?佛山翻砂鑄造（砂型鑄造）中出現收縮不均導致變形，需從模具設計、工藝參數、材料控制、操作流程等多方面分析原因并針對性解決。以下是常見原因及處理方法：
一、收縮不均的主要原因
鑄件結構設計不合理
壁厚不均勻，薄厚過渡處存在尖銳轉角，導致冷卻速度不一致，收縮應力集中。
細長桿、大平面等易變形結構缺乏加強筋或支撐結構。
型砂（鑄型）性能不足
型砂退讓性差（高溫下無法隨金屬收縮而變形），阻礙鑄件自由收縮，產生應力。
砂型緊實度不均勻，局部過硬或過松，導致冷卻速度和阻力不一致。
合金成分與熔煉問題
合金收縮率過大（如鑄鋼、球墨鑄鐵收縮率高于灰鑄鐵），或化學成分偏差（如碳、硅含量不當）。
熔煉溫度過高、保溫時間過長，導致金屬液吸氣量增加，凝固時收縮加劇。
澆注與冷卻工藝不當
澆注溫度過高，金屬液冷卻時間延長，收縮量增大。
冷卻速度不均勻（如砂型局部散熱過快或過慢），或開箱時間過早，鑄件未充分凝固即受外力。
模具（芯）設計與裝配問題
型芯定位不準確、裝配松動，導致鑄件壁厚偏差。
模具拔模斜度不足，起模時損傷砂型，或型芯尺寸誤差導致收縮受阻。
二、針對性解決措施
1. 優(yōu)化鑄件結構設計
均勻壁厚：避免突然變厚或變薄，采用漸變過渡（如倒角或圓弧連接），壁厚差控制在 30% 以內。
增設加強筋 / 防變形結構：在大平面、細長桿等易變形部位增加肋板或支撐筋，提高剛性（如圖示）。
對稱設計：采用對稱結構減少收縮應力集中，如將 “L” 型結構改為 “工” 字型或對稱框架。
2. 改善型砂性能
提高退讓性：
在型砂中增加木屑、焦炭粉等可燃物質，高溫下分解形成空隙，允許鑄件自由收縮。
采用樹脂砂、水玻璃砂等退讓性較好的砂型，或降低型砂緊實度（但需避免塌箱）。
均勻緊實度：
采用機械緊實（如震實、壓實）或自動化造型線，確保砂型密度均勻，避免手工緊實導致的局部過緊。
3. 控制合金成分與熔煉工藝
選擇低收縮合金：優(yōu)先使用灰鑄鐵（收縮率約 0.7%~1.0%）等收縮率低的材料，避免高碳鋼（收縮率 1.3%~2.0%）等易變形合金。
調整化學成分：
灰鑄鐵中適當提高碳、硅含量（如碳 3.5%~3.8%，硅 2.0%~2.5%），降低收縮傾向。
球墨鑄鐵中控制硫、磷含量（硫＜0.03%，磷＜0.08%），避免形成硬脆相加劇收縮。
控制熔煉溫度：
避免過度高溫熔煉，澆注溫度根據合金種類合理設定（如灰鑄鐵 1250~1350℃，鑄鋼 1500~1550℃）。
4. 優(yōu)化澆注與冷卻工藝
低溫快澆：在保證充型的前提下，盡量降低澆注溫度，縮短充型時間，減少液態(tài)收縮。
合理設置澆冒口：
采用順序凝固原則，在厚壁處設置冒口補縮，確保金屬液從冒口向鑄件方向定向凝固（如圖示）。
澆口位置避免正對薄壁或型芯，減少局部過熱。
控制冷卻速度：
大件或復雜件采用緩冷工藝（如延長砂型保溫時間、覆蓋保溫材料），小件可適當加快冷卻。
開箱時間應確保鑄件完全凝固（如灰鑄鐵開箱溫度＜500℃，鑄鋼＜600℃），避免過早受力。
5. 改進模具與型芯設計
增加拔模斜度：模具拔模斜度通常為 1°~3°，復雜結構可適當加大，避免起模時砂型破損。
型芯定位與強度：
采用定位銷、芯頭肩臺等確保型芯準確裝配，避免偏移導致壁厚不均。
型芯需有足夠強度（如使用樹脂砂或加固鋼筋），防止?jié)沧r被金屬液沖偏。
預留反變形量：根據經驗或模擬結果，在模具上預先做出與變形方向相反的弧度（如鑄件易下撓，則模具向上拱起），抵消收縮變形。
6. 其他輔助措施
時效處理：對已變形的鑄件進行去應力退火（如灰鑄鐵 550~650℃保溫 2~4 小時），消除內部應力，校正變形。
工藝試驗與模擬：通過鑄造模擬軟件（如 MAGMA、ProCAST）預測收縮變形區(qū)域，優(yōu)化工藝參數后再批量生產。