在垂直无箱高压造型线(DISA、KW等)上,夹砂缺陷高居废品榜前五。表面看是“砂子粘到了铸件上”,实质是金属液在 0.02 s 内冲进型腔,把来不及逃逸的空气和砂团一起“卷”了进去。根治思路只有一句话:让气体先走一步。而气体唯一能走的路,就是排气孔。
一、为什么垂直线更容易夹砂
射砂压力 0.6–0.8 MPa,砂型面硬度 ≥ 90 B,透气性骤降;
模板垂直布置,型腔高度 300–600 mm,气体垂直爬升路径长;
浇注节拍快,留给你排气的时间不到 0.5 s。
二、排气孔布置的三条“铁律”
铁律1:高点必排
把型腔当成一座“楼”,楼顶(离分型面最远点)是空气最后聚集的位置。在楼顶钻 Φ3–Φ5 mm 的排气孔,孔轴线与型壁成 15° 向下,防止金属液直接射出。
铁律2:通道最短
从型腔到模板外侧,气体走过的砂路≤ 40 mm。若模板厚度 60 mm,则在模板上铣 5 mm 深的排气槽,把孔口直接连到大气。
铁律3:面积够大
经验公式:排气孔总截面积 ≥ 进入型腔金属液流量(cm3/s)× 0.02。举例:浇注 2 kg 铁液,时间 0.3 s,流量 66 cm3/s,则排气孔总面积 ≥ 1.3 cm2,相当于 7 个 Φ5 mm 孔。
三、实战布置四步法
Step1 3D 看高点
把 STL 模型导入 AnyCasting 或 ProCAST,勾选“Air Entrapment”云图,红色区域即为高点。
Step2 分区分孔
对于 400 mm 高的缸体,可把型腔分成上、中、下三区:
Step3 模板铣槽
使用 Φ6 mm 指状铣刀,在模板背面铣 5 mm×5 mm 排气槽,槽与孔口相交,再通到模板侧边。铣槽方向必须顺着模板开合方向,避免掉砂。
Step4 在线验证
首件浇注时,在排气孔出口贴 0.05 mm 铝箔,铝箔被吹破说明畅通;若鼓包未破,立即用 Φ1 mm 钻头通孔。
四、常见误区提醒
五、升级方案
透气钢:在高点镶 10 mm×10 mm 透气钢块,孔隙率 30%,可替代 5 个排气孔;
真空辅助:模板背面接 –0.3 bar 真空,夹砂率可再降 40%。
结语
垂直线的夹砂问题并非“砂子不好”,而是“气体没跑掉”。只要牢记“高点必排、通道最短、面积够大”,并按四步法落地,就能把夹砂废品率从 3 % 打到 0.3 % 以下。排气孔虽小,却是铸造质量的第一道闸门。