覆膜砂铸造工艺

灰铁件铸造易产生的13种缺陷，原因与防止

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灰铸铁件由于造型制芯时造成的主要缺陷及其原因分析与防止方法

（1）气孔

特征及发现方法:

局部气孔:铸件的局部地方，出现的孔穴表面较干净光滑的单个气孔或蜂窝状气孔

用外观检查，机械加工或磁力探伤可以发现。

原因分析:

1.浇注系统设置不合理，使排气不畅通或产生涡流，卷入气体

2.砂型紧实度过高，降低了透气性

3.砂芯排气不良，或通气道堵塞

防止方法:

1.浇注系统的设置应考虑型腔内排气畅通及平稳流入铸型

2.砂型紧实度要求均匀，不宜过紧

3.砂芯排气要求畅通。合箱时，注意封死芯头间隙，以免铁液钻人，堵塞通气道

4.在铸件的最1高处，可设置出气孔或出气片等

5.起模和修型时，不宜刷水过多

6.对于大平面铸件，可采用倾斜浇注，出气孔处稍高，以利排气

7.芯撑和冷铁必须千净，无锈

（2）砂眼

特征及发现方法:

铸件的孔穴内含有砂粒

用外现检查，机械加工或磁力探伤可以发现

原因分析:

1.浇注系统位置不合适，如直对砂芯，或浇口太小，铁液冲刷力大。破坏局部砂型

2.由于模型结构设计不够好，发生粘模，覆膜砂铸造工艺窍门，而砂型又未修理好，或对铸件拐弯处未捣圆角

3.湿型在浇注前的停留时间过长，使干澡部分或凸出部位脱落

4.造型和合箱时的落砂，未清砂干净

防止方法:

1.浇注系统位置和大小合适

2.合理选择起模斜度和圆角，手工造型时，可压出圆角。成批生产中，模样应涂刷分型剂，以免粘模，并往意修理好损坏部位。

3.缩短湿型在浇注前的停留时间

4.合理选用芯头和芯座之间的间隙，以免合箱时压碎

5.合箱前，必须将型内落砂清扫干净，仔细合箱，并及时盖住浇冒口，以免重新掉入砂粒

（3）夹砂

特征及发现方法:

在铸件表面上，一层铁和铸件之间夹有一层型砂

用外观检查或机械加工可以发现

原因分析:

      铁液进人砂型后。使型面层的水分向内迁移，在离型面3~5mrn处形成高水分带。该处强度大大降低，易引起铁液潜入，或由于硅砂粒高温膨胀的应力使表面层鼓起，铁液钻入，形成夹砂。

1.砂型紧实度过硬或紧实不均匀

2.浇注位置不当；对于水平浇注的大平面铸件，有时由于铁液断续覆盖大平面的某处而产生夹砂

防止方法:

1.砂型紧实度不宜过紧，要求均匀，并加强透气

2.手工造型时，局部薄弱处，可插钉子加强

3.尽量使大平面朝下或置于侧面，减少铁液对上平面的烘烤面积和烘烤时间

4.对大平面铸件，浇注系统可分散布置，并适当加大内浇口截面，缩短浇注时间或倾斜浇

（4）粘砂

特征及发现方法:

铸件表面铁液与砂粘在一起，形成粗糙的表面，用外观检查可以发现

原因分析:

1.砂型紧实度不均匀或太小

2.涂料刷得太薄

防止方法:

1.适当提高砂型紧实度，减小砂粒间隙(保证透气性要求)，并捣实均匀

2.选用适当的涂料(多为石墨粉水涂料〕，并刷以一定的厚度，既能提高耐火性，又可以防止铁液钻入砂粒

（5）热裂

特征及发现方法:

裂纹处，带有暗色或几乎是黑色的氧化表面

用外观检查，透光法，磁力探伤，打压试验，煤油渗透等方法发现

原因分析:

1.砂芯和砂型的退让性差，铸件收缩受到阻碍

2.芯骨吃砂量太小或砂箱箱带离铸件太近，阻碍铸件收缩

3.内浇道设置过分集中，局部过热，增加应力

4.铸件的飞边过大，飞边处的裂纹，延伸到铸件上

防止方法:

1 .砂型紧实度要求适宜，并在型砂中可加入适量的锯末

2.改用较小的芯骨，使吃砂量适宜，并选用合理的砂箱

3.内浇道布置应适当分散

4.在铸件厚、薄交界处，可增设收缩肋

5.正确选择分型面位置，并使合箱时，尽量密合

（6）变形

特征及发现方法:

长的或扁平类铸件在靠近壁厚的一方凹入，成弯曲形

用外观检查，划线等方法发现

原因分析:

     由于铸件壁厚不均匀，冷却有先后，从而产生热应力，当其值大于该材质的屈服极限时，则产生变形和弯曲

防止方法:

1.厚壁处设置冷铁或内浇口开在薄壁处，创造同时凝固条件

2.模样上留出预变形曲率或增设加强肋

3.改善铸件结构

（7）错箱

特征及发现方法:

铸件沿分型面发生相对的位移

用外观检查或划线测量可以发现

原因分析:

1.模样尺寸不对或变形

2.砂箱或分型板定位不准确

3.合箱不准

4.模样在模板上的位置偏移

防止方法:

1.检查并修整模样

2.检查、修理或改换砂箱及分型板

3.注意准确地合箱

4.检查并调整模样在型板上的位置

（8）多肉

特征及发现方法:

铸件上有形状不规到的毛刺、披缝或凸出部分

用外观检查发现

原因分析:

由于铁液的压力作用，使型腔局部胀大造成。多半出现在下型如砂型紧实度不够或不均匀，局部太松等

防止方法:

适当提高砂型紧实度，并要求均匀捣实

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铸造厂现代化布局

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一般认为现代化就是指一个国家（地区）由落后的农业国家（地区）发展为先进的工业国家（地区）的历史过程。现代化的最基本内容就是工业化。所以一种观点认为，“广义的工业化过程就是现代化过程，具体是由狭义工业化和狭义现代化（高度工业化）两个时期组成”。按照此定义，结合铸造的特点，覆膜砂铸造工艺分享，我认为现代化的铸造厂就是整体布局合理、物流顺畅、环境宜人、生产过程大量采用机械化和自动化的铸造装备，就目前来说，人均年产铸件100t以上。

　　如何实现现代化的铸造厂

　　设计要合理

　　据统计，项目前期工作对项目投资的影响程度在70%～80%，因此，前期准备和规划相当重要，但许多企业往往忽视这一重要环节，项目不作总体设计，认为买谁的设备，谁管设计就行，自认为这样还可以省掉一笔设计费，这种想法是很不科学的，也是错误的，现实生活中很多例子已经证明这一点。例如：某厂在建设初期没有找正规设计单位，建设过程中多次实施不下去了，勉强实施完毕，已过去了5年！目前虽已投入生产4年，覆膜砂铸造工艺，但设备整体生产率只是设计能力的40%不到，且4年之中在不断改造，车间布局和物流都极不合理。还有某厂找了一个没有经验且不是本行业的设计单位设计，结果厂区物流不合理，厂区没有炉料库、砂库等，车间内物流更乱，一期建设没考虑二、三期的物流，导致目前二期、三期项目建设很难实施，生产区和生活区相互交错。

　　在此，特别说明铸造工程设计与其它工程设计不同，铸造工程设计一般要分两个阶段：初步设计和施工图设计。初步设计一般40天左右就可以完成，施工图设计一般4个月左右，而这两个阶段之间往往相隔较长时间，原因是初步设计完成后要进行设备订货，等设备资料齐全后才能进行施工图设计，而设备订货时间往往是6～7个月，有的甚至超过一年。

　　各工部设备要匹配

　　实践证明，不同的设备厂家，其生产的设备实际生产率和标称生产率是不同的，且相差很大，对于没有经验的设计单位，仅凭设备标称生产率选择设备很有可能造成铸造车间各工部不匹配，使生产过程出现瓶颈，从而影响整个系统生产率，据不完全统计，一般造型线由于各工部不匹配而占停机时间约为30~50%左右。例如某厂，在车间设计时引进了一条造型线，隆尧覆膜砂铸造工艺，但其它工部所有设备选用国产，投入使用后出现两个问题：一是其它工部设备故障率高，（设备档次不匹配）严重影响了造型线的开动率，使造型线处于半停产状态，导致产量减半；二是混砂能力不够，某些国产混砂机的混砂能力在实际应用中只能达到名义能力的一半左右，而设计时按名义能力考虑，因此，严重影响了造型线的开动率，导致造型线的生产率再次打折。这种状况坚持生产了三、四年，最后厂里痛下决心对砂处理工部进行了改造。由此可见，在设备选型时，一定要多了解各种设备的实际运行状况，结合企业自身铸件的需求，选择合适的设备，不能简单听信于设备厂商的宣传，力争使各工部设备生产能力协调、匹配。

　　设备尽量自动化

　　铸造厂要现代化，没有现代化的装备是不可能的，下面以潮模砂铸造工艺为例，从5个工部分别介绍一下目前先进的工艺和装备：

　　1. 熔化工部

　　熔炼工部除根据铸件材质选用合理的熔炼工艺外，最重要的是加配料系统自动化，目前新建先进的铸造厂，都采用自动加配料系统。比如电炉熔炼时主要由桥式起重机和电磁吸盘配置铁料，然后放入过渡料斗中，由料斗出口处的振动给料机加入到振动输送小车中，通过振动输送小车再加入电炉内。

　　炉前设置真空直读光谱仪。

　　合金料的称量、加入等，也是采用自动化形式。

　　2. 造型工部

　　造型设备是铸造车间的核心，采用“静压造型”工艺更易获得轮廓清晰、棱角分明、尺寸精1确的型腔，并且背部硬度分布合理，利于铸型的排气和铸件落砂，我国多数铸造企业已选用静压自动造型线。目前，先进的造型线可以达到：

　　（1）生产率120～180型/h；

　　（2）铸型背面平均硬度≥85GF 硬度单位；

　　（3）分型面平均硬度≥90GF 硬度单位；

　　（4）同一表面硬度差不超过±5%；

　　（5）多触头压力可以分区调节，一般分三区；

　　（6）错型量: ≤±0.2mm；

　　（7）合箱精度:≤±0.15mm；

　　（8）下芯精度:≤±0.2mm；

　　（9）铸件尺寸精度：不低于CT8级；

　　（10）铸件重量精度：达到MT7级；

　　（11）独立的润滑系统和润滑回油系统；

　　（12）砂芯由机器人从送芯辊道上抓起后直接下到型腔中；

　　（13）落砂机布置在冷却通廊内，减少噪声和粉尘污染；

　　（14）设备故障率可以达到1%；

　　（15）采用带称量和摄像的全自动浇注机；

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