呋喃樹(shù)脂砂造型工藝鑄件缺陷解析

廉青霞 李永革

摘 要：砂型鑄造、熔模鑄造、石膏型鑄造已經(jīng)成為當(dāng)代中國(guó)藝術(shù)鑄造行業(yè)應(yīng)用最廣的三大工藝方法。特別是砂型鑄造工藝在藝術(shù)鑄造大型青銅雕塑方面占據(jù)著越來(lái)越重要的地位。在生產(chǎn)實(shí)踐中我們采用的呋喃樹(shù)脂砂造型工藝。造型用砂是產(chǎn)自河北的擦洗砂?，F(xiàn)結(jié)合多年的生產(chǎn)實(shí)踐，談一談呋喃樹(shù)脂砂造型工藝鑄件缺陷的產(chǎn)生原因和防止解決辦法。

關(guān)鍵詞：呋喃樹(shù)脂砂型造型工藝；鑄造缺陷；銅合金；藝術(shù)鑄造

中圖分類(lèi)號(hào)： G5.T206 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）21-163-20 引言

砂型鑄造、熔模鑄造、石膏型鑄造已經(jīng)成為當(dāng)代中國(guó)藝術(shù)鑄造行業(yè)應(yīng)用最廣的三大工藝方法。特別是砂型鑄造工藝在藝術(shù)鑄造大型青銅雕塑方面占據(jù)著越來(lái)越重要的地位。在生產(chǎn)實(shí)踐中我們采用的呋喃樹(shù)脂砂造型工藝。造型用砂是產(chǎn)自河北的擦洗砂。我們應(yīng)用呋喃樹(shù)脂砂型工藝成功地完成了許多有重大影響的大型巨型青銅雕塑，其中包括出口美國(guó)、高33米，長(zhǎng)64米、美國(guó)本土最大的青銅雕塑《馬與龍》（圖1）；全球最長(zhǎng)的青銅雕塑，廣州白云機(jī)場(chǎng)長(zhǎng)78米的巨型青銅雕塑《五云九如》（圖2）；全球最大的青銅雕塑群、鄂爾多斯巨型青銅《成吉思汗雕塑群》；河北唐山高78米的巨型青銅雕塑《丹鳳朝陽(yáng)》等等?，F(xiàn)結(jié)合多年的生產(chǎn)實(shí)踐，談一談呋喃樹(shù)脂砂造型工藝鑄件缺陷的形成原因和防止解決辦法。

1 鑄件表面粘砂形成原因及解決方法

砂型緊實(shí)度不夠，要求在砂箱制作過(guò)程中必須對(duì)樹(shù)脂砂搗實(shí)、砸緊。

涂料涂刷不均勻，要求必須均勻全面涂刷，決不留死角。

涂料配比不合理，導(dǎo)致涂料過(guò)稀而不能起到很好的表面涂刷作用，要求涂料嚴(yán)格按配比操作，做到稠稀得當(dāng)。

設(shè)有內(nèi)澆道的砂型，內(nèi)澆道涂料刷涂不到和澆道清理不干凈，要求在設(shè)有澆道的砂型刷涂料之前將內(nèi)澆道清理干凈，并保證澆道內(nèi)壁都能均勻刷涂，由于現(xiàn)在都是插管，內(nèi)澆道涂料不好刷涂，我們采用將棉布固定在鐵絲一端，往進(jìn)拖拽刷涂料。

砂型合箱時(shí)，由于吊鉤角度問(wèn)題，致使內(nèi)外芯摩擦導(dǎo)致落砂，要求合箱時(shí)組織專(zhuān)人、多人，從不同側(cè)面觀察，引導(dǎo)使內(nèi)外芯順利合箱，而不致于摩擦落砂。

2 澆冒口和澆道設(shè)置對(duì)鑄件質(zhì)量影響

合理的澆冒口應(yīng)高于砂型，并高出排氣孔，這樣壓力大易排氣，保證成品。根據(jù)型塊的大小，選用大小不同的澆口杯，并保證澆口杯高于砂箱三十公分。

澆道的設(shè)置因型而異分為雨淋式、階梯式。由于青銅鑄造銅溫一般在200℃左右，比鑄鐵、鑄鋼溫度低，所以只能對(duì)一些簡(jiǎn)單的砂型使用雨淋式澆道，而對(duì)工藝件比較復(fù)雜的型殼就必須要使用階梯式，階梯式澆道在開(kāi)設(shè)引流時(shí)必須達(dá)到階梯要求，使銅液由下而上，逐層澆注，達(dá)到排氣順暢。

3 漲箱

合適的內(nèi)固架對(duì)保證鑄件的工藝壁厚有著至關(guān)重要的作用。由于藝術(shù)件鑄造無(wú)固定的規(guī)格和形狀，通常是一個(gè)工藝件一個(gè)樣，所以在造型過(guò)程中，要求對(duì)不同的藝術(shù)件內(nèi)固架設(shè)置不一樣，我們采用的是用鋼管來(lái)進(jìn)行焊接，這樣在焊接過(guò)程中就要求做到：

①必須能夠保證安全起吊，不變形。起吊翻型的主支撐管通常比內(nèi)部管粗，防止起吊時(shí)四角掉塊而達(dá)不到起吊要求，使砂型受傷變形。②在澆注時(shí)能夠和內(nèi)芯進(jìn)行合理的加固，保證不漲箱。通常采用的是管與管之間距離為40cm—50cm之間，在焊接內(nèi)芯骨架時(shí)要做到與外型骨架鋼管對(duì)齊，以利于后期合箱時(shí)便于加固，在合箱加固時(shí)采用鋼管連接內(nèi)外型骨架鋼管，達(dá)到良好的加固作用，防止?jié)沧q箱。 ③合理開(kāi)設(shè)加固孔。根據(jù)工藝件大小不同，開(kāi)設(shè)數(shù)量不等的加固孔，一般采用一平方米一個(gè)加固孔的開(kāi)設(shè)原則，對(duì)于比較大的工藝件，則適當(dāng)增加加固孔的開(kāi)設(shè)數(shù)量，在合箱澆注之前，用螺絲從加固孔穿過(guò)，對(duì)內(nèi)外型同時(shí)受力加固，此項(xiàng)也能很好的防止?jié)q箱，同時(shí)要求焊接內(nèi)骨架時(shí)順型而焊。可以節(jié)約樹(shù)脂砂使用量，而降低成本，對(duì)于一些比較規(guī)則的工藝件，則可以使用砂箱直接造型而不用焊架。砂箱優(yōu)點(diǎn)：一次制作重復(fù)使用，節(jié)約人力和成本；缺點(diǎn)：對(duì)不規(guī)則，高低與落差較大的模具無(wú)法使用，單次投入成本較大。我們目前制作的砂箱尺寸為2500cm×2500cm，內(nèi)間距為50cm×50cm。

4 披縫缺陷

合理的制作活塊、小塊，對(duì)披縫的產(chǎn)生有著很好的杜絕作用，由于本次生產(chǎn)海瀾之家大型青銅《天馬驕嘶》群雕（長(zhǎng)36米，高9米）模型比較復(fù)雜，所以在造型過(guò)程中需要制作大量的活塊，否則模具根本無(wú)法脫模，在制作活塊過(guò)程中精細(xì)化操作，合理分型，并保證合箱順利，目前還是比較滿(mǎn)意。

5 貼泥

工藝件的薄厚與貼泥息息相關(guān)，合理的貼泥厚度對(duì)一件完美的鑄件起著決定性作用。以前采用人搟泥，但厚度很難控制均勻，經(jīng)過(guò)改進(jìn)目前采用壓面機(jī)壓片，由于泥巴無(wú)法在壓面機(jī)成型，我們采用橡皮泥（彩色土）代替，這樣搟出來(lái)的泥薄厚均勻，在貼泥過(guò)程中要做到泥必須與砂型貼緊，不能有縫隙，否則就會(huì)使工藝件加厚，從而增加成本，貼泥厚度均勻，銅件在收縮過(guò)程中能夠均勻收縮，保證不變形。

6 澆注、裁型、清砂

在栽型時(shí)必須保證兩邊排氣孔在同一高度上，否則就會(huì)出現(xiàn)一邊澆足，另一邊未能澆足情況發(fā)生，必要時(shí)可在排氣孔處點(diǎn)火，引導(dǎo)氣體快速排出，杜絕憋氣造成缺陷。必須保證足夠的銅液，杜絕澆不足現(xiàn)象發(fā)生，對(duì)于偶爾出現(xiàn)的跑火，在合箱完成后對(duì)型殼縫隙用泥巴或樹(shù)脂砂填充，防止跑漏。

在澆注前仔細(xì)打渣，澆注時(shí)擋渣，杜絕夾渣鑄件產(chǎn)生。

最后是鑄件變形：①開(kāi)箱過(guò)早直接變形。要求嚴(yán)格遵守2小時(shí)開(kāi)箱法則，不足澆注2小時(shí)的砂箱決不開(kāi)箱；②在清砂過(guò)程中機(jī)械手操作不當(dāng)導(dǎo)致變形。要求提高機(jī)械手的產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)識(shí)，做到精細(xì)化操作，避免對(duì)鑄件造成傷害。

7 結(jié)論

呋喃樹(shù)脂砂型造型工藝過(guò)程中制造砂型非常重要，要根據(jù)砂型的特點(diǎn)制定相應(yīng)的方案，同時(shí)控制好澆注溫度和速度，預(yù)防一些缺陷，同時(shí)要求操作者具有豐富的經(jīng)驗(yàn)和熟練的操作技術(shù)。只要嚴(yán)格按照工藝方案操作就能有效減少或防止鑄造缺陷的產(chǎn)生，從而獲得高質(zhì)量的藝術(shù)鑄件。