摘要;由于砂芯的四周被高温金属液所包围，受到的冲刷及烘烤比砂型厉害。通常要在干态下工作，有较大的吸湿性，从而使强度降低，发气量增加。造芯材料的合理选用，合理的工艺制造砂芯，才能保证铸件质量。
关键词:铸铁件砂芯;制造工艺;问题探讨
1.造芯材料
1.1硅砂的选用
铸铁用的硅砂种类范围较宽一般用93、90、85级硅砂，而大件砂芯用93或90硅砂，小件砂芯可用85级硅砂。粒度可用30/50.40/70.50/100、70/140、100/200粗粒、中粒和细粒砂。铸铁用硅砂，并不是Si02含量越高越好，Si02含量高，耐火度高，对防止某些铸造缺陷烧结有好处;但是砂子受热后体积变化大，铸件易产生
1.2夹砂
因此;铸铁一般选用Si02含量为85级硅砂。
1)粒度。硅砂粒度越大，芯砂耐火度越高，透气性越好。但是芯砂强度低，铸件表面粗糙。
2)均匀度。砂粒集中则粒度均匀，粒度均匀则透气性好。铸造用硅砂主要粒度组成部分三筛不小于75%，四筛不小于85%。
3)颗粒形状。用角形因数描述硅砂颗粒形状的圆整程度。角形因数越大，则砂粒形状越偏向于尖角形。圆形砂粒组成的空隙最大，透气性最好，尖角形砂粒表面往往粗糙，易粘附粘结剂，利于获得较高的强度。
1.3粘土
一种比砂子细得很多的粒径为1-2μm天然土状细颗粒材料，一般为白色或灰白色。粘土是铸造生产中用量最大的一种粘结剂，被水洞湿后，具有粘性和塑性，烘干后有一定的干强度，它的耐火度较高，复用性好，资源丰富，价格低廉.
1)铸造粘土(又称高岭土、白泥、甘子土、陶土、瓷土等。)粘土越细粘结力越好，粘土吸水率、膨胀性都较小，湿强度较低，烘干时收缩率很小，不易产生裂纹。铸造用粘土含AL2O3较多、耐火度较高的可称为耐火粘土，其熔点为1545--1750C。主要用于需要烘干芯砂粘结剂，对于较大铸件所用的干砂芯选用粘土应有较高的干强度和耐火度。
2)膨润土(又叫陶土),具有较大的吸水膨胀性、吸附性、离子交换性、湿态粘结性能。它的粘结能力比铸造粘土大24倍。烘干后收缩率大，易产生裂纹，其熔点1250-1350C，因加入量少透气性好，一般用于粘土湿型(芯)粘结剂，如果用于千芯上，最好与铸造粘土或其它粘土同时使用。
2.制造工艺问题分析
2.1砂芯和砂型的刚性砂型浇注
因此为使铸件尺寸稳定,要最大限度地使铸型紧实。为了节约造型材料，造芯时广泛采用了空心砂芯，它比实体芯轻，故热容量小，凝固速度慢，这会导致砂型扩张或砂芯溃散。此外，铁液可能通过芯头或砂芯上的裂纹而渗入其中空部分，这也会使铸件产生缺陷。为了提高空心砂芯的刚性，可用湿型砂或水玻璃砂充填;也可将壳芯作成两半，其内部设置加强筋，造芯后粘合可得到坚硬的砂芯。
2.2杆浇注温度过低时可能形成的缺陷
(1)硫化锰气孔此种气孔位于铸件表皮以下且多在上面，常在加工后显露出来，气孔直径约2~6mm。有时孔中含有少量熔渣，金相研究表明，此缺陷是由MnS偏析与熔渣混合而成，原因是浇注温度低，同时铁液中含Mn和S量高。(2)液体夹渣加工后铸件表皮之下会发现一个个单体的小孔，孔的直径一般为1~3mm。个别情况下只有1~2个小孔。金相研究表明，这些小孔与少量的液体夹渣一起出现，但该处未发现S的偏析。研究表明，这种缺陷与浇往温度有关，浇注温度高于1380C时，铸件中未发现这种缺陷，故浇注温度应控制1380-1420C。值得一提的是改变浇注系统设计，未能消除此缺陷,故此种缺陷可以认为是由于浇注温度低以及铁液在微量还原气氛下浇注时形成的。
2.3晶核的形成问题
(1)孕育的影响孕育处理有时也会增加铸造缺陷，因为强烈孕育而急剧生核的铸铁件，形成碳化物的倾向增大了。
所以建议孕育处理时孕育剂的用量能防止白口就可以了，健全铸件中的晶核比有缩孔的铸件要少的多。
(2)硫的作用由于大多数废钢中含S量低，故电炉熔化废钢时，只能获得含S量低(≤0.05%)的铸铁。此种铸铁对许多孕育剂来说不起作用，原因是孕育衰退的很快，所以用废钢在电炉中熔化时，常常在铸件中产生白口。故有时采用含硫量相当高的增碳剂，这样可以保证充分吸收孕育剂。
(3)铁液的保温和过热温度近年来，人们倾向于用电炉熔化并保温铁液，但提高过热温度和增加保温时间会减少晶核的形成，故有产生白口的危险。考虑到经济和材料性能方面的原因，长时间保温时其温度应尽可能低些。
2.4因砂芯引起的铸件尺寸误差
砂芯受热时首先是膨胀，然后产生塑性变形，这种在高温下所引起的变化与所用的型砂以及粘结剂的分解有关。硬化温度和硬化时间的影响树脂砂的最初膨胀和热塑性同硬化温度和时间有关。硬化时间长的砂芯，其一次和二次膨胀就大，可能带来变形问题;而硬化时间短时，砂芯膨胀小且分解快。所以严格控制硬化时间和温度，对于制造高温性能稳定的砂芯是十分重要的。
3.提高砂芯质量的有效措施
1)制作和使用芯骨。便于吊运砂芯，增加强度、固定砂芯、排气，一般用铁丝、圆钢、铁管、铸铁制成。
a、铁丝芯骨，用于小砂芯，退火后制成需要的形状。:b、圆钢芯骨，用圆钢焊成所需形状，用于重复使用，清理铸件时不易损坏，易取出。c、管子芯骨，用于大、中型圆柱砂芯，用铁管制成，内孔可以作为排气通道。d、铸铁芯骨，用于尺寸较大，形状复杂的砂芯，清理铸件时破坏后取出。
2)砂芯通气在浇注过程中，为了使砂芯中的气体迅速逸出，提高砂芯透气性，必须在砂芯中做出通气孔，防止铸件产生缺陷，根据砂芯特点，制定相应通气方法:
3)简单的小砂芯(如圆柱体砂芯):用通气针在春好的砂芯上扎出通气孔(出气眼)。
4)细长的砂芯:用一根比砂芯长一些的粗铁丝埋入芯中，砂芯春好后抽出铁丝，留下气孔。
5)弯曲程度不大的弯曲砂芯:用光滑的绳子埋入芯中，春好后抽去绳子，留下气孔。54)断面较薄，形状复杂的砂芯:用蜡线或松香埋入芯中，砂芯经烘烤后，蜡线、松香熔化消失，留下气孔。
6)断面厚大，形状复杂的砂芯:用草绳埋入芯中，烘烤后草绳烧去，留下气孔。长圆柱体砂芯:用壁上钻有孔洞的铁管制作芯骨，铁管就是通气孔。
7)分两半撞砂，再合并为一个整体砂芯:合芯前在合并面上用工具挖出、刮出或用压板压出通气孔。
8)溃散性和退让性在保证芯砂具有必要的热强度的条件下，不应过多地提高粘土量和水分，以防止恶化芯砂的退让性和溃散性。在生产中，湿芯砂的溃散性优于干芯砂;用有机粘结剂的优于无机粘结剂。在干芯砂中加入木屑可显著提高芯砂的溃散性，对于溃散性要求较高的芯砂，其粘土可用钠膨润土和钙膨润土的混合料，以提高铸件的出砂性。
对于大型铸件的砂芯，在中心部位或厚大部位放焦炭或炉渣，做出通气道至芯头，可以增加砂芯的透气性，还可以提高砂芯的退让性，减少芯砂用量和便于清理。
9)砂芯烘干增加强度及透气性、减少浇注过程中的发气量。但是控制砂芯烘干工艺和检验干燥质量很重要，如果干燥深层度不够，铸件易产生气孔、铁豆、浇不足、夹砂等缺陷;如果烘干过度，砂芯表面松散，强度丧失，易产生冲砂、砂眼等缺陷。
结束语
综上所述，在制作中制作方法也有多种，有时要考虑生产效率、成本等因素，制定更完善的工艺制作。据我多年的实践证明，砂芯要有足够的通气和涂刷涂料，可以有效防止铸件的气孔，粘砂等缺陷。
参考文献:
〔1〕胡彭生.型砂〔M〕.上海:上海科技出版社,1980.123～124
〔2〕沈嘉猷,杨正山.造型材料测试技术〔M〕.北京:机工业出版社,1987.146～152