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翻砂铸造过程中,去除表面粘砂是确保铸件质量的关键步骤。粘砂主要由型砂在高温金属液作用下烧结或金属氧化物与型砂反应形成,若不彻底清除,会影响铸件表面光洁度、机械加工性能及后续涂装效果。以下是去除表面粘砂的详细方法及操作要点:

一、机械清理法
抛丸清理
原理:利用高速旋转的抛丸器将钢丸或玻璃丸等弹丸抛射至铸件表面,通过冲击力剥离粘砂。
适用场景:适用于大批量、形状规则的铸件(如汽车发动机缸体、机床床身)。
优势:效率高、清理彻底,可同时去除氧化皮和毛刺,提升表面粗糙度均匀性。
操作要点:
根据铸件材质和粘砂程度选择弹丸材质(钢丸适用于高硬度铸件,玻璃丸适用于易损伤表面)。
控制抛丸速度和时间,避免过度清理导致铸件变形或表面损伤。
定期检查抛丸设备,确保弹丸分布均匀,避免局部过度磨损。
喷砂清理
原理:以压缩空气为动力,将砂粒(如石英砂、氧化铝砂)喷射至铸件表面,通过摩擦力去除粘砂。
适用场景:适用于精密铸件或局部粘砂清理(如艺术品铸造、航空零部件)。
优势:清理精度高,可控制砂粒粒度和喷射角度,适应复杂形状铸件。
操作要点:
根据粘砂硬度选择砂粒材质(氧化铝砂适用于高硬度粘砂,石英砂适用于一般粘砂)。
控制喷射压力和距离,避免砂粒嵌入铸件表面或造成凹坑。
佩戴防护装备(如防尘口罩、护目镜),防止砂粒飞溅伤人。
振动清理
原理:将铸件放置在振动筛或振动台中,通过高频振动使粘砂脱落。
适用场景:适用于小型、薄壁铸件(如五金件、管件)。
优势:设备简单、操作方便,可同时清理多个铸件。
操作要点:
控制振动频率和时间,避免铸件因振动过度而损坏。
定期清理振动设备,防止粘砂堆积影响清理效果。
滚筒清理
原理:将铸件与磨料(如钢球、碎瓷片)一同放入滚筒中,通过滚动摩擦去除粘砂。
适用场景:适用于形状简单、批量大的铸件(如阀门、管件接头)。
优势:清理效率高,可同时完成去毛刺和倒角操作。
操作要点:
根据铸件材质和尺寸选择磨料类型和大小。
控制滚筒转速和时间,避免铸件相互碰撞导致损伤。
二、化学清理法
酸洗清理
原理:利用酸溶液(如盐酸、硫酸)与粘砂中的金属氧化物反应,溶解粘砂层。
适用场景:适用于不锈钢、碳钢等耐酸铸件,或粘砂层较薄的情况。
优势:清理速度快,可同时去除氧化皮和锈蚀。
操作要点:
根据铸件材质选择酸液浓度和温度(一般盐酸浓度为10%~20%,温度为40~60℃)。
控制酸洗时间,避免过度腐蚀铸件表面。
酸洗后需用清水彻底冲洗,并中和残留酸液(如用氨水或碳酸钠溶液)。
佩戴防护装备(如防酸手套、护目镜),防止酸液溅伤。
碱洗清理
原理:利用碱溶液(如氢氧化钠)与粘砂中的硅酸盐反应,软化粘砂层。
适用场景:适用于铝合金、镁合金等耐碱铸件,或粘砂层较厚的情况。
优势:清理效果温和,不易损伤铸件表面。
操作要点:
控制碱液浓度和温度(一般氢氧化钠浓度为5%~10%,温度为80~100℃)。
碱洗后需用清水冲洗,并可用稀酸中和残留碱液。
定期更换碱液,防止杂质积累影响清理效果。
三、综合清理法
机械-化学联合清理
流程:先通过抛丸或喷砂去除大部分粘砂,再用酸洗或碱洗处理残留粘砂和氧化皮。
优势:结合机械清理的高效性和化学清理的彻底性,提高清理质量。
适用场景:适用于高精度、高表面质量要求的铸件(如航空零部件、医疗器械)。
热处理-机械联合清理
流程:对铸件进行退火或正火处理,降低粘砂与铸件表面的结合力,再通过机械方法去除粘砂。
优势:适用于粘砂层与铸件结合紧密的情况,可减少机械清理的难度和损伤。
适用场景:适用于高硬度、高韧性铸件(如合金钢、不锈钢)。
四、操作注意事项
安全防护:清理过程中需佩戴防护装备(如防尘口罩、护目镜、防酸手套),防止砂粒、酸液或碱液溅伤。
设备维护:定期检查清理设备(如抛丸机、喷砂机、酸洗槽),确保其正常运行和清理效果。
环保处理:清理产生的废砂、废酸和废碱需妥善处理,避免环境污染。废砂可回收利用,废酸和废碱需中和后排放。
工艺优化:根据铸件材质、形状和粘砂程度,选择合适的清理方法和工艺参数,提高清理效率和质量。