藝術(shù)鑄造樹脂砂型工藝控制漫談

胡春良，張飛鵬（山西夏縣宇達(dá)青銅文化產(chǎn)業(yè)園，山西夏縣　044402）

藝術(shù)鑄造樹脂砂型工藝控制漫談

胡春良，張飛鵬
（山西夏縣宇達(dá)青銅文化產(chǎn)業(yè)園，山西夏縣044402）

樹脂砂型鑄造工藝已經(jīng)成為中國藝術(shù)鑄造行業(yè)重要的工藝之一，在大件產(chǎn)品生產(chǎn)中占據(jù)著重要的地位。本文介紹的樹脂砂型工藝具體指呋喃樹脂自硬砂工藝，型砂用的是產(chǎn)自河北廣源的擦洗砂，銅合金配方為錫青銅。

樹脂砂型鑄造工藝；青銅；工藝控制；鑄件質(zhì)量

樹脂砂型鑄造工藝已經(jīng)成為中國藝術(shù)鑄造行業(yè)重要的工藝之一，在大件產(chǎn)品生產(chǎn)中占據(jù)著重要的地位。本文介紹的樹脂砂型工藝具體指呋喃樹脂自硬砂工藝，型砂用的是產(chǎn)自河北廣源的擦洗砂，銅合金配方為錫青銅。有效控制工藝流程，可保證生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。

1　樹脂砂的調(diào)配

1.1選擇原砂

選擇原砂要有良好的熱穩(wěn)定性，二氧化硅的含量要大于或等于90%。如果達(dá)不到要求就會影響樹脂砂的強(qiáng)度，從而影響樹脂砂鑄件的質(zhì)量。

所選原砂中的水分越少越好，因為水分的增加也會使樹脂自硬砂的強(qiáng)度降低，從而導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生氣孔和夾砂等缺陷。

1.2調(diào)配樹脂砂

青銅藝術(shù)鑄造一般選用聚合好的呋喃樹脂。適合青銅鑄造的呋喃樹脂的型號有DMF85-4K和DMF-114。DMF85-4K型號樹脂的含氮量小于或等于4%，它適用于青銅雕塑表面肌理粗糙度高的鑄件。DMF-114型號樹脂的含氮量小于或等于1%，它適用于青銅雕塑表面機(jī)理精細(xì)度高的鑄件。如果呋喃樹脂使用不當(dāng)，則會影響雕塑表面肌理或拉力，甚至鑄件報廢。原砂和呋喃樹脂選好之后用混砂機(jī)進(jìn)行混砂。一般樹脂的加入量為原砂自重的0.6%到1.5%左右。固化劑的加入量一般為樹脂加入量的30%到70%.把砂倒入混砂機(jī)中再加入相應(yīng)的固化劑進(jìn)行攪拌，在攪拌8 min～10 min之后再加入量好的樹脂。再攪拌5 min～8 min之后就能出砂。在混砂過程中，無論是老式混砂機(jī)、半自動混砂機(jī)還是全自動混砂機(jī)都要把原砂、固化劑、樹脂攪拌均勻。如果不按比例配置或攪拌不均勻，樹脂砂在造型時固化不均勻，即有的地方凝固有的地方不凝固，從而使得樹脂砂型縮松或砂箱報廢，最后即浪費原材料又影響鑄件質(zhì)量。

2　樹脂砂在造型過程中的規(guī)范操作技術(shù)

2.1模具清理

首先清理原模具上的臟污并做到清理干凈。然后在模具上刷上脫模劑（即分型劑）。刷脫模劑時一定要均勻，尤其是凹槽和死角的地方。避免脫模劑堆積流掛，避免遮蓋各種標(biāo)記（定位銷和表面肌理）。如果沒有達(dá)到以上要求，在啟脫模具的時候就會難脫，就會損害砂型。使得鑄件和原模具表面肌理不一致。然后放好鋼架和砂箱。放置砂箱時應(yīng)檢查鋼架是否完好。如果使用焊縫開裂的砂箱，在澆注時就會漲箱使得鑄件超厚或報廢。

2.2混砂造型

2.2.1中小件

在制作中小件時可以一邊往模具上放砂一邊用木槌搗實。同時注意模具上活塊的動向，有活塊的地方應(yīng)小心搗，使得活塊不移位。如果活塊外張，將來鑄件的彎曲性、拉力性受影響。再有在制作外砂型時一定要注意表面肌理和凹槽深的地方。不能出現(xiàn)深凹槽的地方砂松散、強(qiáng)度降低，鑄件就會粘砂。

2.2.2大件

在制作大型鑄件時（如大平板或浮雕），應(yīng)該從砂箱的一角開始放砂，注意邊放砂邊搗實。逐漸沿模具向其他方向連續(xù)擴(kuò)展直到填滿整個砂箱。必須保證澆冒口、出氣孔有一定的高度。否則會澆注不成功，鑄件不完整。另外，不管是中小件還是大件，在樹脂砂放滿砂箱后，樹脂砂還沒有完全固化，馬上在砂型上面扎上氣孔。并且控制在離模具三十到四十毫米的距離，不能扎透。如果扎透，將來鑄件上會有小疙瘩。如果不扎氣孔就會影響樹脂砂的反應(yīng)時間和放氣，使得砂型強(qiáng)度降低影響鑄件質(zhì)量。

2.2.3啟開模具的準(zhǔn)確時間

當(dāng)砂型外層完全硬化內(nèi)層有強(qiáng)度但未完全硬化的時候為最佳時機(jī)。啟模具時間控制的好，有利于保護(hù)模具和加快樹脂砂的硬化速度增強(qiáng)砂的強(qiáng)度。啟模具時間過早要塌箱致使砂型報廢。時間過遲則啟模具困難，碰傷砂型。

3　澆注系統(tǒng)和排氣孔

在完成樹脂砂造型的過程中，澆口和氣孔的設(shè)計也是很重要的一面，將直接影響澆注的成功率和鑄件質(zhì)量。

3.1排氣孔

樹脂、固化劑在型腔內(nèi)反應(yīng)分解時會產(chǎn)生氣體，澆注系統(tǒng)型腔內(nèi)有空氣、水汽等，以及涂料在澆注時產(chǎn)生的氣體。這些氣體在澆注時，如果不及時排出型腔，金屬液將無法充滿整個型腔和產(chǎn)生氣泡，影響鑄件成功率和鑄件質(zhì)量。

3.2澆注系統(tǒng)

樹脂砂型的澆注系統(tǒng)有階梯式、雨淋式、階梯和雨淋相結(jié)合。澆冒口一般用圓椎型的木頭，在放置澆口杯時要放置澆注系統(tǒng)的最高點。還要放水平，不能傾向放置。否則影響澆注的成功率。階梯式澆注是在砂型內(nèi)芯用軟管設(shè)計的澆注系統(tǒng)。它的澆注方式是金屬液由型腔底端逐漸溢滿整個型腔的過程。這種方式有利于型腔內(nèi)氣體的排出。它的工藝設(shè)計復(fù)雜，工作量大，對鑄件的拉力和強(qiáng)度有影響。相對階梯式，雨淋式更有優(yōu)勢。雨淋式工作量小、工藝設(shè)計簡單。雨淋式的澆注過程是金屬液由上到下充滿型腔。階梯式適用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、彎折性大的鑄件。有利于鑄件的澆注成功率。雨淋式適用于大平面（如大型浮雕）的鑄件。因為大的鑄件需要較強(qiáng)的拉力和較高的強(qiáng)度。而雨淋式在重力的作用下快速充滿型腔。鑄件的一體感增強(qiáng)、拉力增強(qiáng)、強(qiáng)度增大?？傊@種兩方式要靈活運用才能降低成本提高鑄件質(zhì)量。

4　涂料對鑄件的影響

涂料一定要攪拌均勻才能刷在砂型上。刷涂料的目的是為了在澆注時，避免高溫金屬液和砂型的直接接觸。也為了防止鑄件粘砂和清砂方便，提高鑄件質(zhì)量。

刷涂料的時候一定要均勻，在刷完涂料后要用高溫噴槍進(jìn)行焙烘，烘干是有利于涂料中的水份快速蒸發(fā)，使涂料使用效果最佳，有效地防止鑄件粘砂。

5　結(jié)語

只有嚴(yán)格控制樹脂砂鑄造工藝的操作過程，才能生產(chǎn)出高質(zhì)量的藝術(shù)鑄件，甚至可以做出精密鑄造才能達(dá)到的表面肌理效果。

TG249.9

A

1674-6694（2016）02-0001-02

10.16666/j.cnki.issn1004-6178.2016.02.020

2016-01-13 作者簡介：胡春良（1972-），男，山西夏縣宇達(dá)青銅文化產(chǎn)業(yè)園。