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表 2 铸铁件反变形量设计参考2 造型阶段

造型阶段在铸件生产过程中对于铸件的变形影响最大，同时也是最可以有效控制的阶段。

2.1 模样本身带来的变形

模样本身带来的变形主要是模样制作错误或由于模样存放不合理导致的模样变形。

预防措施：首先这类问题一般在造型过程中可以发现。其次要注意木模的存放，模型制作后，一般会在芯头及活料部位打对接符号，配合检查，避免模型由于材质出现尺寸缩水，存放过程中，要放置水平，避免模型扭弯翘曲变形。2.2 分型面的变形

在对撞造型过程中，这种变形最常见，采用的测量工具以及造型人员的技能水平对于此类产品变形差别很大。

预防措施：首先要求采用建筑用水平激光仪，测量造型地面的平整度，符合偏差 2 mm 以内. 其次模型沿固定水平位置，测量模型四角及中间位置，符合反变形量设计，如果不符合需要重新放置模样进行测量过程。测量完成后，对模样的悬空部位要使用铁片与地面全接触，避免造型过程中模样出现倾斜问题。在分模样造型过程中，要注意模样底板的平整度以及刚度。通常我们可以采用确保模样本身刚度及平整度的情况下，配套使用支撑杆，用于将造型砂箱支顶起来，减轻模样压力。对模板的平整面也要依据生产数量定期效验平整。当然也有个别工艺采用了铁型板，从重量上以及模板的平整度的很好的控制了变形问题，但成本是比较高的，不建议大面积采用。

2.3 型砂变形

目前铸造使用的工艺中大致分为三种自硬砂，自硬呋喃树脂砂，自硬酚脲烷树脂砂，酯固化碱性酚醛树脂砂，依据于不同的工艺方案选择起模时间。自硬酚脲烷铸件类型 每一米长铸件留的反变形量（mm/m）一般床身长度在 5 m 以上 1.0~2.0一般床身或工作台长度在 5 m 以下 1.5~2.5

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树脂砂是所有自硬砂中生产效率最高的。起型时间的长短对于铸型的变形也是有一定影响，对于铸型最常见的表现在于砂型与砂箱开缝，分离。常见的翻型过程中，也容易出现此类问题。

预防措施：首先是型砂强度，我们分为常温强度和高温强度，型砂强度是选择型砂工艺参数最根本的技术指标。常温强度已知最大的是自硬呋喃树脂砂，高温强度直接决定着铸件的尺寸精度。其次溃散性好的呋喃树脂砂在初期膨胀后，一直处于不变形的状态，到高温下无塑性，热变形很小，其铸型的热膨胀很大，容易出现高温热裂。酯固化碱性酚醛树脂砂，热膨胀速度慢，热膨胀量小，在芯砂开始受热时显示出较大的可变形性，缓和了铸型的热膨胀，但是在继续受热后会出现二次固化作用，热变形量减小。不同的型砂工艺种类，对于铸件的散热收缩是不一致的，选择适宜的工艺避免出现收缩带来的不稳定性。

2.4 吃砂量不合理

吃砂量不合理，阻碍了铸件的正常收缩过程。

预防措施：首先对于铸件凸起部位之间应该有一定的吃砂量，一般吃砂量不小于 60 mm，中大件不小于 120 mm~180 mm；但随着型砂强度的提升，这个距离可以减少至 30 mm；其次制作芯骨要留有一定的吃砂量，同时确保芯砂要有一定的退让性。可以通过芯砂中加入一定的锯末屑、焦炭等，提高芯砂的透气性、退让性和耐温性。也可以在浇注完成以后对砂箱和铸件凸起部位之间的型砂铲松或挖掉，确保铸件自由的正常收缩，减少变形趋势。

2.5 砂箱变形

砂箱的强度导致变形问题。砂箱对于铸件的造型过程非常重要，砂箱的结构形式、砂箱的刚度、材质对于铸件在造型以及浇注完成后的收缩、膨胀都有很大的关系。砂箱的箱带距离过大，焊制的箱带未连接加固到位，距离模型的吃砂量过小、过大，砂型的刚度大与小，吊运过程中的变形、砂箱的材质，都会对铸件的造型过程尺寸控制以及浇注的收缩、膨胀有影响。

预防措施：优先选用铸铁砂箱，铸铁砂箱整体的刚度对于钢板砂箱来说要好。其次砂箱的侧箱带选用 T 型挂砂条，加强砂箱的挂砂结合能力，对于顶面可以选择制作对应砂箱空格面框，来加强型砂整体的强度。砂箱的厚度选择，原则情况越厚强度越好，但要综合考虑成本，起重能力，翻型（箱）情况，一般砂箱钢板厚度的

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选择范围为 15 mm~50 mm 不等。

2.6 吊运变形

铸件整体的吊运过程按照工序大概率会发生 2 次：第一次在配箱前，发生一次。在这个过程中，是按照砂箱长度方向还是宽度方向吊运，对于现场的操作，要做出明确培训。从安全有效的角度，吊运在宽度方向，这样可以使得吊运过程更加的平稳、安全。长度方向吊运吊绳夹角不超过 120 °，但是对于铸型整体的受力要比宽度方向吊运大，可能会出现硬裂纹情况。第二次吊运在铸件保温结束后，落砂阶段。此过程铸件还保持着一定的温度，而且铸件的型砂都未去除，整体重量是原铸件的 2 倍~5 倍左右，这个过程中对于一些特殊结构，容易变形的产品在吊运前要将铸型中的砂子采用工具去除，减轻重量。从安全设计的角度，我们的铸型吊运点最大设计承重 150%左右，如果型砂过多，就会出现拉应力变形，严重的出现铸件损坏、断裂。

2.7 铸型变形

铸型支撑不当会导致铸型变形。

预防措施：铸型的支撑涉及 2 个方面：1）下型的支撑，支撑不当会造成严重问题，轻则铸型开裂、扭曲，重则出现跑铁水情况。支撑要确保接触点是硬接触，比如地面与砂箱、铁器与地面、铁器与砂箱。砂箱必须具备一定的刚度，如果刚度不足在配箱过程中，随着重量逐步上升，可能会出现塌型情况。2）上、下型之间的支撑；一般我们也称为分型面或者配箱的间隙，这个间隙越小越好，但要注意不能出现上下型铁咬铁形式，导致闭合不完全。

2.8 压箱变形

压箱导致的变形。很多铸件在配箱结束后，会进行压箱操作。这个操作主要是为了防止浇注抬箱造成的影响，但对于灰铁铸件压箱的位置选择很重要。预防措施：压箱的方式有直压法、支撑法。如果砂箱的强度足够，可以优先选用直压法，直接将重量体压到砂箱上。但一般建议选用支撑法，通过重量体与砂箱的支垫，完成防止抬箱的过程。这个过程有利于避免由于过度压重，导致的铸型问题，同时也能够很好的通过支垫点，来做到重量体与砂箱与型砂的接触。3 保温阶段

保温时间也称为铸造的压箱时间，金属液充满铸型型腔到铸件打箱落砂前的时

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间。在这个过程中简单来讲就是液态、凝固态、固态之间的变化；但由于铸件结构不同，导致各个部位的冷却速度不同，出现的状态时间点也不同。对于铸铁件，在型内的冷却速度很慢，一般都小于铸件最大壁厚的空冷降温速度，所以在型内厚壁和薄壁是受控冷却，冷却速度是相同的，温度也没有差别。若在组织转变结束后打箱出来，铸件的应力主要受铸件的热应力影响。

减少铸件的铸造应力主要是设法减小铸件在升温或者冷却过程中各部分的温度差，实现同时冷却原则。适当增加铸件在型内的冷却时间，以免扩大各部位的温度差。当然也可以采用人工热时效、震动时效或自然时效的方式来降低铸造应力。但是铸件最终的残余应力的大小在很大程度上取决于铸件原始应力大小，及时经过时效处理铸件中也仍有较大的残余应力，因此，减少铸造应力的根本办法就是铸件在弹塑性转变的冷却过程中尽量少产生应力。热胀冷缩是铸造材料的特性，铸件壁厚不均匀，铸件的受阻受阻，冒口冷铁影响导致温度场的不均衡，铸件不同部位从型砂里取出的时间不同。同时注意打箱的三大忌：1）高温打箱（铸件温度高于500 ℃）；2）生拉硬拽（铸件温度高于室温，材料强度低）；3）加大温差（薄壁裸露，厚壁埋砂，加大温差，增加应力）。可以通过测温枪以及热电偶做好保温以及打箱的控制，减少铸件的变形。也可以通过模拟来指导保温时间。图 1 时间与铸件温度关系曲线4 清理发运阶段

清理发运阶段对于铸件的变形影响较小；一般只存在于热处理、焊修、放置过程。热处理过程我们常用的就是人工时效，时效温度根据铸铁件的力学性能要求和可能产生的石墨化倾向来选择，普通灰铁件的渗碳体分解和粒化开始温度是550 °C，加入稳定渗碳体的合金元素可使该温度提高。时效温度超过570 °C时，会使渗碳体分解和粒化而导致灰铸铁力学性能急剧下降。含稳定碳化物元素的低合

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金灰铸铁，可以提高到 600 °C，高合金可以提高到 650 °C. 时效的时间取决于时效温度及铸件的壁厚、轮廓尺寸和复杂度，一般可以表示为：' T   / 25 T

式中：T--时效时间，h；

δ--铸件厚度 mm；

T’--基本时效时间，在 2 h~8 h 围选择。

铸件的升温降温过程要规范，不宜过大，建议按照升温60 °C/h，降温按照50°C/h 现场控制。特殊铸件类似于环类铸件，要注意运输过程中开口的固定，防止开口出现张口现象，可以通过制作随形卡具固定解决此类问题。图 2 时效曲线

5 结 论

对于铸件的变形，存在的四个阶段：设计阶段，造型阶段，保温阶段，清理发运阶段；我们碰到的铸件变形问题，只要做好这四个阶段的控制，对于铸件的变形控制会有效的解决。设计阶段：注重产品的结构识别；造型阶段：配合使用的铸造辅助材料、生产使用工装、技术设计的实操性操作要点的控制；保温阶段：科学有效的控制保温时间，避免时间过长，过短，对于铸件带来的变形风险。清理发运阶段：人工时效的升温和降温速率要严格控制，避免出现时效变形。通过对于四个阶段的阐述，对于铸件变形问题的可以得到有效控制。(摘选自《铸造设备与工艺》2022年-6 期）

7.2 山西铸协技术服务项目

1、铸造行业专题培训；

2、提供技术咨询、技术服务、企业环评、环保管家服务；

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3、铸造企业商务服务(铸件采购与供应)；

4、铸造行业调研、统计与分析；

5、团体标准项目立项，制定、审核工作；

6、编制地方政府产业规划、企业、园区发展规划；

7、编制企业可研报告、项目申报、项目评审工作；

8、铸造产能转移的对接服务 技术职称评定，工程师资格认定；请在线咨询。8.商务信息

8.1 山西省铸造行业协会商务平台

为展示山西省铸造行业整体风貌，增强同行之间的交流与合作，促进山西铸造行业尽快做强做大，释放山西铸造行业产能而筹备并建立的铸件采购平台。通过行业信息平台，收集相关商务信息，为企业联系订单，联系采购商，搭建商务信息共享平台，做好贸易形成的全过程跟踪服务。形式为线下和线上两种。平台的宗旨：展示行业风貌 关注行业动态 增强信息交流促进行业发展联系人：崔明珠 13934176886 郝鹏飞 18649311901 王广业13703594116

8.2 山西省铸造行业协会抖音上线了，请扫描二维码

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8.3 山西鑫光华铸造废砂再生工业有限公司山西鑫光华铸造废砂再生工业有限公司，是山西省铸协铸造砂循环利用生产基地（文水）。年处理铸造废砂5万吨，生产覆膜砂4万吨。开发了六大品种，分别适用于小型灰铁、大型灰铁、小型球铁、大型球铁、碳钢及合金钢铸件。企业管理资质齐全，生产设备自动化控制，实验检测设备先进，产品质量稳定可靠。针对客户产品的差异化需求，提供完善的售前售后技术服务。

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山西鑫光华铸造废砂再生工业有限公司覆膜砂技术参数及牌号牌号 性能 数据 牌号 性能数据1#

常温抗拉强度（Mpa） 2.0～2.5

2#

常温抗拉强度（Mpa）2.0～3.5

常温抗弯强度（Mpa） 3.0～3.5 常温抗弯强度（Mpa）5.0～6.0

粒度(目） 70/140 高温抗弯强度（Mpa）3.5～4.5

灼烧减量（100%） 2.16 粒度(目）70/140

发气量(ml/g) 12.8 灼烧减量（100%）2.66

熔点（℃） 100 发气量(ml/g) 13.5

熔点（℃）105

适用范围 灰铸铁 适用范围大件灰铁小件球铁3#

常温抗拉强度（Mpa） 3.5～4.5

4#

常温抗拉强度（Mpa）3.5～4.5

常温抗弯强度（Mpa） 7.5～9.0 常温抗弯强度（Mpa）7.0～8.0

热态抗弯强度（Mpa） 4.0～5.0 热态拉弯强度（Mpa）1.5～2.5

粒度(目） 70/140 热态抗弯强度（Mpa）4.0～5.0

灼烧减量（100%） 2.76 粒度(目）70/140

发气量(ml/g) 14 灼烧减量（100%）≤3

熔点（℃） 108 发气量(ml/g) ≤20

熔点（℃）105

流动性（度）25～29

适用范围

球铁

铸钢件

适用范围合金铸钢5#

常温抗拉强度（Mpa） 3.0～3.7

6#

常温抗拉强度（Mpa）常温抗弯强度（Mpa） 6.0～7.0 常温抗弯强度（Mpa）高温抗弯强度（Mpa） 4.0～5.0 高温抗弯强度（Mpa）粒度(目） 70/140 粒度(目）灼烧减量（100%） 2.66 灼烧减量（100%）发气量(ml/g) 13.5 发气量(ml/g)

熔点（℃） 105 熔点（℃）流动性（度） 28 流动性（度）适用范围 球铁 适用范围

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8.4 山西省铸造行业协会--展览室对外开放各理事、会员单位及行业同仁，经过各合作商的努力，山西省铸造行业协会展览室正式对外开放，欢迎大家参观交流，本通讯将分期登载展商信息，供同行们交流学习。欢迎有宣传和发展业务意向的企业及时联系8.5 广西兰科、恒利来、南京诺金、天津汇丰

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8.6 《铸造设备与工艺》杂志征订启事

《铸造设备与工艺》杂志，1979 年创刊，双月刊，国家级科技期刊。由太原科技大学主办，国内统一刊号 CN14-1352/TG，国际标准刊号ISSN1674-6694，为国内外多家权威数据库和检索系统收录期刊。

主要内容： 内容覆盖铸铁、铸钢和有色合金等领域，包括砂型铸造、压力铸造、离心铸造、精铸、消失模铸造（实型铸造）等铸造的设备、工艺、模具、材料方面的技术、经验、管理与研究。报道国内、国外铸造领域的先进科技成果、学术研究；产品开发应用与生产实践经验；铸造工厂（车间）的设计、技术改造、工厂经验及经营管理；铸造人才的培养及专业发展方面的文章。

主要栏目：铸造设备；铸造工艺；消失模与 V 法铸造；试验研究；应用研究；专题与综述；设计与计算；3D 打印技术；车间设计；铸造模具与工装；企业管理；教学研究与人才培养；艺术铸造；智能铸造;行业管理与发展；信息与动态；科技成果；铸造市场；企业之窗；人才市场。

期刊订阅：本刊为双月刊，一年 6 期。邮发代号：22-154，国外发行代号：4845BM，

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定价 15.00 元/期，全年 90 元。全国各地邮局均可订阅，也可直接到本刊编辑部随时订阅，平邮免收邮资费。

电子版《铸造设备与工艺》杂志与纸质印刷版同步发行，每期定价15 元，全年订价 90 元。

欢迎订阅、欢迎投稿、欢迎刊登广告!

邮编：030024 地址：山西省太原市万柏林区太原科技大学240 信箱电话： 13513612782 传真：0351-6999221

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