树脂砂型工艺艺术铸造缺陷分析

张超伟 杨永红

摘 要：对目前艺术铸造铜合金大型件树脂砂型工艺在生产过程中产生的铸造缺陷进行简单分析，提出解决工艺方案。

关键词：树脂砂型铸造工艺；铜合金；艺术铸造；铸造缺陷

熔模铸造、砂型铸造、石膏型铸造是目前艺术铸造行业应用最广泛的铸造工艺。具体到大型件生产中，树脂砂型铸造工艺被广泛应用 。现仅就铜及铜合金树脂砂型工艺大型艺术铸造过程中产生的主要铸造缺陷做以简单分析，并提出实用的解决工艺方案。

铜及铜合金大型艺术铸造树脂砂型工艺铸造大型件，一般采用分段分块造型铸造，砂箱造型或钢管焊架造型，铜合金配方大都选用铸造性能优良的美国C90300锡青铜配方（锡7.5-9.0%，锌3.5-5.0%，铜86.0-89.0%）。铸造过程中产生的主要铸造缺陷包括：胀箱、夹渣、缩松、浇不足等。现结合具体的生产实践分析铸造缺陷产生的原因及其如何防止或减少。

在具体的生产中我们使用的是呋喃树脂，型砂是产自河北的擦洗砂。

1 胀箱

1.1 胀箱的特征

铸件整体增厚或者局部增厚，造成铸件薄厚不均匀，影响整体力学性能，同时消耗了铜合金加大了成本。情况严重时，可造成铸件报废。

1.2 产生原因

造型合型不到位；工艺孔开设不合理；加固螺丝没有拧紧；造型用的硅砂回收重复使用，粉尘含量过高，造成砂型的强度不够；砂型变形；浇注温度过高，浇注速度过快等。

1.3 解决方案

砂型合型时应四角平稳下落合箱，并检查是否到位，对变形或不合缝的型块进行调整；工艺孔的开设依据不同的形状科学开设，加固螺丝在浇注前要反复检查，一定要拧紧实；检测硅砂的含粉量，做到及时更换新砂或者在旧砂中掺入更多的新砂；浇注前严格测量铜液温度，要根据型块的大小，复杂程度，选择合理的浇注温度，保证铜液均匀平稳进入型腔。

2 夹渣、缩松

2.1 表现特征

铸件表面有非常明显的氧化层，有许多细小分散且形状不规则的小孔。这些铸造缺陷严重影响铸件的表面美观，同时严重影响焊接性能和力学性能。但是缩松只能有效控制而不能完全解决。

2.2 产生的原因

铜合金冶炼时没有搅拌打渣或者打渣不干净；熔炼过程中吸气量大；浇铸时挡渣环节没有做好，浇注温度高等等。

2.3 解决方案

铜合金液出炉前要充分搅拌，浇注前测温，二次扒渣，浇注时认真挡渣，平稳浇注。这样就会大大减少铸件夹渣和缩松，改善铸件质量。

3 浇不足

3.1 表现特征

铸件底部有浇不足；铸件中间有花块；或者两边浇不足。

3.2 产生原因

浇注温度低，浇注速度慢，砂型排气孔小产生憋气，型块小块部位破损等。

3.3 解决方案

树脂砂固化剂的加入严格遵循冬季夏季要求的配比加入，一定要保证砂型强度；合型前仔细检查砂型小块有无破损脱落，合型是否到位；浇注前进行点火引气；浇注前要把型块摆放平整或垂直；严格控制浇注温度和浇注速度等等工艺措施。

4 结论

总之，树脂砂型铸造是一种非常适合铜合金大型艺术铸件的铸造工艺，只要根据型块的不同形状，采用科学实用的工艺方法，就会有效防止或减少铸造缺陷的产生，从而获得理想的铸件。

正是由于科学的工艺规范，严谨的操作，我们采用呋喃树脂砂型工艺成功地完成了许多有重大影响的大型巨型青铜雕塑，其中包括出口美国、高33米，长64米、美国本土最大的青铜雕塑《马与龙》；全球最长的青铜雕塑，广州白云机场长78米的巨型青铜雕塑《五云九如》；全球最大的青铜雕塑群、鄂尔多斯巨型青铜《成吉思汗雕塑群》；河北唐山高78米的巨型青铜雕塑《丹凤朝阳》：国内目前最高最大的动态青铜雕塑《九龙浴泉》等等。一流的铸造质量赢得了广泛的赞誉。