V法铸造烂砂缺陷及其防止措施

1.V法铸造烂砂原因分析

V法铸造采用干砂造型，而干砂铸型中没有黏结剂，所以其对充型及凝固过程中液态金属及铸件的约束作用受干砂紧实度、负压度、型腔结构、金属液引入位置、金属液静压头、浇注温度、浇注速度等因素的影响，当某些因素不满足要求时，就可能造成铸型变化，同其他铸造方法一样，V法铸造也伴有夹砂、缩松、缩孔等铸造缺陷的发生，但V法铸造有一种铸型坍塌或局部烂砂缺陷是其他铸造方式中不常见的。烂砂是铸型在浇注过程中型砂脱落导致铸件缺肉的一种铸造缺陷。下面对烂砂或坍塌缺陷形成的机理及控制措施进行分析。

如图13-19所示，V法铸造铸型型腔在充型过程中存在两个区域，依次为液态金属区、气隙区。它们与干砂分别形成干砂-液态金属界面、干砂-气隙界面。在凝固期间只存在液态金属区（或液固两相区），相应地只有干砂-液态金属界面。干砂-液态金属界面和干砂-气隙界面在充型及凝固期间是否稳定决定了型壁是否移动、铸型是否坍塌。

2.V法铸造烂砂的防止措施

（1）V法铸型真空度（负压度）的控制 V法铸型由于采用干砂、含水量低、不加黏结剂，所以砂型的强度以及浇注过程中铸型的稳定都完全依赖于真空度来维持。V法铸造控制铸型的真空度主要通过以下措施来实现：①防止工装漏气，工装漏气是导致个别砂型强度不足而坍塌的主要原因之一；②提高抽气速度，增加系统的稳定性，保证铸型在造型和浇注中的强度，可避免坍塌和烂砂缺陷。(www.xing528.com)

（2）合适的冒口设置 V法铸造一般使用大气贯通冒口，在型腔内外必须不间断地保持一定的压差。因此，在浇注过程中，当金属液充满型腔前，为使未被金属液填充的部分（即干砂-气隙界面）稳定，就必须保持该部分型腔始终与大气相通。这就要慎重的考虑通气冒口，因为这是防止压差过分波动而造成烂砂或坍塌等缺陷发生的重要措施。同时，在V法铸造中冒口也是防止气孔缺陷发生的有效措施。原则上V法铸造的冒口应设置在铸型型腔的最高处，这样可以在整个浇注过程中使型腔与大气保持相通。对铸型中的局部突起处，当突起的高度低于铸型最高处时，该部位易被浇注时上升的金属液面堵截而隔断与大气的通道，从而造成烂砂的危险，因此亦应在该突起处的顶部设置通气冒口。

（3）V法铸造中平板类铸件防止烂砂的措施 平板类铸件由于浇注时液面上升速度慢，上型受烘烤的时间长，在V法薄膜烧失后，砂型的平衡易受到破坏，因此在型砂自重的作用下，极易产生烂砂或坍塌。除提高真空度和浇注速度外，一种有效地防止平板类铸件浇注过程中烂砂或坍塌的方法是使用型撑，以提高上型的平衡稳定性。

（4）浇注系统对铸件烂砂的影响 V法铸造对浇注系统的要求要高于其他铸造方法，因为V法铸造浇注速度快了易造成铁液冲垮砂型，慢了易造成砂型的坍塌。由于V法铸造的铸型强度较传统铸型低、抗冲击性较差，所以要合理制订浇注工艺，如在开设浇注系统时尽量选用半封闭式浇注系统，其浇道截面积比例以F_内:F_模:F_直=1:1.5～2:1～1.3较为适宜。此外，合理的浇注速度也是避免产生烂砂的关键。同时，冒口的断面积与内浇口的总面积要保持合适比例。