摘要：着重论述了砂眼的原因分析和对策。简要介绍了铸造缺陷的工序联系，
对砂眼夹渣的形成原因进行了展开，并例举了三种产品砂眼缺陷的对策。
眼 关键词：砂眼 策 对策 荷 热负荷 构造
在铸造生产中，我们经常会发现带有砂眼的铸件，或在表面，或在内部，情况
轻的，一般可以不处理或者修磨、焊补处理，严重的会导致报废。砂眼，往往与
其他缺陷一起出现，或者说，砂眼经常是其他缺陷的直观现象，例如，有冲砂 、
掉砂、鼠尾、夹砂结疤、涂料结疤等。
1. 砂眼的定义及鉴别
铸件内部或表面包裹砂粒或砂块的孔洞，称为砂眼。根据砂眼出现的位置， 可
分为表面砂眼和内部砂眼。对于铸件表面的砂眼，用肉眼外观检查即可识别；对
于铸件内部的砂眼，要用超声或者射线探伤进行检验。
通常，砂眼与夹渣的外观有相似之处，有时候容易混淆。要区分两者的区别，
就要对各个方面进行分析，综合各因素来判断，有时候要通过气刨、加工或者
剖分来确定。消除砂眼和夹渣缺陷，要综合考虑、对策。
图1、图2所示即为砂眼缺陷。
2. 原因分析
图3即为常见的铸钢缺陷的工序联系和现状解析。
从图中可以看出，砂眼缺陷与工艺、模型、混砂、芯子造型、造型、下芯组合 、
浇注等工序有关，其中与工艺设计、下芯组合和浇注关系较大。在考虑解决砂眼
缺陷的时候，就要从这些方面着手，综合分析。
具体的原因分析：
(1)由于砂型或砂芯膨胀，浇注系统设计不合理及浇注操作不当，造成砂型(芯)
开裂，型(芯)砂脱落，产生冲砂、掉砂、鼠尾和夹砂结疤，脱落的型芯砂在铸件
内形成砂眼。
(2)模型设计不良，造型、制芯后，局部存在尖砂。
(3)造型、制芯混砂配比、用砂不合理。
(4)由于造型、下芯、合型操作不当，发生塌型、挤箱、掉砂、压坏砂型或砂芯。
(6)合型后由浇注系统或冒口掉入砂粒或砂块。
(7)涂料不良，或砂型、涂料不干，浇注时涂层脱落，在造成涂料结疤的同时，
形成涂料夹层。
图4中型腔内的掉砂不吹，图4中砂芯上的尖砂不去处，均有可能形成砂眼。
3. 砂眼夹渣原因展开
图6即为砂眼夹渣缺陷原因的展开图，针对砂眼，从热负荷和钢水冲刷两个大
的方面进行原因分析。
其中针对砂眼发生量与浇注时间的关系，日本KCX公司技术文件中有所涉及 ，
图7即为砂眼发生量与浇注时间的影响关系图。
如果浇注时间短的话， 因铸型的冲砂增加砂眼的发生量， 如果浇注时间长的话 ，
由于热影响，砂眼的发生量也会增加。为了降低砂眼的发生量，在最佳浇注时间
内调节浇道流速是非常重要的。
对于不同尺寸、不同结构、不同重量的产品，需要量身制定合适的浇注时间。
4. 砂眼发生构造原理图
图8为砂眼发生构造原理图。
从图8中可以看出，砂眼的可能来源有：
5. 防止发生砂眼、夹渣对策
根据砂眼来源分析，制定以下对策：
(1)低温浇注；
(2)浇道部分使用滤渣片；
(3)设定最佳浇道流速、浇道比；
(4)节制内浇口流速；
(5)浇道断面变圆；
(6)选择合适的产品和内浇口角度；
(7)优化浇冒口方案；
(8)使用壳型砂芯；
(9)及时清理熔炼炉内炉渣；
(10)严格按照规范操作。
实际操作中的注意事项有：
(1)浇口杯、直浇道应清洁，不应有砂粒等杂物。
(2)起模后，涂刷涂料前，冷铁表面粘附的砂子需要清除，型腔内的浮砂要清吹
干净。
(3)保证砂芯完整性，防止因芯盒接合面存在缝隙导致砂芯尺寸不合格。
(4)下芯前，将型腔内堆积的多余的涂料清除，并清吹干净。
(5)合箱前，对型腔内进行全面清吹，不留死角；直浇道、出气棒，要保持通畅 ，
不留浮砂。
(6)砂箱转移时，避免碰撞，防止涂料、砂子掉落。
(7)浇注前，将浇口杯盖住，防止外来物掉入通过浇口杯进入型腔。
(8)注意浇注温度和速度，避免金属液流速过快，冲击力过大。
6. 砂眼解决实例
实例一：纠正不规范操作
产品进行磁粉探伤，结果不合格。缺陷外观为局部有细小的空洞，缺陷确认为
砂眼缺陷，经过调查分析，确认原因为合箱前易割片内散沙未轻吹干净，浇注时
带入铸件，形成砂眼。
局部放大
清吹干净
缺陷基本消除
引导轮产品浇道内增加滤渣片，改善了浇道内浇口的流速，降低了返修率。
托架类产品，存在砂眼，通过工艺优化，增加补贴后，砂眼返修率降低。
引起铸件缺陷的原因是多方面的。
想要提高产品的质量， 一方面， 要提高操作者的素质， 做到按照操作规程操作 ，减少影响产品质量的人为因素；另一方面， 出现问题后， 要全面的综合考虑问题 ，查找原因，进行对策，做到及时改善，将负效应减小到最低。
质量就是企业的生命， 任何一个岗位的疏忽和轻视都会对企业的整体质量造成不
同程度的影响。保证产品的内在、外在品质，就是铸造企业的诚信，铸造企业的
未来。
铸钢件粘砂、砂眼、缩孔、夹砂、裂纹缺陷及预防措施
在铸件表面上，全部或部分覆盖着一层金属(或金属氧化物)与砂（或涂料）
的混（化）合物或一层烧结构的型砂，致使铸件表面粗糙，难于清理。粘砂多发
生在型、芯表面受热作用强烈的部位，分机械粘砂和化学粘砂两种。机械粘砂是
由金属液渗入铸型表面的微孔中形成的，当渗入深度小于砂粒半径时，铸件不形
成粘砂，只是表面粗糙，当渗入深度大于砂粒半径时，就形成机械粘砂，化学粘
砂是金属氧化物和造型材料相互进行化学作用的产物， 与铸件牢固地结合在一起
而形成的。
粘砂的预防措施：
（1）选用耐火度高的砂，以提高型砂，芯砂的耐火度，原砂的 SiO2 含量在 96%
（质量分数）以上，而且砂粒应对粗些。铸钢件的浇注温度越高，壁厚越厚， 对
原砂中 SiO2 含量的要求越高。
（2）适当降低浇注温度和提高浇注速度，减轻金属液对砂型的热力学和物理化
学作用。
（3）砂型紧实度要高（通常大于 85）且均匀，减少砂粒间隙；型、芯修补到位 ，
不能有局部疏松。
（4）采用在高温下不开裂、不烧结成熔洞的涂料
铸钢件砂眼缺陷及预防措施
· 砂眼缺陷处内部或表面有充塞着型（芯）砂的小孔，砂眼是一种常见的铸造
缺陷， 往往导致铸件报废。砂眼是由于金属液从砂型型腔表面冲下来的砂粒 （块） ，
或者在造型，合箱操作中落人型腔中的砂粒（块）来不及浮入浇冒系统，留在铸
件内部或表面而造成的。
砂眼的预防措施：
（1）严格控制型砂性能，提高砂型芯的表面强度和紧实度，减少毛刺和锐角，
减少冲砂。
（2）合箱前把型腔和砂芯表面的浮砂处理干净，平稳合箱，如果是明冒口或贯
通出气眼，应避免散砂从中掉人型腔，合箱后要尽快浇注。
（3）设置正确合理的浇冒系统，避免金属液对型壁和砂芯的冲刷力过大。
（4）浇口杯表面要光滑，不能有浮砂
铸钢件缩孔缩松缺陷及预防措施
· 在铸件厚断面内部,热节处或轴心等最后凝固的地方,形成不规则的表面粗糙
的孔洞,该处晶粒粗大,往往带有树枝晶.孔洞大而集中的为缩孔,孔眼小而分散
的称为缩松.主要是由于铸件在冷却凝固时所产生的液态收缩和凝固收缩远远大
于固态收缩,且在铸件最后凝固的地方得不到金属液的补充造成的。
缩孔、缩松的预防措施：
（1）尽量降低注温度和浇注速度,浇注后期的补浇要充分到位。
（2）合理设计浇冒系统,壁厚小且均匀的铸件要采用同时凝固,壁厚大且不均匀
的铸件采用由薄向厚的顺序凝固,使铸件得到充分补缩。
（3）在铸件厚断面部位,合理放置内,外冷铁。
（4）尽量减少铸件的热节部位。
铸钢件夹砂结疤缺陷及预防措施
· 夹砂是指在铸钢件表面上,有一层金属瘤状物或片状物,在金属瘤片和铸件之
间夹有一层型砂或涂料,结疤是由于金属液在铸型表面局部冲去了一块砂的地方
或在发生搅拌或沸腾现象的地方出现了一块凸出的疤痕,脱落的砂夹在疤块中或
铸件的其他部位中。在浇注时,湿型型腔表面的水分因受到钢液的高温烘烤而向
砂型内部发生迁移,形成强度较低的水分凝聚区,易使型腔表面脱层而造成铸钢
件结疤,、夹砂等缺陷。
夹砂、结疤的预防措施：
（1）严格控制型砂、芯砂性能。
（2）浇注时间尽量短；浇注系统的设计应使金属液进入型腔时平稳而冲击力不
大,内浇口的布置要适当分散以避免铸型局部过热,同时尽快地覆盖住下型面。
（3）大平面的板状铸件可采用倾斜浇注；
（4） 铸型上扎气眼以利于水水蒸气及其他气体的排除,使水分凝聚区后移和降低
其中的水分,减少气体压力对型腔表面的拱托作用。
铸钢件裂纹缺陷及预防措施
· 裂纹分为热裂和冷裂。热裂主要由 S 引起，多为不规则形状,裂口处金属表皮
氧化;冷裂主要由P引起,裂口较直,开裂处有金属光泽,有时出现轻微氧化色。部
分铸钢件采用水爆清砂工艺，亦可导致裂纹。
裂纹的预防措施：
（1）提高砂型和砂芯的退让性。
（2）严格控制炉料及钢水中的S、P含量。
（3）铸件壁厚尽量均匀,避免壁厚的突然改变,条件允许时,可适当设置加强筋,
两截面交接部位采用圆角连接,以减少应力集中。
（4）调节铸件各部位冷却速度,避免铸件局部过热,在厚大断面或热节处放置冷
铁,内浇道适当分散,使铸件各部位温度趋向均匀,浇冒口当应阻碍铸件的收缩。
（5）铸件浇注后,开型不能过早,采用水爆清砂工艺的铸件应掌握好温度和时间
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