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F Q U N D R V工艺技术Vol.70 No.12021覆膜砂铸件气孔问题的成因与防治巩建强，曹峤(江苏万恒铸业有限公司，江苏盐城224000)摘要：分析了覆膜砂造型工艺生产阀门类铸件气孔的各种成因，并提出相应的防治对策。
从原材料、工艺设计和生产过程三方面分析了铸件气孔缺陷的成因。
具体包括：覆膜砂的发气量和发气速度；铸造工艺设计及模具设计；制型（芯）、涂料、烘烤、合型、熔解、浇注等。
在产品设计之初，应考虑气孔缺陷产生的所有因素并加以预防，可以有效降低铸件气孔的产生，提高铸件质量，缩短试制周期并降低生产成本。
关键词：覆膜砂；铸件；气孔；排气道；烘烤覆膜砂性能优良，砂型（芯）成形性好，轮廓清晰，覆膜砂壳型生产的铸件尺寸精度高，表面质量好。
覆膜砂砂型一般是只有数十毫米的壳型，浇注时树脂粘结剂能完全燃烧，故其游离苯酚的排放与其他树脂砂系统相比最少，随着国家对环保问题的曰益重视，覆膜砂铸造工艺也越来越受到重视m。
随着化学、材料工业的发展和机械装备制造业的进步，覆膜砂及其制型（芯）工艺、设备取得了快速的发展，因覆膜砂粘结剂为树脂，且固化剂中含氮，浇注过程中，壳型（芯）在金属液的作用下，树脂、固化剂等挥发、分解、燃烧，使得气孔成为覆膜砂铸件最常见的铸造缺陷。
我司有一条生产阀门类覆膜砂铸件的自动化生产线，技术人员在解决生产过程因各种成因使铸件产生气孔的过程中积累了大量宝贵的技术经验。
依据实际生产经验，现从覆膜砂性能、工艺设计、模具设计、制型（芯）、涂料、烘烤、合型、熔解、浇注等各环节分析铸件产生气孔的可能成因，并提出相应防治措施。
作者简介：巩建强（1994-),男，铸 造工程师，主要从事阀门铸钢件开发和设计工作。
E-mail:m139****7147@163.中图分类号：TG245文献标识码：B文章编号：1001-4977(2021) 01-0090-04收稿曰期：2020-06-01收到初稿，2020-07-16收到修订稿。
砂眼缺陷的原因分析及消除摘要：着重论述了砂眼的原因分析和对策。
简要介绍了铸造缺陷的工序联系，对砂眼夹渣的形成原因进行了展开，并例举了三种产品砂眼缺陷的对策。
关键词：砂眼对策热负荷构造前言在铸造生产中，我们经常会发现带有砂眼的铸件，或在表面，或在内部，情况轻的，一般可以不处理或者修磨、焊补处理，严重的会导致报废。
砂眼，往往与其他缺陷一起出现，或者说，砂眼经常是其他缺陷的直观现象，例如，有冲砂、掉砂、鼠尾、夹砂结疤、涂料结疤等。
1.砂眼的定义及鉴别铸件内部或表面包裹砂粒或砂块的孔洞，称为砂眼。
根据砂眼出现的位置，可分为表面砂眼和内部砂眼。
对于铸件表面的砂眼，用肉眼外观检查即可识别；对于铸件内部的砂眼，要用超声或者射线探伤进行检验。
通常，砂眼与夹渣的外观有相似之处，有时候容易混淆。
要区分两者的区别，图1 图2就要对各个方面进行分析，综合各因素来判断，有时候要通过气刨、加工或者剖分来确定。
消除砂眼和夹渣缺陷，要综合考虑、对策。
图1、图2所示即为砂眼缺陷。
2.原因分析图3即为常见的铸钢缺陷的工序联系和现状解析。
从图中可以看出，砂眼缺陷与工艺、模型、混砂、芯子造型、造型、下芯组合、浇注等工序有关，其中与工艺设计、下芯组合和浇注关系较大。
在考虑解决砂眼缺陷的时候，就要从这些方面着手，综合分析。
具体的原因分析：(1)由于砂型或砂芯膨胀，浇注系统设计不合理及浇注操作不当，造成砂型(芯)开裂，型(芯)砂脱落，产生冲砂、掉砂、鼠尾和夹砂结疤，脱落的型芯砂在铸件内形成砂眼。
(2)模型设计不良，造型、制芯后，局部存在尖砂。
(3)造型、制芯混砂配比、用砂不合理。
(4)由于造型、下芯、合型操作不当，发生塌型、挤箱、掉砂、压坏砂型或砂芯。
图3(5)合箱前，型腔内的浮砂在合型前未吹扫干净。
(6)合型后由浇注系统或冒口掉入砂粒或砂块。
(7)涂料不良，或砂型、涂料不干，浇注时涂层脱落，在造成涂料结疤的同时，形成涂料夹层。
图4 图5图4中型腔内的掉砂不吹，图4中砂芯上的尖砂不去处，均有可能形成砂眼。
覆膜砂性能影响因素的探讨裴立威（阜新市产业技术创新推广中心，辽宁阜新123000）摘要：覆膜砂主要采用优质精选天然石英砂为原砂，热塑性酚醛树脂，乌洛托品及增强剂为原料。
通过对覆膜过程的试验进行分析比较，得出覆膜砂性能主要影响的因素有以下的几种，分别是覆膜的设备、原材料和覆膜工艺的参数，要想提高覆膜砂的性能就要从不同软化点树脂按一定的比例进行混合，并且用特定固化剂、增塑剂和多筛制砂做为最基本的原料。
关键词：覆膜砂；性能影响因素；探讨Metallurgy and materials作者简介：裴立威（1981-），男，辽宁阜新人，大学本科，主要研究方向：信息管理。
随着我国社会经济的不断发展，我国的科技实力也有了很大程度上的提升，汽车工业的发展也日益强大，覆膜砂工艺和以前相比也有了很大的进步，但是这也远远不够，随着汽车行业的发展，对覆膜砂材料和工艺的要求也在不断的提高。
所以，文章就覆膜砂性能影响的主要因素做了相关的分析和探讨，希望能进一步提高覆膜砂的性能。
1覆膜设备覆膜设备之间都会存在多多少少的差异，这些差异使得覆膜设备加热和搅拌的形式存在一定的差异，型砂混合料在覆膜设备中的运动状态都是不一样的，其效率也存在很大的不同，混制的覆膜砂在性能上也存在很大的差异。
为了比较设备之间差异，所以进行了以下的实验，用相同的混砂工艺、配方和原材料进行一次啊的实验，对混制覆膜砂进行强度的测试，并且对覆膜砂的效果进行了数据的收集和分析。
覆膜砂制作工艺的主要流程分为以下的几步：砂加热，加树脂，加表面活性剂和部分硬脂酸钙，加固化剂和部分硬脂酸钙，冷却，最后出砂。
根据相关的试验得出，在没有其他的因素干扰，以及在原材料和工艺流程相同的情况下进行的试验，使不同的类型的混砂机制混制出的覆膜砂，由于混砂机设备之间存在一定的差别，混砂的效率也不相同，所以最后得出的覆膜砂在性能上存在一定的区别。
性能最强的覆膜砂是由行星转子混砂机混制的，这说明行星转子混砂机适合覆膜砂的混制，因为行星转子混砂机混制出的覆膜砂不仅能促进树脂和原砂之间的混合，还能保证覆膜砂自身正常的强度。
耐高温覆膜砂在中小型铸钢件上的应用张健，康德林（沈阳金安铸造材料有限公司，辽宁 沈阳 110101）摘要：本文根据覆膜砂的特性，介绍了作者公司生产的覆膜砂在铸钢件生产中遇到的质量问题，分析其产生的原因，针对不同的实际情况，采用不同的配方和工艺，完全可以用覆膜砂工艺生产出符合要求的铸钢件产品，尤其适合于熔模铸造工艺生产的铸钢件。
关键词：覆膜砂；铸钢件；熔模铸造由于铸钢件具有许多优良的性能，如碳钢、低合金钢兼有高强度、高韧性及良好的铸造、焊接性能；而特殊钢种又能满足耐磨、耐热、耐腐蚀、耐低温等特殊工况条件的要求。
因而，铸钢件在重型、矿山、交通、电站、机械、航天等许多行业得到了广泛的应用。
目前，从对铸钢件的需求来看，还是以中、大型铸件居多，而要求批量生产的、小型和中型偏小的铸件相对来说比较少些，但数量较多，而且，属于薄壁、精密、复杂的铸件，因此，它在各个工业领域里起到了十分重要的作用。
目前，生产小型和中型偏小的铸钢件的工艺方法颇多，而且各种方法又各具特色，各有各的优缺点。
根据铸钢的熔点高，钢液易氧化、钢水的流动性差、收缩大，铸钢件易出现浇不足、冷隔、缩孔和缩松、裂纹及粘砂等铸造缺陷的特点，寻找较优的小型和中型偏小的铸钢件生产工艺应是世界各国铸造工作者们亟待解决的技术关键。
从我国实际生产所应用的铸造生产工艺出发，在生产中已应用的工艺方法大致有如下三种：粘土湿型砂、树脂自硬砂和熔模铸造法。
(1) 粘土湿型砂采用粘土湿型砂，最大的制约是砂型的强度不高，导致该造型方法容易使铸件产生一些铸造缺陷，如夹砂、砂眼、气孔、缩孔缩松、表面粘砂、裂纹、胀箱等，需焊修处理的缺陷量比较大，清理成本高。
因此，从世界各国的情况看来，用粘土湿型砂生产的铸钢件不是很多，用自动造型生产线生产的则更少，所以，当前粘土湿型砂主要还是用于生产铸铁件。
(2) 树脂自硬砂我国从1973年开始研究应用呋喃树脂自硬砂以来，由于该造型工艺具有铸件尺寸精度高和表面质好（尺寸精度CT10～12，表面粗糙度为Ra25～50μm），型芯溃散性好，铸件落砂清理容易，旧砂干法再生回用容易，回用率高（90%以上）等优点。
必收藏之壳体粘砂篇，针对铸件粘砂的关键原因，提出7项改进措施针对车间离合器壳体铸件粘砂问题，根据车间生产情况分析其产生的可能原因，利用质量分析方法，绘制离合器壳体铸件粘砂问题因果图，制定措施并在生产中验证，确定导致铸件粘砂关键因素，改进生产工艺，降低了铸件废品率。
一、引言车间离合器壳体采用湿型砂工艺铸造，砂芯采用覆膜砂工艺制芯，铸件返抛率高达30%，且其中10%的粘砂铸件因粘砂严重不能清除而报废。
报废的粘砂铸件粘砂部位包括内腔及铸件外表面，通过常规的补刷涂料、提高煤粉含量的措施也未能改善粘砂状况。
二、粘砂机理铸件粘砂大致可分为机械粘砂、化学粘砂、爆炸粘砂、热粘砂[1]。
机械粘砂又称为金属液渗透粘砂，是由液态金属通过毛细管渗透或气相渗透方式钻入型腔表面砂粒间隙，在铸件表面形成的金属和砂粒机械混合的粘附层。
两种力的对比和变化决定了铸件机械粘砂倾向，即必定有一种力促使液态金属渗入砂型孔隙，一种力阻止渗入。
渗透动力, 即促使金属液渗入砂型孔隙的力, 主要是金属液对铸型的动压力和静压力；渗透阻力, 即阻止金属液渗入砂型孔隙的力，主要有两种：一是砂型孔隙的阻力, 一是砂型孔隙中的气体压力(也称背压)。
化学粘砂就是高温金属液可能被氧化生成金属氧化物，主要产物是FeO，氧化铁与和铸型中SiO2相互产生化学反应, 生成硅酸亚铁，因其熔点低，易粘附在铸件表面上造成粘砂。
爆炸粘砂形成原理是：金属液在浇入砂型后冲击型腔表面形成高压，迫使金属液钻入型砂空隙。
若砂粒中发气物骤然发气、爆炸，但又因砂型空隙已被金属液堵住，从而在金属液中形成气泡，爆炸性气体对金属面产生压力，迫使金属液又钻入邻近部位的砂型空隙形成粘砂。
热粘砂主要是原砂的SiO2含量太低，高温金属液使砂型表面的型砂产生烧结所致。
三、离合器壳体粘砂原因分析通过对离合器壳体粘砂铸件统计分析发现，粘砂不严重能返抛干净的铸件，粘砂部位集中在外表面凹坑、凸台、转角部位。
而报废铸件外表面除大圆弧面及顶面都有粘砂，且内腔除砂芯刷涂部位都有粘砂（如图1、2所示），且粘砂密集、粘砂层厚。
潮模砂工艺夹砂缺陷的产生及对策摘要：粘土湿型砂铸造生产中，由于铸件外部表面多由砂型形成，铁水直接与砂型接触，接触面大、温度高，所以夹砂缺陷成为粘土湿型砂铸造的主要缺陷之一1夹砂缺陷介绍：夹砂的生成原因是原砂中石英受热相变膨胀，同时型砂的热湿强度较低造成的。
湿型砂在型腔表面收到浇入金属液的烘烤，表面型砂中的石英颗粒在573℃发生相变而剧烈膨胀，于此同时型砂表面的水分向内迁移形成高湿度、低热湿强度的凝聚层。
由于型砂的热湿剪强度不够阻止膨胀砂层的横向滑移，热湿拉强度也不够阻止砂层的拱出，因而金属液就有可能钻入拱起砂层里面而形成块状夹砂块。
[1]1.1.1沟槽状：如果金属液没有钻进拱起的砂层，就会使铸件表面形成沟槽状夹砂。
沟槽状夹砂大多发生在型腔上表面。
当型砂上表面受热烘烤时，砂型变面层能够自动拱起。
而在型砂下面，如果有金属液整体覆盖压紧，砂层就不会拱起形成夹砂缺陷。
1.1.2块状：如果砂层开裂，金属液钻进拱起的砂层，则形成块状夹砂。
与通常的机械粘砂和化学粘砂不同之处是块状物并未与铸件本体完全连接，两者之间被一薄层型砂层相隔开。
用扁铲撬凿即可将块状物铲下来。
块状物背面有树枝状脉纹，这是金属液流入砂层间的通道。
如果在砂型表面不受阻碍的发生砂型开裂，则会出现块状夹砂。
如果这个砂层脱落，漂浮在金属液表面，最终会造成铸件结疤缺陷。
1.1.3细条纹状：又叫鼠尾，在砂型的下表面有金属液流过而不能立即覆盖时，可能在液流的两侧出现型砂膨胀滑移，向外翘起露出尖锐的砂条，浇注后砂条的缝隙处呈现出细条毛刺状金属和浅沟。
2产生夹砂原因分析：粘土湿型砂铸造生产中，由于铸件外部表面多由砂型形成，铁水直接与砂型接触，接触面大、温度高，所以夹砂缺陷成为粘土湿型砂铸造的主要缺陷之一。
现在比较认可的认识有二方面，一是铁液进入砂型型腔后，型表面层的水分受高热影响反向型壁内迁移，在离型表面3-5mm处形成高含水带，该处由于水分的集中，具有膨胀压力及型强度降低较大，表面层（干燥）会鼓起或直至破裂而钻入铁水造成夹砂；二是型砂材料中的硅砂成分的受热膨胀而引起型腔表面层的鼓起或破裂造成夹砂。
覆膜砂铸造常见缺陷特征与防治方法，附覆膜砂基础工艺传统的铸造涂料只是在铸件和铸型中间起到阻挡隔离作用，达到防粘砂目的，但普通铸造涂料高温下由于附着力差、强度低、耐火差、发气量大，容易造成铸件产生粘砂、砂眼、气孔、碳渣等缺陷。
铸件粘砂是因为涂料没有有效起到阻挡隔离作用，或涂料与高温金属液体发生化学反映。
1.涂料附着力差：填砂震动时造成涂料剥落，引起铸件粘砂，2.涂料膨胀系数大：与高温金属液体接触时涂料受热体积膨胀脱离铸型导致铸件粘砂。
3.高温液体金属被氧化与涂料和铸型发生化学反应生成金属氧化物，对涂料和型砂都有极强的粘结性，能够将型砂牢固粘附在铸件表面上形成一系列的低熔点化合物〔在铸件厚壁及转角处等，低熔点物更多，粘砂层更后），造成铸件粘砂，有时虽未产生粘砂，但在铸件表面粘附上一层难以清除的涂料，及产生粘灰。
铸件砂眼：1．铸型内有掉入的砂子。
2，涂料强度低，耐火差，经不住高温金属液体的冲刷，型砂被卷入铸件。
铸件气孔产生的原因很多，最常见的就是因为铸型中存在较多发气量大的物质，发气速度快，涂料或被砂透气性差，气体未及时排除所致。
研制的新型铸造涂料是在传统铸造涂料基础上加以改进，调整，高温下不开裂，不脱落，强度高，并且能有效防止高温液体金属氧化，与铸型和高温液体金属接触过程中不起化学反应。
同时能预防氮、硫、碳等气体的产生。
从而彻底解决:铸件粘砂，铸件砂眼，铸件粗糙，铸件气孔，铸件夹杂〔渣〕，球磨铁变异，铸钢渗硫裂纹，增碳缺陷等。
壳型铸造方法生产的铸件尺寸精度高,表面粗糙度低,可节省大量的金属切削消耗和机加工工时,并且由于型砂用量和造型方法的改变,为铸造生产的机械化和自动化创造了条件,因而特别适用于生产批量较大、精度要求较高的铸件。
用热芯盒覆膜砂工艺做壳形铸造不锈钢铸件跟铸铁的工艺区别在于覆膜砂工艺做壳形铸造不锈钢铸件跟铸铁的工艺区别是原砂SiO2含量不同，铸铁为SiO2含量90%，铸钢为大于95%。
壳形铸造铸件精度低于腊模精铸。
