冷芯盒树脂砂铸件脉纹产生机理及对策

      用冷芯盒工艺生产的砂芯，在铸件内腔出现缺陷的倾向较大，即容易形成脉纹。所谓脉纹，是像锯齿状的金属网状凸起物。其产生的基本原因有两个：一是石英砂在573℃发生相变，体积膨胀致使砂芯表面开裂成缝。在欧美称之为vein或fin，属于膨胀类缺陷(expansion defect)。石英砂粒度越集中，砂芯开裂的几率越大。二氧化硅含量越高，砂芯开裂几率也越大。砂粒较为圆整、粒度偏细的石英砂产生脉纹的倾向比粒型多角、粒度偏粗的石英砂要更严重;二是砂芯被高温铁水包围，产生大量气体难以快速排出，腔内瞬时压力大于铁水渗透阻力，金属液就通过砂芯裂纹或空隙渗透到了芯子的整个截面上，形成脉纹或机械粘砂。而要避免或者减轻脉纹或金属渗入，就要克服砂芯开裂和抑制金属液渗入裂缝。

      早期铸造厂主要用以下措施解决脉纹问题：1、选用低二氧化硅含量，选用四筛或五筛分布的原砂。2、在混合料中加入一些退让性添加剂，如各种“抗脉纹添加剂”。3、选用高温塑性好的树脂。4、在砂芯表面使用烧结型涂料，使得砂芯在高温铁水的热冲击下达到较高的高温韧性和高温强度。

      近年来，随着宝珠砂的推广应用，使用宝珠砂或者宝珠砂与石英砂按比例混合使用，树脂加入量减少20~30%，以上几种缺陷得到了明显改善，同时砂芯溃散性非常好，减少了清理工作量。由此，仅近年来，几乎所有规模较大的柴油机铸件铸造厂，都采用了宝珠砂冷芯盒工艺，比较典型的有：上海通用烟台东岳动力、山西三联、潍柴、玉柴、杭汽发、中国一拖等等。