膨胀缺陷及防止措施优化方案

浇注金属时，砂型（芯）表面层受热而发生膨胀和强度的变化，因此而引起的铸件缺陷，统称为膨胀缺陷。湿砂型时，主要产生夹砂和鼠尾缺陷。有机物黏结剂的砂型或砂芯中易产生毛刺缺陷。

1.夹砂

夹砂缺陷在类型上有两种：夹砂与结疤，如图1-18所示。

型砂的膨胀与其矿物组成及紧实程度有关。

1）硅砂的膨胀随温度的升高而不断增大。在573℃温度时，发生β相向α相的转变，线膨胀总量达1.375％，这种膨胀又称“低温膨胀”。

2）型砂紧实度不太高时，砂粒间孔隙大，砂型受热砂粒“低温膨胀”时可以无阻地自由微观膨胀，砂型的宏观膨胀就小，犹如砂型能自行适应和吸收“低温膨胀”。如果型砂的紧实度较大，砂型的受热膨胀受阻，会导致砂型宏观膨胀增大，出现膨胀缺陷的可能性增大

图1-18 夹砂缺陷

a）夹砂 b）结疤1—金属凸起 2—砂壳 3—铸件表面凹痕4—金属疤 5—铸件正常表面

3）高湿度弱砂带的热湿拉强度越低，产生夹砂的倾向越大。提高型砂热湿拉强度对防止夹砂缺陷效果较好。

2.鼠尾

鼠尾的形成过程如图1-19所示。它常出现在铸件的平面上，特别是铸件的下平面上。(www.xing528.com)

消除鼠尾的根本措施是减少膨胀力，可在型砂中加入减少砂型膨胀量的附加物，最有效的措施是加入纤维物和木屑。

图1-19 鼠尾（R）和有刺夹砂（S）形成示意图

a）加热阶段 b）缺陷形成 c）缺陷铸件1—金属液 2—干燥层 3—水分凝聚层 4—金属毛刺

3.毛刺

由于砂型（芯）受热膨胀导致开裂成缝，金属液渗入缝中所形成的刺状金属突起物称为毛刺。砂型（芯）的工作表面开裂缝呈网状时，所形成的网状金属毛刺称为脉纹。

硅砂的受热膨胀，是产生毛刺与脉纹的根本原因。型砂组成不合理（如颗粒筛号比较集中）会增加砂型的宏观膨胀量；铸铁的碳、硅和磷含量高，金属液的流动性好，都会加剧铸件表面的毛刺量；砂型局部过热，冒口太接近砂芯头部位等都易使砂型（芯）开裂成缝而形成毛刺。

为了防止毛刺，要求浇注时，芯砂或型砂有较高的热变形量。砂型热变形量过低时，可采用下列措施改进：

1）控制细粉含量，使其质量分数为8％～12％。

2）加木屑，使其质量分数为1％～2％。

3）对水分和型（芯）砂混碾质量应严加控制。