呋喃树脂砂造型工艺铸件缺陷解析

廉青霞 李永革

摘 要：砂型铸造、熔模铸造、石膏型铸造已经成为当代中国艺术铸造行业应用最广的三大工艺方法。特别是砂型铸造工艺在艺术铸造大型青铜雕塑方面占据着越来越重要的地位。在生产实践中我们采用的呋喃树脂砂造型工艺。造型用砂是产自河北的擦洗砂。现结合多年的生产实践，谈一谈呋喃树脂砂造型工艺铸件缺陷的产生原因和防止解决办法。

关键词：呋喃树脂砂型造型工艺；铸造缺陷；铜合金；艺术铸造

中图分类号： G5.T206 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）21-163-20 引言

砂型铸造、熔模铸造、石膏型铸造已经成为当代中国艺术铸造行业应用最广的三大工艺方法。特别是砂型铸造工艺在艺术铸造大型青铜雕塑方面占据着越来越重要的地位。在生产实践中我们采用的呋喃树脂砂造型工艺。造型用砂是产自河北的擦洗砂。我们应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》（图1）；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》（图2）；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》等等。现结合多年的生产实践，谈一谈呋喃树脂砂造型工艺铸件缺陷的形成原因和防止解决办法。

1 铸件表面粘砂形成原因及解决方法

砂型紧实度不够，要求在砂箱制作过程中必须对树脂砂捣实、砸紧。

涂料涂刷不均匀，要求必须均匀全面涂刷，决不留死角。

涂料配比不合理，导致涂料过稀而不能起到很好的表面涂刷作用，要求涂料严格按配比操作，做到稠稀得当。

设有内浇道的砂型，内浇道涂料刷涂不到和浇道清理不干净，要求在设有浇道的砂型刷涂料之前将内浇道清理干净，并保证浇道内壁都能均匀刷涂，由于现在都是插管，内浇道涂料不好刷涂，我们采用将棉布固定在铁丝一端，往进拖拽刷涂料。

砂型合箱时，由于吊钩角度问题，致使内外芯摩擦导致落砂，要求合箱时组织专人、多人，从不同侧面观察，引导使内外芯顺利合箱，而不致于摩擦落砂。

2 浇冒口和浇道设置对铸件质量影响

合理的浇冒口应高于砂型，并高出排气孔，这样压力大易排气，保证成品。根据型块的大小，选用大小不同的浇口杯，并保证浇口杯高于砂箱三十公分。

浇道的设置因型而异分为雨淋式、阶梯式。由于青铜铸造铜温一般在200℃左右，比铸铁、铸钢温度低，所以只能对一些简单的砂型使用雨淋式浇道，而对工艺件比较复杂的型壳就必须要使用阶梯式，阶梯式浇道在开设引流时必须达到阶梯要求，使铜液由下而上，逐层浇注，达到排气顺畅。

3 涨箱

合适的内固架对保证铸件的工艺壁厚有着至关重要的作用。由于艺术件铸造无固定的规格和形状，通常是一个工艺件一个样，所以在造型过程中，要求对不同的艺术件内固架设置不一样，我们采用的是用钢管来进行焊接，这样在焊接过程中就要求做到：

①必须能够保证安全起吊，不变形。起吊翻型的主支撑管通常比內部管粗，防止起吊时四角掉块而达不到起吊要求，使砂型受伤变形。②在浇注时能够和内芯进行合理的加固，保证不涨箱。通常采用的是管与管之间距离为40cm—50cm之间，在焊接内芯骨架时要做到与外型骨架钢管对齐，以利于后期合箱时便于加固，在合箱加固时采用钢管连接内外型骨架钢管，达到良好的加固作用，防止浇注涨箱。 ③合理开设加固孔。根据工艺件大小不同，开设数量不等的加固孔，一般采用一平方米一个加固孔的开设原则，对于比较大的工艺件，则适当增加加固孔的开设数量，在合箱浇注之前，用螺丝从加固孔穿过，对内外型同时受力加固，此项也能很好的防止涨箱，同时要求焊接内骨架时顺型而焊。可以节约树脂砂使用量，而降低成本，对于一些比较规则的工艺件，则可以使用砂箱直接造型而不用焊架。砂箱优点：一次制作重复使用，节约人力和成本；缺点：对不规则，高低与落差较大的模具无法使用，单次投入成本较大。我们目前制作的砂箱尺寸为2500cm×2500cm，内间距为50cm×50cm。

4 披缝缺陷

合理的制作活块、小块，对披缝的产生有着很好的杜绝作用，由于本次生产海澜之家大型青铜《天马骄嘶》群雕（长36米，高9米）模型比较复杂，所以在造型过程中需要制作大量的活块，否则模具根本无法脱模，在制作活块过程中精细化操作，合理分型，并保证合箱顺利，目前还是比较满意。

5 贴泥

工艺件的薄厚与贴泥息息相关，合理的贴泥厚度对一件完美的铸件起着决定性作用。以前采用人擀泥，但厚度很难控制均匀，经过改进目前采用压面机压片，由于泥巴无法在压面机成型，我们采用橡皮泥（彩色土）代替，这样擀出来的泥薄厚均匀，在贴泥过程中要做到泥必须与砂型贴紧，不能有缝隙，否则就会使工艺件加厚，从而增加成本，贴泥厚度均匀，铜件在收缩过程中能够均匀收缩，保证不变形。

6 浇注、裁型、清砂

在栽型时必须保证两边排气孔在同一高度上，否则就会出现一边浇足，另一边未能浇足情况发生，必要时可在排气孔处点火，引导气体快速排出，杜绝憋气造成缺陷。必须保证足够的铜液，杜绝浇不足现象发生，对于偶尔出现的跑火，在合箱完成后对型壳缝隙用泥巴或树脂砂填充，防止跑漏。

在浇注前仔细打渣，浇注时挡渣，杜绝夹渣铸件产生。

最后是铸件变形：①开箱过早直接变形。要求严格遵守2小时开箱法则，不足浇注2小时的砂箱决不开箱；②在清砂过程中机械手操作不当导致变形。要求提高机械手的产品质量认识，做到精细化操作，避免对铸件造成伤害。

7 结论

呋喃树脂砂型造型工艺过程中制造砂型非常重要，要根据砂型的特点制定相应的方案，同时控制好浇注温度和速度，预防一些缺陷，同时要求操作者具有丰富的经验和熟练的操作技术。只要严格按照工艺方案操作就能有效减少或防止铸造缺陷的产生，从而获得高质量的艺术铸件。