趙健東，徐鵬波

(共享鑄鋼有限公司，寧夏銀川 750021）

0 前言

在傳統(tǒng)的水電類(lèi)鑄鋼件砂型鑄造領(lǐng)域，一般為節(jié)約成本，使用組芯造型方法生產(chǎn)。由于砂型鑄造屬手工造型，且在設(shè)計(jì)時(shí)為使砂芯順利組配，砂芯對(duì)接處會(huì)設(shè)計(jì)對(duì)接余量，因此砂芯組配完畢后，對(duì)接處必定會(huì)出現(xiàn)大小不一的縫隙，使鑄件在澆注時(shí)會(huì)出現(xiàn)批縫問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)澆注安全事故。

1 研究目的

傳統(tǒng)砂型鑄造組芯造型生產(chǎn)領(lǐng)域，以某水電環(huán)類(lèi)鑄件為例，如圖1 所示，吊運(yùn)砂芯按照設(shè)計(jì)定位尺寸裝配后流砂澆注，此種成型方法優(yōu)點(diǎn)在于層成型費(fèi)用低，只需2 個(gè)芯盒，包括芯盒a、芯盒b，其中芯盒a 成型內(nèi)部砂芯（1），芯盒b 成型外部砂芯（2），每個(gè)芯盒制作5 個(gè)砂芯即可，且操作簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)在于砂芯與砂芯之間的對(duì)接頻繁出現(xiàn)縫隙，行業(yè)內(nèi)稱之為披縫，包括橫披縫和豎披縫。橫披縫可以使用封箱泥條鋪在底部砂芯上部利用外部砂芯自重封閉縫隙，但豎披縫目前無(wú)行之有效的處理方法。以至于澆注時(shí)鋼液沿砂芯對(duì)接縫隙流出，形成鋼片，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使鋼液溢出砂箱跑火，使鑄件報(bào)廢，為企業(yè)帶來(lái)不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。

圖1 水電環(huán)類(lèi)半成品砂芯組芯輪廓圖

現(xiàn)有的組芯造型方案存在以下問(wèn)題：

（1）澆注時(shí)鋼液沿砂芯對(duì)接縫隙流出，形成鋼片，為鑄件帶來(lái)質(zhì)量問(wèn)題。

（2）縫隙尺寸過(guò)大時(shí)會(huì)使鋼液溢出砂箱跑火，使鑄件報(bào)廢，為企業(yè)帶來(lái)不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。

2 新型工藝方案實(shí)施方法

2.1 方案設(shè)計(jì)思想

旨在研究一種水電鑄件組芯造型時(shí)披縫處理方法，目的在于解決砂芯對(duì)接處豎狀披縫，防止?jié)沧r(shí)鋼液溢出，造成跑火事故，保證半成品質(zhì)量。

2.2 鑄件模型工藝設(shè)計(jì)

提供一種水電鑄件組芯造型披縫處理方法，主要采用在芯盒內(nèi)部加裝填料的方式。如圖2 所示，芯盒a 主要包括填料a、側(cè)擋板a、活料a，在芯盒a 內(nèi)部芯頭面處分別安裝10mm 厚消失模填料，形狀與芯盒邊緣隨形，填料一側(cè)與側(cè)擋板接觸，一側(cè)與活料接觸。流砂制作內(nèi)部砂芯，砂芯成型后內(nèi)部砂芯單邊各形成10mm 厚的缺量區(qū)域。如圖3 所示，芯盒b 主要包括填料b、側(cè)擋板b、活料b，芯盒b 側(cè)擋板加裝10mm 厚填料b，形狀與芯盒b 隨行，如圖4，外圈砂芯成型后單邊缺量區(qū)域形成10mm 厚的外部砂芯缺量區(qū)域，如圖5。

圖2 芯盒a 結(jié)構(gòu)圖

圖3 內(nèi)部砂芯結(jié)構(gòu)圖

圖4 芯盒b 結(jié)構(gòu)圖

圖5 外部砂芯結(jié)構(gòu)圖

2.3 方案現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施

以上述水電鑄件半成品為例：

（1）內(nèi)部砂芯制作完成后，根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸組配砂芯，每個(gè)豎披縫區(qū)域形成規(guī)格20mm 內(nèi)部砂芯活面縫隙，活面縫隙內(nèi)部鑲嵌釘子充當(dāng)骨架，填充樹(shù)脂砂，緊實(shí)后活面縫隙處加裝寬80mm，厚10mm 木工板，使用釘子緊固，形狀與內(nèi)部砂芯對(duì)接處隨形。待樹(shù)脂砂硬化后，去除木工板，處理表面，表面刷涂料，如圖6 所示。

圖6 內(nèi)圈砂芯裝配圖

（2）外部砂芯裝配后每個(gè)豎披縫處形成規(guī)格10mm×10mm 缺量區(qū)域b，下芯時(shí)砂芯結(jié)合面部位加裝封箱泥條，封堵披縫，如圖7 所示。之后進(jìn)行流砂造型、烘箱、澆注。

圖7 外圈砂芯圖

3 結(jié)果

縫隙封堵完畢后，鑄件澆注過(guò)程中與鋼液接觸的縫隙修補(bǔ)部位表面質(zhì)量及強(qiáng)度將與其余部位相同，避免澆注時(shí)高溫鋼液進(jìn)入組對(duì)縫隙而產(chǎn)生的一系列問(wèn)題。

4 結(jié)論

組芯造型使用以上豎披縫處理方法，具有以下優(yōu)勢(shì)：

（1）提高產(chǎn)品質(zhì)量：消除砂芯組對(duì)縫隙，提高鑄件表面質(zhì)量及尺寸精度。

（2）放散砂進(jìn)入鑄件：消除砂芯組對(duì)縫隙，阻止砂芯外部散砂進(jìn)入型腔。

（3）提高澆注安全性：封堵澆注時(shí)高溫鋼液溢出路徑，保證澆注安全性。