通过上述两项工艺方案的实施，促使铁液在浇注过程中迅速建立起液面，很少出现过“窜水”现象，避免了上水套外壁因砂型膨胀脱落形成夹砂缺陷。

2.3解决铸件夹砂缺陷的体会

（1） 正确处理好浇注系统与排气系统的关系，使二者成为和谐统一体；

（2） 尽量缩短浇注时间，能有效地抑制夹砂缺陷的产生；

（3 ）天然钠土能使型砂具有足够、稳定的热湿拉强度，对预防夹砂缺陷起到积极作用。

3冷芯缸体外表粘砂原因分析及对策

3.1 现状描述

笔者公司近期开发的缸体C，属于高端产品铸件，结构较为复杂、壁厚为3.5±0.8mm，为保证缸体成型和减少铸造缺陷（气孔等）的产生，其浇注温度均比其它缸体浇注温度高10℃左右，几乎达到1450℃，如此高的浇注温度对于砂型铸造生产薄壁缸体而言，表面粘砂、内腔烧结等铸造缺陷必然较容易发生，曾出现因该类问题造成清理难度大而积压缸体千余件，同时因加工打刀而导致用户对粘砂、烧结件的抱怨很大，并且在加工后出现缸孔缺陷及水漏、油漏、裂纹等一系列问题，曾使外废率高达5%以上。

3.2外表粘砂种类的鉴别及原因分析

3.2.1 粘砂种类的鉴别

铸件粘砂大致可分为机械粘砂和化学粘砂，为弄清楚缸体C粘砂是哪种类别的粘砂，分别用万用表测量法与浓盐酸化学反应法两种方法进行鉴别。

万用表法是将万用表旋钮开到电阻测定档，用一个电极接触铸件，另一电极接触粘砂部位。如果电阻接近零，表明粘砂是金属包裹砂粒形成的机械粘砂。如果显示巨大电阻，表明粘砂部位已经形成不导电的硅酸亚铁，属于化学粘砂。

盐酸法是用扁铲凿下一小块粘砂块，浸入盛有浓盐酸的试管中。如果缓慢发生气泡，一夜之后液体颜色由无色透明变为棕红色，反应终了时粘砂块消失，试管底部留下少数单个砂粒，说明是机械粘砂，铁质部分已被盐酸溶解成为氯化铁，反应式为：2Fe 6HCl→2FeCl3 3H2↑。如是化学粘砂，则气泡产生很少，盐酸也没有明显的变化，最后的残留物是多孔性团絮状物质。

采用上述方法抽取10个生产批次100件粘砂样本进行鉴别，得出缸体C粘砂发生的频率为：机械粘砂88%，化学粘砂5%，机械与化学混合粘砂7%。因此可以认为，缸体C粘砂主要是机械粘砂；而化学粘砂与混合粘砂只是一小部分，不做为研究和解决对象。

3.2.2 机械粘砂原因分析

机械粘砂是高温金属液渗入砂型孔隙形成的。渗入的金属液越多、越深，机械粘砂越严重，促使金属液渗入砂型孔隙的力（最主要是金属液对砂型的动压力与静压力）越大，金属液越容易渗入砂型孔隙。由于缸体C浇注温度较高，金属液流动能力更强，故导致铸件粘砂的动压力会加大，促使铁液渗透砂粒之间的孔隙加深，从而加剧此缸体表面粘砂的倾向。另外，该缸体下型底法兰处有底注浇道，造成此处金属液处于可流动状态较长，渗入深度会更加突出，因而下型法兰处机械粘砂比其它部位更加敏感。

3.3型砂质量现状对机械粘砂缺陷的影响

自缸体C投产以来，下表面经常发生粘砂缺陷，经多次探讨原因后认为除浇注温度偏高外，型砂质量波动也是产生粘砂缺陷的主要原因，而导致型砂质量波动的因素主要有以下一些：

（1 ）笔者公司砂处理系统主要设备是上世纪80年代美国辛普森公司制造的混砂机，已无任何在线检测功能，其中碾砂机为碾轮式连续碾砂，混碾时间严重不足，双盘冷却器仅起到简单的预混作用，增湿与冷却功能已彻底丧失，紧实率完全靠操作者控制加水量进行调整，这些都是导致型砂质量随时波动的因素。

（2）两条生产线缸体产量日益增加，促使型砂大约每4h循环使用一次，且每天24h处于长期使用状态，旧砂又无增湿、冷却功能，既不能使膨润土充分陈化又不能有效降低旧砂温度，导致型砂性能大幅度下降。

（3）型砂性能除受旧砂温度影响外，还受环境温度的制约。在旧砂无冷却的前提下，环境温度越高，旧砂温度也越高。在炎热的夏季现场温度高达35℃左右，从而导致旧砂散热较慢，型砂温度居高不下，引起型砂含水量及其性能波动较大。

（4）随着生产线缸体产量日益增加，50/100目芯砂大量涌入型砂系统，致使型砂粒度不断粗化，导致砂型孔隙变大，阻止金属液渗入砂粒之间的阻力减小，对防止粘砂缺陷极为不利。

3.4解决表面粘砂缺陷的工艺措施

3.4.1 细化型砂粒度、增加砂型孔隙阻力对于上述原因中型砂粒度粗化问题，通过在型砂系统中大量加入70/140目原砂来细化型砂粒度，使其从50/100目三筛砂变成50/140目四筛砂，减少砂型孔隙，增加砂型孔隙阻力，以阻止因金属液渗入而形成粘砂缺陷。

3.4.2增加砂型气体背压，阻止金属液侵入砂 型孔隙 砂型气体背压是指在砂型孔隙的气体压力，其大小取决于型砂发气量和透气性。

发气量大透气性小，背压就越大，金属液就越难渗入砂型。经过多轮试验验证，把型砂发气量上调到某一合理范围内，既达到了增加型砂背压的目的，又不至于造成气孔缺陷，对防止铸件粘砂起到一定的缓解作用。

3.4.3 控制旧砂温度与水分、减少铸件热粘砂型砂中每蒸发1%的水，砂温能下降大约25℃，由于双盘冷却器丧失对旧砂的增湿与冷却功能，致使型砂性能恶化，特别在炎热的高温季节，砂温高达50℃以上且水分极低，铸件粘砂矛盾非常突出，对此在每条回砂皮带上安装喷水雾装置，并利用风扇吹散蒸发出的水蒸气来带走旧砂热量，达到增湿冷却的目的。

3.4.4 优化型砂参数，预防粘砂缺陷 针对不同季节与型砂温度，对有效土含量、添加剂含量、含泥量、水分、紧实率、强度等参数进行合理优化，如在夏、秋季型砂紧实率应控制在上线，以适量弥补型砂因气温高而失去的水分；在春、冬季紧实率控制在下线，使型砂含水量在合理的范围内，以保证型砂质量。通过上述措施的实施，缸体外表光洁度明显好转，可以说发生质的飞跃，赢得用户的好评，图10与图11是整改前后铸件外观质量的鲜明对比图。

4冷芯缸体内腔烧结与粘砂等铸造缺陷情况与工艺措施

4.1 缺陷情况

由于缸体C浇注温度高、结构复杂，其油道和水套砂芯所形成的铸件内腔某些弯角和热节局部烧结与粘砂缺陷非常严重（见解剖图12、图13），开始生产的所有样件每件都得采用特殊工具将烧结、 粘砂部位逐一清理，非常困难，根本不能满足产量要求，严重影响生产节拍，在正常生产过程中又无规律出现，而且发生这种缺陷比例也不固定。经过大量的对比与反复验证试验，最终较好地解决了该缸体内腔烧结与粘砂等棘手问题。