金属渗透性较差，是造成烧结粘砂的原因。

对铸件粘砂的控制措施有：泥芯由冷芯盒制芯改为热芯盒制芯，可提高泥芯的强度，同时降低其发气量；泥芯由醇基涂料改为施涂双层高温性能水基涂料，减少对砂芯表面层的损坏，起到了良好的防烧结效果；浇注时选择较低的浇注温度，浇注温度控制在l 350℃～l 380℃较为合适，温度过高会加大芯烧结倾向；温度过低会造成铸型排气不良，增加气孔倾向。

4 箱体铸件裂纹分析及防止措施

箱体铸件是一种常见的机械零件毛坯，较大的箱体铸件，尤其箱体薄壁铸件容易产生裂纹缺陷。

裂纹产生原因主要是由铸造应力引起，其中影响最大的是热应力和收缩应力。收缩应力也称机械应力，是指铸件在冷却和凝固过程中，受到铸型的阻碍，不能自由收缩，产生了应力。热应力是指由于铸件壁厚不一致，较薄处先冷却凝固，壁厚处和热节区后冷却凝固，结果后冷却凝固的部位产生的收缩，受到先凝固部位的阻碍，产生了热应力。当铸型阻碍收缩产生的收缩应力，超过铸件此时的强度极限时便产生了冷裂纹。当后凝固区域在受到先凝固区域阻碍产生拉升，而拉升产生的空隙又得不到理想铁液的及时补充时，就会产生小区域的割裂，这些割裂的尖端会产生应力集中，形成裂纹源。在随后的冷却收缩的作用下，会产生热裂纹。

防止裂纹的措施：增加型芯和砂箱的退让性，减小铸件的收缩阻碍，是防止冷裂的有效措施；合理布置横浇道和内浇道，减少浇注系统对铸件产生的收缩阻碍；采用开放式浇注系统，缩短浇注充型时间，尽量使铸件温度分布趋于合理；为使铁水在上箱充型时流动性较好，将原来底注式浇注系统改为顶注式，避免大平面出现冷隔缺陷；控制好铸铁化学成分，减少铁液的过冷倾向，并保证适当的浇注温度（1330℃～1380℃）；浇注前除渣干净，浇注时不断流；浇注后及时卸掉锁箱螺栓，以减小收缩应力；合理控制开箱时间；开箱和切除浇冒口时，不允许猛打乱敲，以免震裂箱体；保证恰当的化学成分、合适的铸型材料、合理的铸造工艺以及严格的操作规程，都是避免出现裂纹，提高铸件质量的有效办法。

5 结束语

针对具体的箱体铸件进行工艺性分析，分析产生气孔、砂眼、粘砂、裂纹缺陷的原因，分别采取相应的控制措施，即可提高铸件质量，降低铸件综合废品率。

［1］周大恂.箱体铸件裂纹分析及防止措施［J］.西南工学院学报，1997（02）：77-78.