探究包砂形體在大型機床中的運用

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1床身包砂形體排氣芯撐的設計和應用

(1)設計排氣芯撐要滿足的要求：①芯撐內孔要滿足砂芯排氣的要求。②要容易密封，澆注時鐵水不會灌入，這是鑄件成敗的關鍵因素之一，因此，排氣芯撐的外部形狀取決各自的密封能力。③所設計排氣芯撐要便于埋砂和引氣操作。④排氣芯撐在鑄件中相當于內冷鐵，因此要盡量減少其激冷能力，使其較好地與鑄件熔和在一起，并減小出氣芯撐周圍的白口區域，減少在排氣芯撐周圍產生裂紋的可能性。

(2)排氣芯撐的選用和定位：δ為鑄件壁厚，材料應選用與鑄件同牌號的材料，表面糙度為Ra12.5μm，排氣芯撐須無油、無銹；25mm端埋在砂芯中，主要是防止排氣芯撐與砂芯結合不好而漏氣；上端2mm深V型槽用于放泥條以便于封住氣體，不至于氣體串到鑄型內。經生產實踐，排氣芯撐結構尺寸參數較適合。排氣芯撐的定位準確與否，是鑄件成敗的關鍵。所以排氣芯撐在砂芯上的位置必須定位準確。砂芯中排氣芯撐的定位如圖2所示。制芯時將一適當大小的圓鋼插入芯撐定位塊的中心孔內，直到砂芯中部的焦炭塊或舊砂塊位置即造出砂芯的排氣道。待砂芯制好后將排氣芯撐鑲入該位置，并填滿砂，刷涂料即可，同時在外模上同樣定出排氣芯撐位置。形體時在該位置擺放出氣棒作為排氣通道，有利于排氣芯撐將砂芯中因受熱而產生的氣體順暢排到砂型外。排氣芯撐的排氣孔在鑄件清理時應妥善處理，當該處為加工面時應按有關塞堵要求塞補，當該處為毛坯面時，用鐵棒鑲入焊好磨平即可。

(3)包砂砂芯表面一定要刷涂料。包砂砂芯表面刷涂料才能保證砂芯中的氣體定向排出，若不刷涂料，砂芯中氣體在砂芯孔隙中亂竄，不能保證獲得健全的鑄件。

(4)為防止砂芯漂移，設計專用的抗浮力芯撐。在澆注過程中，被封砂芯既要受到浮力，同時還受到鐵液上升的浮力及推動力作用，要確保泥芯不漂移，除在砂芯上放排氣芯撐外，還要使用足夠的鑄鐵抗浮力芯撐。抗浮力芯撐的設計，與普通抗浮力芯撐一樣，要充分考慮在高溫條件下芯撐有足夠的強度，即抗壓強度。抗浮力芯撐的使用數量，要充分考慮金屬液的密度、包砂型芯的體積、砂芯的高溫抗壓強度、砂芯的面積和安全系數，一般安全系數取1.2～1.5。抗浮力砂芯結構圖見圖3。生產實踐證明，抗浮力芯撐的使用數量和抗浮力鑄鐵芯撐結構尺寸。

2包砂形體鑄件內應力的改善

在包砂形體工藝中，砂芯不清除，因此，應使砂芯在冷卻過程中體積有所減小，才能保證機械阻礙應力的減小，以至消失。影響砂芯體積變化的主要因素為砂芯的緊實度、強度和燒損率。樹脂砂有高強度和高溫潰散性好的特點，在制芯過程中樹脂砂芯的工作面應有適當的緊實度、強度，但在中心部位緊實度、強度應降低，心部砂芯中的焦炭塊或舊砂塊心部潰散內縮、形成一定量的中空形式，內縮后總體積有所減少，從而保證砂芯受熱內縮而不阻礙鑄件的收縮，盡量減少鑄造應力。包砂鑄件保溫時間的確定包砂被高溫鐵液加熱后，由于無散熱通道，其降溫速度較慢，鑄件的冷卻速度比一般鑄件冷卻慢，所以，澆注后期保溫時間也應相應延長。

作者：劉勇單位：內江職業技術學院