一、泡沫模（白模）质量控制：源头决定铸件精度与缺陷

1. 原材料选择：优先用可发性聚苯乙烯（EPS） 或可发性聚甲基丙烯酸甲酯（EPMMA）

• EPS：适用于铸铁、铸钢件（气化速度慢，可匹配金属液充型节奏），需控制发气量（≤150ml/g）和密度（18-22kg/m³）—— 密度过低易变形，过高则气化不完全，残留碳导致铸件气孔；
• EPMMA：适用于铝合金、铜合金件（熔点低、气化快，减少金属液冷却），需控制颗粒度（预发颗粒直径 0.2-0.5mm），避免颗粒间隙过大导致铸件表面粗糙。

2. 泡沫模成型工艺：避免变形、缺料、拼接缝

• 预发环节：预发机温度控制在 90-105℃（EPS），保温时间 5-8min，确保颗粒充分膨胀且无 “空心颗粒”（空心颗粒会导致铸件表面麻点）；
• 成型环节：模具温度 55-65℃，锁模力根据泡沫模尺寸调整（中型件≥50kN），避免 “飞边”（飞边会导致铸件局部壁厚超差）；
• 拼接环节：复杂件（如发动机缸体）需多块泡沫模拼接，采用热熔胶（熔点 120-150℃） 而非普通胶水，拼接缝宽度≤0.5mm，且需用砂纸打磨平整（拼接缝过宽会导致铸件此处出现 “冷隔”）。

3. 泡沫模后处理：保证尺寸稳定性

• 干燥处理：成型后需在 30-40℃烘干房放置 24-48h，去除内部水分（水分会在浇注时产生水蒸气，导致铸件气孔），含水量需≤0.3%；
• 尺寸检测：用三坐标测量仪抽检关键尺寸（如法兰孔径、壁厚公差），精度需控制在 ±0.2mm（针对中型件），避免泡沫模收缩导致铸件尺寸偏小。

二、涂料质量与涂敷工艺：防止粘砂、气孔

1. 涂料配方：根据铸件材质定制

• 铸铁件：采用 “石英粉 + 膨润土 + 酚醛树脂” 体系，石英粉粒度 120-200 目（提高耐高温性），固含量 65%-70%（防止金属液渗透）；
• 铸钢件：采用 “棕刚玉粉 + 铝矾土 + 水玻璃” 体系，棕刚玉粉含量≥70%（耐 1500℃以上高温，避免涂料烧蚀）；
• 铝合金件：采用 “滑石粉 + 乳胶” 体系，滑石粉粒度 200-300 目（低熔点，避免与铝合金液反应），且需添加 0.5%-1% 的 “消泡剂”（减少涂料气泡）。

2. 涂敷工艺：保证涂层均匀、无缺陷

• 涂刷 / 喷涂方式：小型件用喷枪喷涂（压力 0.3-0.5MPa），大型复杂件用毛笔手工涂刷（重点涂敷拐角、内腔等气体易积聚处）；
• 涂层厚度：根据铸件壁厚调整 —— 薄壁件（3-5mm）涂层厚度 0.8-1.2mm（过厚影响气体排出），厚壁件（＞20mm）涂层厚度 1.5-2.0mm（防止金属液冲砂）；
• 干燥固化：涂层需在 60-80℃烘干房烘干，时间 4-6h，确保涂层完全固化（未固化涂层会在浇注时发气，导致铸件气孔），烘干后涂层硬度需≥HB50（用硬度计检测）。

三、干砂处理与造型工艺：控制铸件变形、砂眼

1. 干砂选择与预处理

• 粒度选择：铸铁 / 铸钢件用 50-100 目石英砂（透气性好，且不易粘砂），铝合金件用 100-150 目宝珠砂（圆润颗粒，减少对涂层的磨损）；
• 除杂与烘干：干砂需经过 “磁选（除铁屑）→筛分（除大颗粒）→烘干（120-150℃，含水量≤0.2%）”，避免杂质导致铸件砂眼、水分导致气孔。

2. 造型工艺：确保干砂紧实均匀

• 砂箱选择：根据铸件尺寸选用钢质砂箱，砂箱高度需比铸件最高点高 150-200mm（防止金属液溢出），且砂箱侧壁需开设 “排气孔”（间距 200-300mm，直径 10-15mm，引导气化气体排出）；
• 埋砂紧实：采用 “振动紧实法”—— 先在砂箱底部铺 50-100mm 干砂，放入泡沫模后分层加砂，每加一层（150-200mm）用振动台振动（频率 25-30Hz，时间 30-60s），确保干砂紧实度均匀（紧实度用 “砂型硬度计” 检测，表面硬度需≥80HRB）；
• 避免泡沫模移位：复杂件需用 “定位销” 固定泡沫模（定位销与泡沫模间隙≤0.3mm），振动时避免泡沫模倾斜（倾斜会导致铸件壁厚不均）。

四、浇注系统设计与浇注工艺：防止浇不足、冷隔、气孔

1. 浇注系统设计：匹配泡沫模气化速度

• 类型选择：优先采用 “底注式” 或 “阶梯式” 浇注系统（避免金属液直接冲击泡沫模，导致泡沫模破碎），铸铁件禁用 “顶注式”（易导致金属液氧化，产生氧化渣）；
• 浇口尺寸：内浇口截面积需根据 “铸件重量 + 材质” 计算 —— 铸铁件（50kg）内浇口截面积≥800mm²（保证充型速度），铝合金件（20kg）内浇口截面积≥500mm²（避免金属液冷却过快）；
• 排气设计：在泡沫模最高点（如缸盖气道顶部）设置 “排气冒口”（直径 20-30mm，高度 50-80mm），且冒口需伸出干砂面 50mm 以上（确保气化气体完全排出）。

2. 浇注工艺参数：精准控制充型节奏

• 浇注温度：比传统砂型铸造高 30-50℃（补偿泡沫模气化吸热）—— 灰铸铁 1420-1450℃，铸钢 1550-1580℃，铝合金 720-750℃（温度过低易浇不足，过高易导致涂层烧蚀）；
• 浇注速度：采用 “快速平稳” 原则 —— 中型铸铁件（50kg）浇注时间控制在 30-60s，确保金属液快速覆盖泡沫模（减少泡沫模提前气化导致的 “塌箱”），且避免断流（断流会导致冷隔）；
• 负压控制：浇注时砂箱内需保持负压（-0.04~-0.06MPa），负压持续至金属液表面凝固（一般为浇注后 10-30min），负压可加速气化气体排出，同时增强干砂稳定性（防止塌箱）。

五、落砂与清理工艺：避免铸件损伤

1. 落砂时机：待铸件完全冷却

2. 清理方式：针对性去除残留

• 干砂回收：采用 “振动落砂机” 分离铸件与干砂，干砂经筛分、烘干后可重复使用（重复使用前需补充 5%-10% 新砂，保证透气性）；
• 涂层 / 泡沫残留清理：用 “钢丝刷（铸铁件）” 或 “尼龙刷（铝合金件）” 清理表面残留涂料，内腔残留泡沫碳用 “高压空气（0.6-0.8MPa）” 吹除（避免残留碳导致后续加工刀具磨损）；
• 浇冒口去除：铸铁件用 “氧气切割” 去除浇冒口（氧气压力 0.5MPa），铝合金件用 “锯切” 去除（避免高温切割导致铸件变形）。

六、质量检测与缺陷补救：全流程监控

1. 关键检测环节

• 外观检测：用肉眼或放大镜（10 倍）检查铸件表面，不允许有 “直径＞2mm 的气孔、长度＞5mm 的裂纹、面积＞10mm² 的粘砂”；
• 尺寸检测：对关键尺寸（如法兰密封面平整度、孔径公差）用三坐标测量仪检测，公差需符合 GB/T 6414-2022《铸件 尺寸公差、几何公差与机械加工余量》要求；
• 内部质量检测：重要铸件（如发动机缸体）需进行 “无损检测”—— 铸铁件用 “超声波检测（UT）”，检查内部缩孔（缺陷当量≤φ2mm）；铸钢件用 “射线检测（RT）”，达到 GB/T 9445-2015《无损检测 人员资格鉴定与认证》中的 Ⅱ 级要求。

2. 常见缺陷补救

• 小气孔（直径＜1mm）：用 “环氧树脂 + 石英粉” 修补，修补后需打磨平整（仅适用于非承压件）；
• 局部粘砂：用 “角磨机（装砂轮片）” 打磨去除，打磨后表面粗糙度需≤Ra12.5μm；
• 尺寸超差（≤0.5mm）：对非配合面可通过 “手工打磨” 调整，配合面需重新评估泡沫模尺寸，修正模具。

总结

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