覆膜砂射芯机在铸造生产中虽具有有效、准确的成型优势,但其缺点和不足主要体现在设备性能、工艺控制、材料特性及维护成本四个方面,具体分析如下:
一、设备性能局限
气压稳定性要求高
射芯机依赖压缩空气驱动射砂过程,若气压不足(低于0.3-0.5MPa)或波动,会导致射砂不满、砂芯疏松,直接影响铸件质量。例如,在复杂薄壁铸件生产中,气压不稳定可能引发局部强度不足,增加废品率。
模具磨损与结垢问题
模具磨损:长期使用后,模具分盒面间隙可能增大,导致跑砂现象,需频繁更换模具或调整间隙。
结垢:覆膜砂中的树脂在射砂过程中受气流冲击,部分树脂破裂并粘附于芯盒表面,形成硬化树脂垢。这不仅影响砂芯外观质量,还可能加速模具报废,增加维护成本。
二、工艺控制难度大
射砂压力与时间控制
射砂压力过高会导致砂芯表面疏松,压力过低则射砂不满。例如,形状简单的砂芯可选用较低射砂压力,而细薄砂芯需更准确的压力控制。
射砂时间过短(低于3秒)可能导致砂型未成型,时间过长则增加生产周期。
温度控制敏感
模具温度需严格控制在220-260℃,温度不均会导致低温部位强度偏低(脱壳)或高热部位表面焦化。例如,芯盒温度不均匀可能引发铸件粘砂或气孔缺陷。
排气系统依赖性
模具排气不畅会导致憋气,引发砂芯疏松或气孔。需通过增加排气塞或排气槽提高排气效果,但设计不当可能增加模具复杂度。
三、材料特性限制
覆膜砂性能要求高
流动性与透气性:流动性差的覆膜砂易导致射砂不满,透气性差则可能引发气孔。需选用专用覆膜砂,但成本较高。
热稳定性:覆膜砂中的树脂在高热下燃烧可能减缓铁水凝固速度,导致铸件内部缩松。需采用激冷类覆膜砂或内冷铁解决,但增加工艺复杂度。
树脂发气量控制
树脂砂发气量大或速度不合适会导致铸件气孔。需选用低发气覆膜砂或比强度高的树脂,但可能牺牲部分强度或成本。
四、维护与成本挑战
模具维护成本高
模具需定期清理结垢、调整间隙,甚至更换变形材料。例如,采用变形小的材料作芯盒可减少跑砂,但材料成本上升。
模具设计不合理(如温度分布不均)需反复改进,增加试制成本。
生产环境要求严
需定期去除设备及周围积砂,防止砂子进入气缸导致故障。
操作人员需集中监控,禁止同时操作多个阀门,增加人力成本。
五、典型缺陷与解决方案
缺陷类型 产生原因 解决措施
型芯表面疏松 射砂压力不当、排气不畅、覆膜砂性能差 调整射砂压力、提高排气系统、选用优良覆膜砂
脱壳 模具温度不均、树脂熔点低 优化模具结构、选用高熔点树脂
铸件气孔 排气不畅、树脂发气量大 增加排气塞、选用低发气覆膜砂
铸件粘砂 原砂SiO₂含量低、型芯表面不致密 调整射砂压力、采用耐高热覆膜砂
铸件内部缩松 树脂燃烧减缓凝固速度 采用激冷类覆膜砂、放置内冷铁
覆膜砂射芯机的缺点集中于设备稳定性、工艺控制精度、材料性能要求及维护成本。企业需通过优化模具设计、选用高性能覆膜砂、加强设备维护及操作培训来降低缺陷率。例如,在汽车发动机缸体等精密铸件生产中,需严格控制射砂压力、温度及排气系统,以平衡生产效率与铸件质量。