随着汽车、航空、航天产业的迅猛发展,复杂薄壁镁合金铸件的需求量越来越大,用于成形此类铸件的砂芯结构非常复杂,而镁合金浇注温度低,砂芯难以受热溃散,导致镁合金铸后清理困难。因此,研究开发镁合金铸造复杂砂芯的清理设备及方法具有重要的理论意义及实际价值。本文首先研发了一种镁合金铸件用砂芯清理新设备及方法,该清理设备综合了化学溶解、振动破碎和超声波空化清理的作用,可用于镁合金铸件复杂内腔中砂芯的快速清理。化学溶解作用能溶解软化砂芯,振动破碎是利用惯性力破碎脱除砂芯,超声波的作用是利用超声空化效应加快砂芯的清理。采用本文研发的砂芯清理设备,试验研究了不同工艺参数对砂芯清理效率的影响:溶解振动清理砂芯时,清理效率随着NaOH溶液浓度和受热温度的增大而增加、随着激振力的增大先增大后减小、清理液为水时溶解振动清理效果不佳;溶解超声清理砂芯时,清理效率随着超声波功率、NaOH溶液浓度和受热温度的增大而增大、清理液为水时溶解超声清理也有一定的效果。优化了自硬树脂砂芯和覆膜砂芯复合清理工艺参数:自硬SQG树脂砂芯的优化清理工艺参数为5.0%的NaOH溶液,振动电机偏心块夹角2/18π,超声波功率600W;覆膜砂芯的优化复合清理工艺参数为5.0%的NaOH溶液,振动电机偏心块夹角2/18π,超声波功率1200W。模拟分析了镁合金零件浇注时砂芯的受热情况:浇注过程中,砂芯的受热温度较低且高于250℃的时间持续较短(<23min),砂芯难以受热溃散,导致镁合金铸件内腔中的残留砂芯清理困难。采用优化的工艺进行了自硬树脂砂芯和覆膜砂芯的浇注清理:透气性好的自硬树脂砂芯,能够充分受热烧损,砂芯的复杂程度决定砂芯的清理难易程度;透气性能较差的覆膜砂芯,砂芯的尺寸大小对砂芯的清理难易程度有更重要的影响。