随着對中(zhōng)小(xiǎo)鑄件的質量要求不斷提高，覆膜砂制芯工(gōng)藝得到越來越廣泛地運用。筆者長期與射芯機和射芯模打交道，在實踐中(zhōng)不斷思考和分(fēn)析射砂成型的原理，今得到了一(yī)些理性認識，同時也積累了一(yī)些設計經驗，現總結如下(xià)，以供同行們參考。
1、原理
不同的鑄件，就有不同的砂芯形狀，也就有不同的模具型腔與結構，但萬變不離(lí)其宗：射砂過程就是所射“砂”的動能在型腔内衰減的過程。也就是說，如砂芯某一(yī)處沒射足或沒射緻密，我(wǒ)們可以理解爲：當“砂”到達該處前動能已衰減至零。
2、認識
根據動能P=1/2mv2的原理，可得出以下(xià)各點認識：
2.1 射口宜小(xiǎo)不宜大(dà)
在射砂壓力确定以後，“砂”的動能由m和v的決定，但由于v是平方關系，所以，“砂”的速度（v）相對“砂”的質量（m）來說更重要。通常的射口爲φ8、φ10、φ12，極少有φ12以上的。
2.2 把合模間隙（無論是冷态時還是熱态時）控制在0.2mm以下(xià)，是射砂成型良好的關鍵。
我(wǒ)們理解，“砂”是被“氣”裹挾着充型的，“砂”的速度決定于裹挾它的“氣”的壓力，所以，避免射砂後，“氣”快速洩漏是關鍵所在。當然充型完之後，保持型腔适當排氣也是不可少的。實踐證明，隻有把射芯模左右（或上下(xià)）模具合模間隙控制在0.2mm以下(xià)，才能确保射制出良好的砂芯。不僅如此，對于大(dà)型腔，筆者提醒注意：靠近射口附近型腔的“排氣能力”不宜太好，即不放(fàng)排氣塞，少放(fàng)頂杆等。
2.3 在離(lí)射口最遠的遠端要有充分(fēn)的排氣
通常的情況是“頭痛醫頭，腳痛醫腳”，在型腔的中(zhōng)部往往也有局部不緻密的情況，這肯定是由于：此處窩“氣”，而不是此處“砂”無動能。解決這種現象的方法：首選增加遠端排氣能力，其次才是在“窩氣”處适當加裝“排氣塞”（如型腔中(zhōng)間部分(fēn)的孔、封閉腔）。更多的情況是，當遠端排氣能力增加後，此處的“窩氣”就不見了。草率地在窩氣處加裝“排氣塞”或“排氣槽”，有可能會出現遠端射不好的風險（中(zhōng)間動能衰減太大(dà)）。
現實中(zhōng)，人們往往在型腔的中(zhōng)間部位加裝“排氣塞”和“排氣槽”，而且非常普遍和随意。型腔的排氣塞、排氣槽是星羅棋布的。筆者認爲，型腔内除了适當加裝頂杆外(wài)（也有排氣功能），所有的排氣都應放(fàng)在遠離(lí)射口的遠端，而且是越多越好（以不噴砂爲原則），這樣既不影響射“砂”過程中(zhōng)的動能損耗，又(yòu)解決了射“砂”後的排氣問題。
2.4 縮短射“砂”行程、多射口、射口設置在阻擋“物(wù)”少的位置等都有利于降低射“砂”動能的衰減，這些都有助于射制出良好的砂芯。
2.4.1 如圖1所示：當L較大(dà)（＞400）時，圖1射砂方式不如圖2射砂方式利于射砂成型。“砂”在型腔中(zhōng)的行程越短，充滿型時的動能衰減越小(xiǎo)。
2.4.2圖2中(zhōng)設計了三個射口（根據需要，也可以選擇四個或五個射口），較圖1兩個射口相比，可縮短射砂時間，有利于快速成型。
2.4.3射口要設置在阻擋小(xiǎo)的位置，即射口正對的型腔通道上盡量少阻擋“物(wù)”，以減小(xiǎo)動能損失，尤其是靠近射口處的阻擋“物(wù)”，對剛射入型腔内的“砂”動能損失影響更大(dà)。對于殼型模具，通常會在型腔中(zhōng)人爲增設射砂通道，既利于成型又(yòu)增加了殼型的剛性。

3、經驗
筆者在認識的基礎上總結出了一(yī)些經驗，可供同行們參考。
3.1 射砂壓力控制在0.25MPa～0.45MPa爲好
良好的型腔遠端排氣，可有效降低射砂壓力，減小(xiǎo)模具型腔的磨損，有利于提高模具壽命。
3.2 熱态“碰模”很重要
對于一(yī)些曲面分(fēn)型的模具，冷态合模良好，但模具加熱後，由于動定模具膨脹不一(yī)緻，合模銷、套卡死從而合模不到位，因而會影響射砂成型。這時候，應該請模具鉗工(gōng)在模具加熱到200℃左右時繼續“碰模”，直至合模間隙≤0.2mm。
3.3 盡量減小(xiǎo)分(fēn)型面的接觸面積
建議在型腔四周留30mm寬的接觸面，其餘部分(fēn)（除複位杆等需要外(wài)）都加工(gōng)至平面下(xià)3 mm ～5mm，以減少合模不到位的可能性（射砂後因砂粒等粘在分(fēn)型面上）。
3.4 測溫點的位置應遠離(lí)加熱管（距加熱孔邊緣≥40mm）
通電後，加熱管四周很快升溫，如測溫點靠加熱管太近，則溫控儀測的溫度很快就到達設定溫度（220℃～250℃），交流接觸器就會斷開(kāi)，但斷開(kāi)後不久，測溫點溫度馬上降低到設定溫度之下(xià)，交流接觸器迅即通電，但通電後不久又(yòu)斷電，斷電後不久再通電，如此反複，不僅使電器元件易于損壞，而且模具溫度上升很慢(màn)，熱損失加大(dà)，生(shēng)産效率很低。
3.5 開(kāi)合模平行度≤0.2mm
筆者曾遇到設備動、定模闆平行度達2mm的情況，模具合上後，或上或下(xià)或前或後有≥0.2（有的甚至大(dà)于1mm以上）的縫隙，射“砂”時局部噴砂，砂芯射不完整而且不緻密。根本原因是設備動、定模闆平行度超标，亦或是模具左右（或上下(xià)）背面間的平行度超标造成的。
3.6 模具加熱後頂闆運動要自如
頂闆通常由兩塊組成，一(yī)塊底闆，一(yī)塊夾闆。通常要求：夾闆壓緊底闆後，頂杆不能被夾死，要能轉動自如（随形頂杆需防轉除外(wài)），同時，當模體(tǐ)加熱膨脹後，頂杆在頂闆内有左右膨脹位移的空間（将底闆上頂杆孔銑成腰形）而不至發生(shēng)因模體(tǐ)内頂杆随模體(tǐ)膨脹、頂闆内頂杆沒有随頂闆膨脹（或膨脹不夠）、又(yòu)沒有位移空間而造成頂杆傾斜、憋死、活動不自如的現象。一(yī)旦頂杆傾斜、憋死、活動不自如，則合模就難以合好，射砂則會出現噴砂、洩氣等，就難以射出良好的砂芯。
3.7 相鄰型腔間的距離(lí)≥20mm
爲防止相互竄氣，在設置多個型腔時，筆者建議型腔間的距離(lí)不小(xiǎo)于20mm，爲杜絕竄氣，在相鄰型腔間分(fēn)型面中(zhōng)央加工(gōng)一(yī)道3mm～5mm溝槽，在溝槽中(zhōng)鑽一(yī)到數個φ4～φ5的孔，與外(wài)界相通，可有效阻斷型腔間的竄氣。
4、結束語
要射出高質量的砂芯，首先要有合乎要求的制芯設備及模具，其次要選擇合适的操作參數，兩者缺一(yī)不可，在嚴格地“軟”“硬”結合的條件下(xià)，才能可靠地得到高質量的砂芯。

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