覆膜砂铸件气孔问题的成因与防治

　　随着化学工业和材料工业的发展以及机械设备制造业的进步，覆膜砂及其造型工艺和设备取得了快速发展。由于覆膜砂的粘结剂为树脂，固化剂中含有氮，在铸造过程中，壳模在熔融金属的作用下挥发、分解、燃烧，使得气孔成为覆膜砂铸件常见的铸造缺陷。

　　覆膜砂性能引起覆膜砂铸件产生气孔的原因：覆膜砂壳型在浇注过程中受到钢水的热和化学作用，树脂等发气物质挥发、分解、燃烧产生大量气体，所以发气量的多少直接影响铸件是否存在气孔缺陷。覆膜砂铸件产生的气孔一般是侵入性和反应性的，其中侵入性气孔常见，反应性气孔少见。

　　侵入性气孔的形成原理、气孔形态和位置：在浇注过程中，在熔融金属的热和化学作用下，树脂等除气物质挥发、分解、燃烧，在型壳与熔融金属界面的壳侧形成气体背压。当背压超过一定值时，如果界面金属还没有凝固成壳，分子气体就会侵入熔融金属，使覆膜砂铸件形成侵入性气孔。入侵气孔的特征基本相同，它们呈圆形、球形，有时呈梨形。梨形气孔小端所指的方向就是气流的方向，也就是外部气孔源的位置。孔壁光滑，尺寸较大，一般为内部气孔，在铸造时往往位于铸件的上模。有时在覆膜砂铸件表面形成表面气孔，或在皮下形成皮下气孔，多数情况下为单个或聚集气孔，尺寸较大。

　　反应性气孔缺陷是由覆膜砂中的固化剂引起的，解决反应性气孔的方法是减少固化剂的用量，反应性气孔一般出现较少。我们主要防治覆膜砂发气量大造成的覆膜砂铸件侵入性气孔，主要从以下几个方面进行改进：(1)使用高强度覆膜砂。高强度覆膜砂是通过添加相关添加剂制成的。在覆膜砂强度相同的情况下，加入的树脂量比普通覆膜砂少，相应的发气量也会减少。(2)使用低析气覆膜砂。低发气覆膜砂采用特殊的工艺配方制成，具有发气速度慢的特点;金属浇注后，首先在表面凝固一层硬壳。在型壳成型并具有一定强度后，型壳开始放出气体，所以气体不会进入金属形成气孔，缓慢放出气体的特性可以有效地防止和控制覆膜砂铸件的气孔。

　　设计不合理造成覆膜砂铸件气孔的原因及预防：在设计铸造工艺时，合理的排气系统非常重要。工艺设计不合理导致覆膜砂铸件产生气孔的主要原因是型壳排气不畅，即型腔内的气体和型壳在浇注过程中产生的气体很难或不可能排到外面。当型腔内的气体压力能够穿透铸件的凝固表皮时，就会形成侵入性气孔缺陷。

　　针对以上不合理的工艺设计，预防方法是：在浇注冒口系统中设计至少一个开口冒口，使型腔内的气体和壳型在浇注过程中产生的气体通过这个开口冒口更好地排出。需要注意的是，开浇冒口的位置应位于钢水流动的末端或铸件的高点，以达到理想的排气效果;当工艺设计因考虑零件结构、钢水利用率等因素不能设计开口冒口时，就需要设计一个合理的排气系统，能够顺利地排出型腔和型壳中产生的气体。