?佛山翻砂鑄造（砂型鑄造）是通過砂型型腔成型的鑄造工藝，其成型速度（金屬液充型速度）和壓力（金屬液流動壓力、砂型承壓能力）直接影響鑄件質(zhì)量（如是否產(chǎn)生澆不足、氣孔、砂眼、變形等缺陷）。需根據(jù)鑄件尺寸、壁厚、材質(zhì)及砂型強度，合理控制參數(shù)。以下是具體要求及核心邏輯：
一、成型速度（金屬液充型速度）：決定 “是否充滿型腔”
成型速度指金屬液從澆口進入型腔到完全充滿的速度，核心是 “在金屬液凝固前充滿整個型腔”，同時避免速度過快沖刷砂型。
1. 核心影響因素
鑄件壁厚：
厚壁件（壁厚≥10mm）：金屬液凝固慢，充型速度可稍慢（如鑄鐵件 5-10cm/s），避免速度過快導(dǎo)致砂型沖刷（形成砂眼）。
薄壁件（壁厚≤5mm）：凝固快，需提高充型速度（如鋁合金件 15-25cm/s），否則易出現(xiàn) “澆不足”（型腔未充滿）。
鑄件復(fù)雜度：
簡單型腔（如平板、圓柱）：速度可均勻控制（如 8-15cm/s）。
復(fù)雜型腔（含窄縫、深孔、多拐角）：需提高初始充型速度（快速通過窄小部位），充滿后減速（避免沖擊砂型），如先以 20cm/s 充型至 50%，再以 10cm/s 完成剩余部分。
金屬液流動性：
流動性好的金屬（如鋁合金、灰鑄鐵）：充型速度可稍低（依賴自身流動性填充）。
流動性差的金屬（如球墨鑄鐵、高碳鋼）：需提高速度（用外力推動填充），避免中途凝固。
2. 速度控制要求
最低速度：需滿足 “金屬液到達型腔最遠點時未凝固”。計算公式參考：
最低充型速度（cm/s）= 型腔最大距離（cm）÷ 金屬液在型腔中的凝固時間（s）
（例：型腔最遠點距離澆口 20cm，金屬液凝固時間 2s，則最低速度≥10cm/s）
最高速度：不超過砂型承受的 “沖刷極限”。砂型（濕砂型、樹脂砂型）抗沖刷能力弱，速度過高（如＞30cm/s）會沖刷砂粒（形成砂眼），因此：
濕砂型鑄造：最高速度≤20cm/s（濕砂強度低，易被沖刷）。
樹脂砂型 / 水玻璃砂型：最高速度≤30cm/s（強度較高，可承受稍高沖刷）。
二、壓力要求：決定 “金屬液流動動力與砂型穩(wěn)定性”
翻砂鑄造的壓力包括金屬液自身重力壓力（主要動力）和附加壓力（如加壓澆注），需平衡 “推動金屬液流動” 和 “避免砂型潰散”。
1. 金屬液自身重力壓力（核心壓力來源）
壓力計算：由澆口高度決定，公式為：
重力壓力（Pa）= 金屬液密度（kg/m3）× 重力加速度（9.8m/s2）× 澆口高度（m）
（例：鑄鐵密度 7000kg/m3，澆口高度 0.5m，則壓力≈7000×9.8×0.5≈34300Pa=0.034MPa）
壓力要求：
薄壁 / 復(fù)雜件：需更高壓力（提高澆口高度至 0.6-1.0m），確保金屬液有足夠動力填充窄小部位（如 3mm 窄縫需壓力≥0.04MPa）。
厚壁 / 簡單件：壓力可降低（澆口高度 0.3-0.5m），避免壓力過高導(dǎo)致砂型脹型（鑄件尺寸變大）。
2. 砂型承壓能力（限制壓力上限）
砂型的強度決定了能承受的最大壓力，超過極限會導(dǎo)致 “砂型潰散”（型腔變形、掉砂）：
濕砂型：強度最低（濕壓強度 0.05-0.15MPa），最大承受壓力≤0.1MPa（對應(yīng)澆口高度≤1.5m），過高易出現(xiàn) “脹箱”（型腔擴大）或 “沖砂”（砂粒被沖走）。
樹脂砂型：強度較高（抗壓強度 0.3-0.8MPa），可承受壓力 0.1-0.3MPa（澆口高度 1.5-4m），適合中大型鑄件。
水玻璃砂型：強度中等（抗壓強度 0.2-0.5MPa），承受壓力 0.08-0.2MPa（澆口高度 1-2.5m），兼顧成本與強度。
3. 附加壓力（特殊場景使用）
加壓澆注：對大型、復(fù)雜鑄件（如機床床身），可在澆口杯施加氣壓（0.02-0.05MPa），強制推動金屬液流動，充型速度提升 30%-50%，但需確保砂型強度匹配（僅用于樹脂砂型等高強度砂型）。
負壓澆注：在砂型外側(cè)抽真空（負壓 0.02-0.04MPa），利用內(nèi)外壓差輔助充型，適合薄壁件（壓力柔和，不易沖砂），但需保證砂型透氣性（避免負壓導(dǎo)致砂型緊實度過高、排氣不暢）。
三、成型速度與壓力的匹配原則（避免缺陷的核心）
速度與壓力需協(xié)同控制，二者呈正相關(guān)（壓力越高，金屬液流動動力越強，充型速度越快），但需滿足：
1. “速度 - 壓力 - 砂型強度” 匹配
低強度砂型（濕砂型）：壓力≤0.1MPa → 速度≤20cm/s（避免沖砂）。
高強度砂型（樹脂砂型）：壓力 0.1-0.3MPa → 速度 15-30cm/s（兼顧充型效率與砂型穩(wěn)定）。
2. 避免 “速度過快 + 壓力過高” 的組合
若速度超過砂型抗沖刷極限，同時壓力超過砂型承壓極限，會導(dǎo)致雙重缺陷：
速度過快：沖刷砂型→砂眼、表面粗糙。
壓力過高：砂型潰散→型腔變形、鑄件尺寸超差。
3. 不同材質(zhì)的特殊要求
鑄鐵 / 鑄鋼（高溫、流動性中等）：
壓力 0.03-0.1MPa，速度 8-20cm/s（避免高溫下砂型被過度灼燒）。
鋁合金 / 銅合金（低溫、流動性好）：
壓力 0.02-0.08MPa，速度 10-25cm/s（流動性好，可稍快，但需防沖砂）。
四、實際生產(chǎn)中的調(diào)控方法
通過澆口設(shè)計控制壓力與速度：
提高澆口高度（如從 0.3m 增至 0.5m）→ 壓力升高→速度加快（適合薄壁件）。
增大澆口截面積（如圓形澆口直徑從 5mm 增至 8mm）→ 流動阻力降低→速度加快（壓力不變時）。
增設(shè) “緩沖澆口”（如在直澆道與橫澆道之間加擴口）→ 降低金屬液沖擊速度（適合復(fù)雜型腔）。
通過砂型工藝調(diào)整承壓能力：
濕砂型需提高緊實度（用壓實機壓實，緊實度≥85%）→ 增強抗沖刷能力，可適當(dāng)提高速度（從 15cm/s 增至 18cm/s）。
復(fù)雜型腔表面刷 “耐火涂料”（如鋯英粉涂料）→ 隔離金屬液與砂型，降低沖刷風(fēng)險，允許速度提高 10%-20%。
試澆調(diào)整：
首件試澆時，觀察充型情況：
若澆不足→ 提高壓力（增加澆口高度）或加快速度（擴大澆口）。
若出現(xiàn)砂眼→ 降低速度（縮小澆口）或降低壓力（降低澆口高度），同時檢查砂型強度（如增加樹脂比例）。