在垂直無箱高壓造型線(DISA、KW等)上,夾砂缺陷高居廢品榜前五。表面看是“砂子粘到了鑄件上”,實(shí)質(zhì)是金屬液在 0.02 s 內(nèi)沖進(jìn)型腔,把來不及逃逸的空氣和砂團(tuán)一起“卷”了進(jìn)去。根治思路只有一句話:讓氣體先走一步。而氣體唯一能走的路,就是排氣孔。
一、為什么垂直線更容易夾砂
射砂壓力 0.6–0.8 MPa,砂型面硬度 ≥ 90 B,透氣性驟降;
模板垂直布置,型腔高度 300–600 mm,氣體垂直爬升路徑長;
澆注節(jié)拍快,留給你排氣的時(shí)間不到 0.5 s。
二、排氣孔布置的三條“鐵律”
鐵律1:高點(diǎn)必排
把型腔當(dāng)成一座“樓”,樓頂(離分型面最遠(yuǎn)點(diǎn))是空氣最后聚集的位置。在樓頂鉆 Φ3–Φ5 mm 的排氣孔,孔軸線與型壁成 15° 向下,防止金屬液直接射出。
鐵律2:通道最短
從型腔到模板外側(cè),氣體走過的砂路≤ 40 mm。若模板厚度 60 mm,則在模板上銑 5 mm 深的排氣槽,把孔口直接連到大氣。
鐵律3:面積夠大
經(jīng)驗(yàn)公式:排氣孔總截面積 ≥ 進(jìn)入型腔金屬液流量(cm3/s)× 0.02。舉例:澆注 2 kg 鐵液,時(shí)間 0.3 s,流量 66 cm3/s,則排氣孔總面積 ≥ 1.3 cm2,相當(dāng)于 7 個(gè) Φ5 mm 孔。
三、實(shí)戰(zhàn)布置四步法
Step1 3D 看高點(diǎn)
把 STL 模型導(dǎo)入 AnyCasting 或 ProCAST,勾選“Air Entrapment”云圖,紅色區(qū)域即為高點(diǎn)。
Step2 分區(qū)分孔
對(duì)于 400 mm 高的缸體,可把型腔分成上、中、下三區(qū):
Step3 模板銑槽
使用 Φ6 mm 指狀銑刀,在模板背面銑 5 mm×5 mm 排氣槽,槽與孔口相交,再通到模板側(cè)邊。銑槽方向必須順著模板開合方向,避免掉砂。
Step4 在線驗(yàn)證
首件澆注時(shí),在排氣孔出口貼 0.05 mm 鋁箔,鋁箔被吹破說明暢通;若鼓包未破,立即用 Φ1 mm 鉆頭通孔。
四、常見誤區(qū)提醒
只鉆不銑:孔深 60 mm 卻無通道,氣體仍堵在砂里;
孔徑過大:Φ8 mm 以上易沖蝕擴(kuò)大,造成鐵豆;
涂涂料堵孔:醇基涂料黏度高,需用細(xì)針逐孔疏通。
五、升級(jí)方案
透氣鋼:在高點(diǎn)鑲 10 mm×10 mm 透氣鋼塊,孔隙率 30%,可替代 5 個(gè)排氣孔;
真空輔助:模板背面接 –0.3 bar 真空,夾砂率可再降 40%。
結(jié)語
垂直線的夾砂問題并非“砂子不好”,而是“氣體沒跑掉”。只要牢記“高點(diǎn)必排、通道最短、面積夠大”,并按四步法落地,就能把夾砂廢品率從 3 % 打到 0.3 % 以下。排氣孔雖小,卻是鑄造質(zhì)量的第一道閘門。