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寶珠砂冷芯盒工藝在解決鑄件脈紋缺陷中的應用
更新時間：2021-04-07 10:10:28點擊次數：1212次
用冷芯盒工藝生產的砂芯，在鑄件內腔出現缺陷的傾向較大，容易形成脈紋。寶珠砂因熱膨脹率低——寶珠砂熱膨脹率0.13%（1000℃加熱10分鐘），遠低于硅砂的熱膨脹率1.5%，因此使用寶珠砂或者寶珠砂與石英砂按比例混合使用，不僅樹脂加入量可以減少20-30%，而且脈紋缺陷也能得到明顯改善。因此，近年來，幾乎所有規模較大的柴油機鑄件鑄造廠，都采用寶珠砂冷芯盒工藝。
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冷芯盒工藝生產的砂芯，在鑄件內腔出現缺陷的傾向較大，容易形成脈紋。
脈紋又稱為毛刺，多分布于鑄件內表面的轉角處和高溫熱節處，大多呈條狀分布，嚴重時呈網狀分布。脈紋作為鑄造生產中的常見缺陷，對鑄件內腔質量有著重要的影響，尤其在發動機缸體、缸蓋水套內腔封閉或半封閉區域，缺陷一旦產生難于檢測、清理，并會影響水循環的散熱效果，嚴重的將會導致發動機過熱報廢；而在缸蓋的氣道區域脈紋的存在將嚴重影響進排氣氣流的流動方向，從而影響氣道的渦流特性，渦流特性的改變則會影響發動機的性能及排放。
脈紋形成的原理 脈紋形成的原理
硅砂作為鑄造砂型（芯）最主要的原料，其主要成分為石英，石英從低溫到高溫的過程中β-α相變，產生膨脹。金屬液充型過程中，砂型（芯）表層在573℃發生相變，硅砂顆粒迅速膨脹并重新排列；隨著砂型溫度的升高，次表層在達到573℃隨即發生相變，該層砂粒亦急劇膨脹，并給表面層施加拉伸應力；如果此時表層的強度和韌性不夠，這個拉伸應力就會使砂型（芯）表面層裂開，形成裂紋，金屬液在壓力的作用下就會滲入到裂紋中，從而形成脈紋。
脈紋缺陷的解決方案
調整原砂：
①、調整硅砂的正態分布來降低砂型（芯）的膨脹。選用四篩或五篩分布的原砂。
②、適當添加或更換低膨脹系數的特種砂；目前市場上最常見的特種砂有寶珠砂、鉻鐵礦砂、鋯英砂等，其中寶珠砂為人造砂。寶珠砂因熱膨脹率低——寶珠砂熱膨脹率0.13%（1000℃加熱10分鐘），遠低于硅砂的熱膨脹率1.5%（1000℃加熱10分鐘），因此使用寶珠砂或者寶珠砂與石英砂按比例混合使用，不僅樹脂加入量可以減少20-30%，而且脈紋缺陷也能得到明顯改善。因此，近年來，幾乎所有規模較大的柴油機鑄件鑄造廠，都采用寶珠砂冷芯盒工藝。
冷芯盒工藝凱林寶珠砂電鏡圖
凱林寶珠砂冷芯盒工藝生產的缸體、缸蓋砂芯及鑄件