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宝珠砂冷芯盒工艺在解决铸件脉纹缺陷中的应用
更新时间：2021-04-07 10:10:28点击次数：2170次
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，容易形成脉纹。宝珠砂因热膨胀率低——宝珠砂热膨胀率0.13%（1000℃加热10分钟），远低于硅砂的热膨胀率1.5%，因此使用宝珠砂或者宝珠砂与石英砂按比例混合使用，不仅树脂加入量可以减少20-30%，而且脉纹缺陷也能得到明显改善。因此，近年来，几乎所有规模较大的柴油机铸件铸造厂，都采用宝珠砂冷芯盒工艺。
相关介绍
冷芯盒工艺生产的砂芯，在铸件内腔出现缺陷的倾向较大，容易形成脉纹。
脉纹又称为毛刺，多分布于铸件内表面的转角处和高温热节处，大多呈条状分布，严重时呈网状分布。脉纹作为铸造生产中的常见缺陷，对铸件内腔质量有着重要的影响，尤其在发动机缸体、缸盖水套内腔封闭或半封闭区域，缺陷一旦产生难于检测、清理，并会影响水循环的散热效果，严重的将会导致发动机过热报废；而在缸盖的气道区域脉纹的存在将严重影响进排气气流的流动方向，从而影响气道的涡流特性，涡流特性的改变则会影响发动机的性能及排放。
脉纹形成的原理 脉纹形成的原理
硅砂作为铸造砂型（芯）最主要的原料，其主要成分为石英，石英从低温到高温的过程中β-α相变，产生膨胀。金属液充型过程中，砂型（芯）表层在573℃发生相变，硅砂颗粒迅速膨胀并重新排列；随着砂型温度的升高，次表层在达到573℃随即发生相变，该层砂粒亦急剧膨胀，并给表面层施加拉伸应力；如果此时表层的强度和韧性不够，这个拉伸应力就会使砂型（芯）表面层裂开，形成裂纹，金属液在压力的作用下就会渗入到裂纹中，从而形成脉纹。
脉纹缺陷的解决方案
调整原砂：
①、调整硅砂的正态分布来降低砂型（芯）的膨胀。选用四筛或五筛分布的原砂。
②、适当添加或更换低膨胀系数的特种砂；目前市场上最常见的特种砂有宝珠砂、铬铁矿砂、锆英砂等，其中宝珠砂为人造砂。宝珠砂因热膨胀率低——宝珠砂热膨胀率0.13%（1000℃加热10分钟），远低于硅砂的热膨胀率1.5%（1000℃加热10分钟），因此使用宝珠砂或者宝珠砂与石英砂按比例混合使用，不仅树脂加入量可以减少20-30%，而且脉纹缺陷也能得到明显改善。因此，近年来，几乎所有规模较大的柴油机铸件铸造厂，都采用宝珠砂冷芯盒工艺。
冷芯盒工艺凯林宝珠砂电镜图
凯林宝珠砂冷芯盒工艺生产的缸体、缸盖砂芯及铸件