中小型乘用车发动机缸体（汽缸盖）常见缺陷与对策浅析概述(铸件脉纹形成机理及其防治）改革开放后近十年来，我国得汽车制造工业得到了飞速发展,许多高端汽车品牌,几乎与发达国家同步推出面世，与之相适应得汽车发运机制造业也得到了迅猛发展,其中发动机铸造得水平也得到了极大得提高，无论铸造产量还就是铸件技术要求及铸件质量，都有基本上满足了现代汽车发动机日益提高得要求。
以中小型乘用发动机主要铸件汽缸体(汽缸盖）生产为例，众多汽车发动机铸造企业都有采用了粘土砂高压造型（少数为自硬树脂砂造型)，制芯则普遍采用覆膜砂热芯或冷芯工艺,而在熔炼方面大都采用双联熔炼或电炉熔炼，所生产得发动机均为高强度薄壁铁件.许多厂家为满足高强度薄壁铸铁件得工艺要求,纷纷引进先进得工艺技术装备,如高效混砂机,高压造型线，高度自动化得制芯中心,强力抛丸设备，大多采用整体浸涂，烘干,并且自动下芯。
在过程质量控制方面，许多企业实现了在线检测与控制，如配备了型砂性能在线检测，热分析法铁水质量检测与判断装置，真空直读光谱议快速检测。
清洁度检查得工业内窥镜等。
相当一部分企业还在产品开发方面应用了计算机模式拟技术。
可以毫不夸张地说，就硬件配件而言，我国发动机铸造水平丝毫不亚于当今世界上工业发达国家，一句话，具备了现代铸造生产条件。
（为叙述方便,以下称上述框架内容得生产条件为现代生产条件。
）然而应该承认,在发动机铸造企业得经济效益与产品质量以及铸件所能达到得技术要求方面,我们与世界发达国家还有较大得差距。
提高生产质量,减少废品损失，就是缩小与发达国家差距，发挥引进设备效能,提高企业效益得重要途径。
本文试图就我国铸造企业在现代铸造条件下,中小型乘用车发动机灰铸铁汽缸体(汽缸盖)铸件生产中常见得铸造缺陷与对策，与广大业界同仁作一交流.1气孔气孔通常就是汽缸体铸件最常见缺陷，往往占铸件废品得首位.如何防止气孔,就是铸造工作者一个永久得课题.汽缸体得气孔多见于上型面得水套区域对应得外表面（含缸盖面周边）,例如出气针底部（这时冒起得气针较短)或凸起得筋条部.以及缸筒加工后得内表面.严重时由于型芯得发气量大而又未能充分排气,使上型面产生呛火现象，导致大面积孔洞与无规律得砂眼。
在现代生产条件下,反应性气孔与析出性气孔较为少见，较为多见得就是侵入性气孔.现对侵入性气孔分析出如下：１、1原因1．１．１型腔排气不充分，排气系统总载面积偏小.１.1.2浇注温度较低。
1．1.3浇注速度太慢；,铁液充型不平稳，有气体卷入。
1.１。
4型砂水份偏高;砂型内灰分含量高，砂型透气性差.1。
1。
5对于干式气缸套结构得发动机，水套砂芯工艺不当(如未设置排气系统或排气系统不完善；或因密封不严，使浇注时铁水钻入排气通道而堵死排气道；砂芯砂粒偏细，透气不良；上涂料后未充分干燥；砂芯砂与涂料发气量太大，或发气速度不当,涂料得屏蔽性差……)、经验证明，干式缸套得缸体得气孔缺陷，很大程度上与水套工艺因素相关连。
1.1。
6孕育剂未经干燥且粒度不当；铁液未充分除渣，浇注时未挡渣,由此引起渣气孔。
1.１。
7浇注时未及时引火1、2对策1.2。
1模型上较高部位设置数量足够，截面恰当得出气针或排气片;而芯头部位设置排气空腔、上述排气系统均应将气体引至型外。
通常排气截面为应内浇道总截面积1、5~1、8倍左右。
1。
2。
2浇注系统按半开放半封闭原则设置为宜,且须具有一定得拦渣功能，这样铁液充型时比较平稳，不会充击铸型或产生飞测或卷入气体、而浇注系统得截面大小以８～10kg/S得浇注速度来计算较为适宜。
1.2。
３铁液得熔炼温度应不低于1500°C，而手工浇注时末箱得浇注温度应控制在１400°C左右（视铸件大小与壁厚可适当调整)、最好能采用自动工浇注,浇注温度误差应在2０°Ｃ以内。
1.2.4一个好得适于高压造型得砂处理系统，型砂水分应在控制在2、８—3、2％，其实得紧实率应在36～４2之间,而湿压强度应达1８０～220kpa（均指在造型机处取样检测)、为达这些指标，需监控型砂得灰份,辅助材料得添加量,合适得原砂粒度,循环砂得温度及混砂效率。
1．2.5注意做好铁液去渣，浇注时挡渣引火以及孕育剂得干燥等工作。
1.2．6对于干式气缸套结构得发动机缸体,至关重要得就是要有非常完善到位得水套砂芯工艺：a、水套坭芯用砂得平均细度较之其她砂芯要粗一些,以求有良好得透气性。
b、设置充分得互相连通得排气孔网并使之能排出型外，这些孔网尽可能在制芯时生成，亦可在成型后钻加工形成。
对于前者要定期监控检查孔网就是否畅通（当心部芯砂固化不良时易将孔网堵塞)。
c、对砂芯砂性能要综合考虑，不能片面追求强度。
当强度太高时,势必要增大树脂用量,从面使芯砂发气量太高;而当水套芯得结构比较复杂纤薄砂厚不均匀，且以能开出排气孔网时,就要求砂芯有较高得强度，即使发气量大些也无防。
ｄ、当水套芯有排气孔网时,涂料要有较好得屏蔽性;当水套芯截面不便设置排气孔网时，涂料要有较好得透气性，这时砂得粒度也应更粗些。
e、当水套芯布有排气孔网时，且使用屏蔽性涂料时,在浸涂时要防止涂料液进入排气孔网,更要注意封火措施(可使用封火垫片材料）,以免浇注时铁水进入排气孔网,把排气道堵死；f、涂料得发气量要低，且施涂后一定要充分干燥。
一个成熟得水套芯工艺，可以将缸筒加工后内表面得气孔废品率控制在0、３％，甚至更低。
２、砂眼砂眼也就是气缸体(气缸盖)铸件得常见缺陷，多见于铸件得上型面,也有在缸筒得内表面经加工后暴露出来得。
2、1 原因2。
1.1浇注系统设计不合理.2.1．2型砂系列化统管理不善,型砂性能欠佳。
2。
1。
3型腔不洁净。
2.1．４砂芯表面状况不良或就是施涂与干燥不当.２、2 对策2。
2．1就浇注系统设置方面来说,为避免或减少砂眼缺陷,应注意以下事项;a、要有合理得浇注速度。
截面太小，则浇注速度太慢，铁液上升速度太慢,上型受铁液高温烘烤时间长,容易使型砂爆裂，严重时会造成片状脱落。
浇注系统得比例,应使铁液能平稳注入，不得形成紊流或喷射。
ｂ、尽量使铁液流经得整个通道在砂芯内生成,通常坭芯砂(热法覆膜砂或冷芯砂)较之外模粘土砂更耐高温铁液冲刷。
而直浇道难以避免设置在外模得粘土砂砂型中通过，这时可在直浇口与横浇口搭接处设置过滤器（最好就是泡沫陶瓷质），可以将铁液在直浇道内可能冲刷下来散砂与铁液夹渣加以过滤，从而可减少砂眼与渣眼。
ｃ、浇道就是变截面得,因此变截面处应尽可能圆滑光洁，避免形成易被铁液冲垮得尖角砂。
d、浇道得截面比例宜采用半封闭半开放型式，以降低铁液进入型腔时得流速与冲击,而内浇道位置应尽可能避免直接冲击型壁与型芯,且呈扩张形为好.２。
2。
2为防止铸件得砂眼缺陷，型砂方面得主要措施就是a、就是控制型砂中得微粉含量，型砂在反复使用中，微粉含量会越来越高,这会降低型砂得湿压强度，水份及紧实率则会提高,使型砂发脆。
b、浇注时砂芯溃散后混入旧砂,未燃尽得残留树脂膜，会使型砂得韧性变差，产生砂眼得可能性也增大。
为此需要改善型砂得表面稳定性，降低脆性，提高韧性,方法就是应在型砂中增加适当得ａ－淀粉,均可取得良好得效果，也可以在型腔表面施表面安定剂（喷洒）。
２。
2．3 在造型、翻箱，特别就是下芯、合箱等各环节容易将砂粒掉入型腔,而又未能清理干净,极易造成铸件砂眼缺陷。
为此,一就是要选取恰当得芯头间隙与斜度并保证下芯与合箱得工装精度，以免破坏砂型或损坏型芯而将砂粒散落在型腔内；二就是合箱前清理干净型内可能掉入得砂粒（抽吸法好于吹出法)。
2．2。
４不能忽视得就是,砂芯得飞边毛刺要清理干净，上涂烘干后待用得砂芯表面得砂粒灰尘也要吹净,否则容易被铁水冲刷并富集在铸件某处形成砂眼。
同时,需要强调得就是,砂芯上涂不能太厚,优其就是当工艺要求个别砂芯得个别部位或全部两次浸渗涂料时，涂料不能太厚，且须等第一次上涂料干燥到一定程度后才能上涂第二次,否则浇注时过厚得涂料会爆裂而形成夹砂（渣）。
3 脉纹(飞翅）通常在铸件得内表面或热节部位，如缸体缸盖得水套腔内，或就是进排气道内,由于浇注时高温铁液得作用,使砂芯硅砂发生相变膨胀引起砂芯表面产生裂缝,液体金属渗入其中,从而导致铸件形成飞翅状凸起得缺陷，即"脉纹”。
脉纹一旦出现,难以清理,当水套腔内有脉纹时，轻者会影响内腔得清洁度,重者会影响冷却水得流量,从而降低对发动机得冷却效果,甚会引起“烧缸”，“拉缸”严重后果；当气道内出现脉纹时,会影响气道涡流特性，最终影响发动机得整机工作性能.生产实残证明，冷芯工艺产生脉纹得倾向要稍大于壳芯产生脉纹得倾向。
3、１原因3.1。
1 如上所述，产生脉纹得根本原因就是高温铁液作用于砂芯引起硅砂得膨胀裂纹。
3．１.２砂芯材料不具备低膨胀得性能,或者其自身不能吸收这种受热产生得膨胀。
３.1.３砂芯得韧性或高温强度不足以克服膨胀应力导致产生裂纹。
3.１。
4所用材料不能低御砂芯在高温下产生膨胀裂纹。
3.1。
5铁液未能在砂芯产生裂纹前凝固结壳，从而预防脉纹产生。
３、２对策针对３、1所列产生脉纹得原因(或者说脉纹形成得机理）。
显然应采取以下措施;3.２。
1 在保证能得到健全铸件而不产生气孔等缺陷得铁液充型温度下，尽可能采取较低得浇注温度以减轻砂芯受热膨胀得程度；同时采用较快得浇注速度，以避免砂芯长时间受到高温烘烤可能产生得膨胀裂纹。
3。
2。
2 用于易产生脉纹砂芯（如水套芯，进排气道芯)得芯砂原砂预先进行消除相变膨胀处理，或者在砂芯材料中添加一些辅助材料，降低砂芯材料得热膨胀率；再就就是原砂得颗粒组成以三筛或四筛级配,以求砂芯材料能自身吸收膨胀变型。
3．2.3 必要时，在砂芯材料中使用一定比例得非石英系列砂（如橄槛石砂,锆英砂等），第一它们得膨胀率极小，第二其导热性能好，使铁液结壳时间早于砂芯相变膨胀开裂时间。
3。
2。
4 提高砂芯材料得韧性与高温强度。
３．2.５使用强度、韧性优良，且导热性能极好得烧结型涂料,以增强砂芯表面抗膨胀裂纹得能力。
以上这些措施使用于冷芯砂,也使用于热法覆模砂（壳型砂)。
由此瞧出,预防或减少脉纹缺陷得主要措施就是改善砂芯膨胀性能。
４清洁度现代发动机对清洁度得要求非常苛刻，对气缸体（气缸盖）铸件而言,水腔、油腔、挺杆室等到部位允许残留得砂粒与异物，仅限为数克（g）以内，许多企业尽管采取了二次抛丸、强力抛丸，甚至引进了先进得抛丸设备，如鼠笼或机械手抛丸，要完全达到内腔清洁度要求,仍然较为困难，无论就是壳芯或就是冷芯,情形均一样。
4、１原因清洁度达不到要求，从根本上来说就是由于铸件结构方面得原因，上述各腔在抛丸时，因为出砂孔眼少而小，铁丸所能投射进去得量有限,所以内腔得光洁度与清洁程度均不及铸件得外表面,也不及曲轴箱与缸筒面等部位.在不能改变铸件结构得情况下，只能查找影响清洁度其她方面得原因.4.1．1 砂芯表面状况不良,如充填不紧实；砂芯表面粗糙;粘膜等。