全面分析如何有效防止铸件夹砂

夹砂是一种“膨胀缺陷”，有“鼠尾”、“沟槽”和“夹砂结疤”三种形式，其特征是：铸铁表面有夹着砂子的细小纹路．条状沟槽以及结疤状凸起物高温铁水的冲刷和烘烤的热作用使砂型发生水分迁移和体积膨胀，致使表层翘起，挑起和开裂，这就是夹砂形成的机理。

1、制型砂的质量

型砂的质量必须控制。在这方面防止夹砂的对策有：选用粒度分散、形状不规则的原砂，湿型采用钠质膨润土或对钙质膨润土进行活化处理，适当增加膨润土的用量和减少型砂的含水量，加入适量的煤粉、重油、沥青粉、细木屑等“缓冲剂”、去除旧砂中的粉尘、保证型砂的混辗质量等。

2、选择合理的造型工艺

造型工艺是否合理对铸件产生夹砂有很大影响。铸件的浇铸时间和浇铸位置、铁水的上升速度、铸型的种类等必须选择适当。

（1）采用快速浇铸

砂型的表面总是要发生膨胀的，因此防止夹砂的决定因素是铁水是否能迅速覆盖和触及砂型的表面，并对砂型产生一定的压力。快速浇注能使铁水在铸件产生夹砂的“临界时问”之前充满铸型，不给予砂型产生膨胀和形成高水区的充分时间。有人用高速摄影机观察到：如果上砂型受烘烤后在局部发生垂下的瞬间，铁水能立刻触及，则铁水有可能把垂下的砂块托回原处。由此可见， 快速浇铸能利用铁水的压力来对付砂型的膨胀。

浇铸速度的快慢主要取决于浇口截面的大小。灰铸铁件浇口截面如用下面的简易计算公式计算，能实现快速浇注。

平面较大的铸件M取0.8~1.2；平面很大、薄壁的铸件取1.2~1.5；湿型件宜取中、上限。

生产实践征实，上述公式是可靠的，如果铸件存在夹砂缺陷，必须检查该铸件所用的浇口截面积是否在“快浇”的范围之中。对于大平面的铸件宜用尺寸较大的浇口杯，多道薄片状的内浇口或是缝隙浇口．使铁水迅速、平稳、不间断地盖住所浇到的平面，避免砂型局部过热。浇口比例常用半封闭或开放式。

（2）提高铁水的上升速度

铁水在砂型中应有较高的上升速度，以减低上砂型受烘烤的程度铁水的上升速度与浇注方案有关。自下而上充型的倾斜浇铸方法（一般倾斜3°--15°）。能避免分散的铁水流，利于砂型的排气、减少铁水对砂型的热幅射和提高铁水的上升速度。而平傲立浇的工艺则更能显著提高铁水的上升速度。

（3）选用恰当的浇铸位置

铸件的浇铸位置必须有利于铁水平稳充型和型腔气体的排除，否则，会导致夹砂的缺陷。

（4）采用适宜的铸型

根据铸件的大小选择适宜的铸型。湿型一般适用于小件和平面不大、壁不厚的中件对于中、大的板类和厚壁件宜采用表干型和千型。一些大型平板可用热膨胀小、导热性好和热容量高和石墨粉砂或耐火砖作下型，既能重复使用，又能有效地防止夹砂。

（5）增加砂型的排气

及时地排除型腔的水蒸汽及其它气体能有利于铁水的快速充填和减轻高温气流对砂表层的起拱作用，有益于降低水分凝聚区的水量和使其位置内移。因此在砂型上多放明出气冒口，分散排气是十分重要的。

3、确保砂型的制造质量

砂型的制造质量涉及产生夹砂的“临界时间”。如何精细地造型，提高砂型的整体强度，是防止夹砂的关键。

（1）舂砂要紧实和均匀

砂型应舂得紧实均匀，避免局部过紧和分层。湿型不要求过高的紧实度，而表干型和下型应有足够的紧实度。大型铸铁件防止夹砂的经验是： “人工用直径10-15 mm粗的钢钎都无法插进砂型”。由此可见防止夹砂要注重砂型的刚性当然增加砂型紧实度会影响砂型排气，与之相应的重要手段是多扎气眼， 并尽可能接近砂型表层造型时要注意砂箱的箱带和挂钩不能离型面太近，芯骨也不能距砂芯表面过近，因为会引起舂砂不均舂砂时首层填砂不可过薄，特别是在模型表层木板较薄时，木板的弹性会使砂型分层。刮板的造型操作要特别小心， 以墁刀削砂成型为主，刮板刮砂时不能过分用力， 以免使砂型分层。

（2）细心修型和上好涂料

修型时不能过度地修磨砂型，这样易把水分引到砂型表面，形成硬块且与本体分离。砂型损坏之处要划毛后修补，不宜刷水过多。浇口附近、凸台边缘、大平面及铁水断续流经的部位应插钉加固。插钉呈梅花状，使砂型有一个整体的强度。涂料是砂型的保护层，要上好。修型后宜让砂型阴干一段时间再上涂料，以利涂料的渗透。涂料**刷两遍，**遍上浓涂料，并用墁刀压一遍，第二遗上较稀一点的涂料。

（3）控制烘干范围

砂型干燥不好也容易产生夹砂。为此砂型应有正确的烘干范围。干燥炉开始不能升温过快，否则会使砂型外层存在较大的温度差，以致开裂。保温要有充裕的时间，以确保砂型烘干透彻。配箱后应尽快浇注，以免返潮。

4、搞好浇铸工艺和操作

为了防止夹砂缺陷，在浇铸工艺方面，应在保证不出现其它缺陷的前提下，力求用较低的浇铸温度，在浇铸操作上，应避免断流和尽量用较快的速度浇铸。