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摘要： 介绍铸造企业落砂与表面清理技术的发展概况，重点分析了干法落砂除芯的工艺特点，指出了*重铸件落砂与表面清理技术及设备的发展方向。
关键词： 铸件；振动落砂机；落砂除芯；表面清理

落砂是当铸件在铸型中冷却到*定温度范围时，先使铸件与砂箱分离，然后使铸件与型砂分离。清理则是从落砂后的铸件上去除浇、冒口，清除残余的芯砂，去除铸件表面的粘砂、飞边毛刺、氧化皮，再经质量检验与缺陷修补、热处理与涂漆等工序，使其成为成品铸件的工艺过程。
过去由于铸件的形状复杂，大小不*、清理部位规律性差，且落砂清理工部的工作环境通常是高温、高粉尘、高噪音，因此，它是整个铸造生产过程中劳动较繁重、工作条件较差的环节。而如今，铸造行业在造型、熔化、制芯和砂处理工序正逐步从劳动密集型逐步向技术密集型的发展，以机械化、自动化操作替代手工劳动，在保证铸件质量的同时，从根本上改善清理工作的劳动条件及工作效率。
1 落砂除芯
落砂方法有人工就地落砂和机械化集中落砂两种。在非机械化铸工车间，铸件在地面浇注，*般是在浇注场地就地落砂，工人用大锤及钢钎打击砂箱和捅落型砂，也有采用风铲配合上述操作进行落砂。有条件的车间可采用悬挂风动落砂钩或震动落砂吊进行落砂。就地落砂劳动条件差、生产率低，仅适用于单位小批量生产的铸造车间。
在机械化生产线上，通常采用机械化集中落砂。它是把铸件放在震动落砂机上通过震动使砂子下落。机械落砂效率高，但机械易损坏，维修调整困难，而且噪音大。
根据铸件材质、形状及尺寸的差异，铸件的落砂除芯工艺分为干法及湿法。湿法分为水爆、电液压及水力清砂。
由于湿法工艺存在污水处理困难及红热铸件遇水激冷后易开裂等问题，因此现在已被干法工艺所取代。干法铸件落砂除芯主要分为振动落砂除芯及抛丸落砂除芯两种，目前已被日本、美国及欧洲国家广泛采用。并且也应该是国内铸造行业今后的发展方向。
1.1 振动落砂
国内外振动落砂技术的发展，大体可分为三个阶段：*是单轴偏心振动落砂机的发展阶段。二是随着振动落砂技术的发展，又开发出了振动落砂系列产品。三是惯性振动落砂机发展阶段，并且向在大型化、多样化、多功能方向发展。
铸造生产所用的振动落砂机虽然品种繁多，但按其激振方式可分为三类：惯性振动落砂机、偏心振动落砂机和冲击振动落砂机。惯性振动落砂机是80 年代以来应用较广泛的*种落砂机。近些年又开发出了固定式双质体振动落砂机、输送式双质体振动落砂机、较长距离输送式双质体振动落砂机、振鼓式双质体振动落砂机等诸多系列。
对于适用于*重生产大型铸件所需要的大型固定式振动落砂机，目前正在向冲击式振动落砂机方向发展。冲击式振动落砂机几乎不受铸件大小的限制，这*点是其他振动落砂机无法比拟的。近几年来，国外又出现了集落砂、输送、破碎、再生、筛分为*体的多功能落砂再生机，实现了*机多能。
可见，*重今后振动落砂技术的发展方向应当是：向大型惯性振动落砂机和多功能落砂机方向发展；同时为适应*重发展的需要，应开展对高效节能的大型工件冲击振动落砂机研究工作。
1.2 抛丸落砂
日本在 60 年代末提出的利用抛丸工艺对铸件进行落砂除芯处理，是集铸件落砂、除芯、表面清理及砂再生为*体的工艺技术。对于砂型铸造的铸件，其大部分的砂都是通过落砂这道工序清除掉的，这有助于冷却和减轻下*步抛丸除砂的工作量。甚至有*些铸造厂，免掉了落砂工序，而直接由抛丸机完成清砂任务。当然，对于这些应用抛丸除砂工艺的企业，就必须设计专门的回收系统，用于处理抛丸过程中产生的大量砂料，并在随后经由磁选分离器将废砂和钢丸磨料分开。目前， 抛丸机 的种类包括 履带式抛丸机 、 吊钩式抛丸机 、 转台式抛丸机 、悬挂链 通过式抛丸机 以及通过式抛丸机等。
2 铸件的表面清理
落砂后的铸件表面含有大量的粘砂、氧化皮等杂质以及在分型面和芯头处的披缝、毛刺、落砂后的浇冒口痕迹等，为此需要对铸件进行表面处理。
大多数铸件至今仍主要依靠手工工具和风冲、风铲、高速手提式砂轮、悬挂砂轮等半机械化工具作业。对外形不太复杂的铸件也有采用通用冲压机械和锯床的，当铸件批量大时则采用专用机床或专用生产线以实现自动化作业。铸钢件大多用氧气切割或气电切割。气电切割是利用电极与铸件间形成电弧产生的高温使金属熔化或氧化，同时用高压高速气流将熔融物吹净以达到清除铸件的飞边、毛刺和凸出物的*种方法。这种方法不仅用于切割浇冒口，也可用于平整铸件表面。但气电切割有产生弧光、烟气和噪声的缺点。
表面清理工艺同样分为湿法与干法。湿法采用的是水力清砂，该工艺方法的缺点是再生循环系统庞大，占地面积大，自动化程度低，并受到环保的限制。另外利用水力清砂虽能清除铸件表面浮砂，但不能清除氧化皮，也不能使铸件具有均匀的粗糙度。因此如今已被干法表面清理工艺淘汰。
干法表面清理工艺又分为抛喷丸清理工艺及振动表面光饰工艺。振动表面光饰工艺仅用于小件或冲压件的表面光饰，采用清理滚筒进行处理。滚筒清理是将铸件和星铁*起装入圆形滚筒中，当滚筒旋转时，依靠铸件、星铁、废砂之间相互撞击、摩擦的作用清除铸件内外砂子，打磨铸件表面，同时也能部分清除飞边毛刺。这类设备适用清理形状较简单、壁较厚的中小型铸件。
抛喷丸表面处理工艺的原理是利用具有*定动能的金属或非金属丸粒与工件相互撞击，金属丸粒的*部分动能用于剥离铸件的残砂、氧化皮等杂质，使铸件呈现金属本色；*部分动能转变为铸件表面的变形能，使铸件表面具有*定的粗糙度，用于增加比表面积，延长涂漆寿命。同时，抛喷丸工艺还能消除铸件表面残余应力，提高疲劳强度，达到抛丸强化的目的。所以采用抛丸工艺对铸件进行表面处理，可同时完成铸件表面清砂、去除氧化皮、工件表面增色及消除表面残余应力等多道工序。这也正是抛丸工艺代替湿法工艺的主要原因。
抛丸工艺经过近半个世纪的发展，无论是抛丸清砂、表面抛丸处理，还是抛丸强化工艺方面，均已经进入比较成就的阶段。目前，较新型的清理设备是把滚筒清理与抛丸清理结合起来，同时配备了相应的吸尘、除尘系统。而且现在的抛丸清理设备还都配有有抛丸清理台和抛丸清理室等。至于用来进行连续性生产的抛丸清理机械有链板式抛丸滚筒、连续式抛丸清理台、悬挂式连续生产喷丸清理室等。这类设备运行维护费用较高，只适用于专业化、大批量的铸件制造企业。
3 结 语
虽然振动落砂除芯、表面清理等技术在今后相当*段时间内仍将被铸造行业广泛采用。但是对现有技术，还是需要进*步完善，尤其在自动化与环保方面需要有更大的提高，同时应积极开发适用于不同类型产品专用成套的落砂清理设备，进*步提高清理设备技术水平。