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随着对中小铸件的质量要求不断提高，覆膜砂制芯工艺得到越来越广泛地运用
。笔者长期与射芯机和射芯模打交道，在实践中不断思考和分析射砂成型的原理，今得到了一些理性认识
，同时也积累了一些设计经验
，现总结如下
，以供同行们参考。

1

、原理

不同的铸件，就有不同的砂芯形状，也就有不同的模具型腔与结构，但万变不离其宗：射砂过程就是所射“砂”的动能在型腔内衰减的过程
。也就是说
，如砂芯某一处没射足或没射致密


，我们可以理解为：当“砂”到达该处前动能已衰减至零。

2、认识

根据动能P=1/2mv2的原理
，可得出以下各点认识
：

2.1 射口宜小不宜大

在射砂压力确定以后，“砂”的动能由m和v的决定
，但由于v是平方关系，所以
，“砂”的速度（v）相对“砂”的质量（m）来说更重要

。通常的射口为φ8、φ10
、φ12，极少有φ12以上的。

2.2 把合模间隙（无论是冷态时还是热态时）控制在0.2mm以下
，是射砂成型良好的关键
。

我们理解

，“砂”是被“气”裹挟着充型的
，“砂”的速度决定于裹挟它的“气”的压力，所以，避免射砂后，“气”快速泄漏是关键所在
。当然充型完之后，保持型腔适当排气也是不可少的。实践证明，只有把射芯模左右（或上下）模具合模间隙控制在0.2mm以下，才能确保射制出良好的砂芯。不仅如此，对于大型腔
，笔者提醒注意：靠近射口附近型腔的“排气能力”不宜太好，即不放排气塞，少放顶杆等。

2.3 在离射口远的远端要有充分的排气

通常的情况是“头痛医头
，脚痛医脚”，在型腔的中部往往也有局部不致密的情况，这肯定是由于
：此处窝“气”，而不是此处“砂”无动能
。解决这种现象的方法：主要选择增加远端排气能力
，其次才是在“窝气”处适当加装“排气塞”（如型腔中间部分的孔、封闭腔）
。更多的情况是，当远端排气能力增加后
，此处的“窝气”就不见了。草率地在窝气处加装“排气塞”或“排气槽”，有可能会出现远端射不好的风险（中间动能衰减太大）。

现实中，人们往往在型腔的中间部位加装“排气塞”和“排气槽”
，而且非常普遍和随意
。型腔的排气塞、排气槽是星罗棋布的。笔者认为
，型腔内除了适当加装顶杆外（也有排气功能）
，所有的排气都应放在远离射口的远端，而且是越多越好（以不喷砂为原则），这样既不影响射“砂”过程中的动能损耗，又解决了射“砂”后的排气问题
。

2.4 缩短射“砂”行程
、多射口
、射口设置在阻挡“物”少的位置等都有利于降低射“砂”动能的衰减

，这些都有助于射制出良好的砂芯。

2.4.1 如图1所示

：当L较大（＞400）时，图1射砂方式不如图2射砂方式利于射砂成型。“砂”在型腔中的行程越短，充满型时的动能衰减越小

。

2.4.2图2中设计了三个射口（根据需要，也可以选择四个或五个射口），较图1两个射口相比，可缩短射砂时间
，有利于快速成型。

2.4.3射口要设置在阻挡小的位置，即射口正对的型腔通道上尽量少阻挡“物”，以减小动能损失，尤其是靠近射口处的阻挡“物”
，对刚射入型腔内的“砂”动能损失影响更大
。对于壳型模具，通常会在型腔中人为增设射砂通道，既利于成型又增加了壳型的刚性

。

3、经验

笔者在认识的基础上总结出了一些经验，可供同行们参考。

3.1 射砂压力控制在0.25MPa～0.45MPa为好

良好的型腔远端排气，可有效降低射砂压力，减小模具型腔的磨损，有利于提高模具寿命
。

3.2 热态“碰模”很重要

对于一些曲面分型的模具，冷态合模良好，但模具加热后，由于动定模具膨胀不一致，合模销、套卡死从而合模不到位
，因而会影响射砂成型。这时候

，应该请模具钳工在模具加热到200℃左右时继续“碰模”，直至合模间隙≤0.2mm
。

 3.3 尽量减小分型面的接触面积

建议在型腔四周留30mm宽的接触面
，其余部分（除复位杆等需要外）都加工至平面下3 mm ～5mm
，以减少合模不到位的可能性（射砂后因砂粒等粘在分型面上）。

3.4 测温点的位置应远离加热管（距加热孔边缘≥40mm）

通电后
，加热管四周很快升温，如测温点靠加热管太近，则温控仪测的温度很快就到达设定温度（220℃～250℃）
，交流接触器就会断开，但断开后不久，测温点温度马上降低到设定温度之下
，交流接触器迅即通电
，但通电后不久又断电
，断电后不久再通电
，如此反复，不仅使电器元件易于损坏，而且模具温度上升很慢，热损失加大，生产效率很低

。

3.5 开合模平行度≤0.2mm

笔者曾遇到设备动、定模板平行度达2mm的情况，模具合上后
，或上或下或前或后有≥0.2（有的甚至大于1mm以上）的缝隙
，射“砂”时局部喷砂
，砂芯射不完整而且不致密。根本原因是设备动、定模板平行度超标，亦或是模具左右（或上下）背面间的平行度超标造成的。

3.6 模具加热后顶板运动要自如

顶板通常由两块组成，一块底板，一块夹板
。通常要求
：夹板压紧底板后
，顶杆不能被夹死，要能转动自如（随形顶杆需防转除外），同时
，当模体加热膨胀后，顶杆在顶板内有左右膨胀位移的空间（将底板上顶杆孔铣成腰形）而不至发生因模体内顶杆随模体膨胀、顶板内顶杆没有随顶板膨胀（或膨胀不够）
、又没有位移空间而造成顶杆倾斜
、憋死、活动不自如的现象。一旦顶杆倾斜
、憋死、活动不自如
，则合模就难以合好，射砂则会出现喷砂、泄气等，就难以射出良好的砂芯。

3.7 相邻型腔间的距离≥20mm

为防止相互窜气
，在设置多个型腔时，笔者建议型腔间的距离不小于20mm

，为杜绝窜气，在相邻型腔间分型面中央加工一道3mm～5mm沟槽，在沟槽中钻一到数个φ4～φ5的孔，与外界相通，可有效阻断型腔间的窜气。

4、结束语

要射出高质量的砂芯
，首先要有合乎要求的制芯设备及模具，其次要选择合适的操作参数

，两者缺一不可
，在严格地“软”“硬”结合的条件下
，才能可靠地得到高质量的砂芯。

（转自
：《铸造装备》杂志2014年6月刊）