鑄造生產(chǎn)過程中，型砂或型腔中的氣體若不能順利的排出，其壓力達(dá)到一定程度，就會侵入金屬液，在鑄件中形成氣孔，這種氣孔屬侵入性氣孔。解決侵入性氣孔的方法有兩個，一是想法減少造型材料的發(fā)氣量，二是在發(fā)起量不變的情況下，采取適當(dāng)?shù)墓に嚧胧?，使氣體更容易逸出，避免氣體侵入金屬液，從而避免氣孔缺陷的發(fā)生。有關(guān)造型材料的發(fā)氣量對侵入性氣孔的影響在各種專業(yè)書籍中早有論述，現(xiàn)僅對后者，即在鑄造生產(chǎn)過程中如何增強(qiáng)砂型的排氣能力，預(yù)防侵入性氣孔的發(fā)生的各種工藝措施進(jìn)行分析、歸納與總結(jié)，現(xiàn)分述如下。

　　一、造型材料的合理選用

　　要保證型砂必要的透氣性，原砂在選用時就一定要注意砂子的顆粒度、均勻程度等因素。粗顆粒的砂子，其砂粒間隙大，透氣性也就好；砂子顆粒分布應(yīng)盡量集中，顆粒越集中配制的型砂的透氣性就越好，型砂在澆注時由于受熱而產(chǎn)生的水蒸氣及其它揮發(fā)性氣體就能順利的排放出去，以免侵入金屬液使鑄件產(chǎn)生氣孔缺陷。

　　由于澆注時砂型表面受高溫金屬液的作用，砂粒粉碎變細(xì)，煤粉燃燒分解，部分黏土?xí)适д辰Y(jié)力，使型砂中灰分增多，所有這些因素都會使型砂的透氣性變差，因此，落砂后的舊砂不能直接使用，必須再摻入適量的新砂才能保證其透氣性。

　　二、增強(qiáng)砂型的排氣能力

　?。?）造型操作時要掌握好型砂的緊實度。春砂時用力過大，砂型太緊，透氣性變差，澆注時型砂或型腔內(nèi)的氣體就跑不出來。用力過小，砂型太松容易造成塌箱。緊實度合理時砂型既能在翻轉(zhuǎn)、搬運(yùn)時不損壞，澆注時能承受金屬液的沖擊，又能使氣體快速的排出，防止鑄件產(chǎn)生氣孔缺陷。對一個砂型而言，較為合理的型砂緊實度分布應(yīng)該是：箱壁和箱帶處的型砂要比模樣周圍緊些，這不僅使砂型的氣體容易逸出，而且還可以避免砂型在吊運(yùn)翻轉(zhuǎn)時塌箱；砂型下部的型砂要比上部春的結(jié)實些，下型要比上型春的緊一些，型腔表面緊實度應(yīng)大一些，可以抵抗金屬液的沖擊力；遠(yuǎn)離型腔部分應(yīng)春得松一些，以便排氣。

　?。?）造型時要在上型上扎通氣孔。通氣孔應(yīng)在砂型舂實刮平后用通氣針扎出，通氣針的粗細(xì)應(yīng)根據(jù)砂型大小來選擇，一般為2~8mm，通氣孔的數(shù)目一般應(yīng)保持每平方分米的面積不少于4~5個，通氣孔的深度離模樣應(yīng)有2~10mm的距離。通氣孔主要用來排除型砂中水分受熱汽化產(chǎn)生的水蒸氣以及型砂中的揮發(fā)物受熱后產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體，如果扎的太深，與型腔連通，澆注時金屬液會進(jìn)入通氣孔，使其失去應(yīng)有的作用；如扎的太淺，通氣孔的作用會大大減弱，氣體就不能及時的排出，也就增加了氣孔發(fā)生的可能性。

　　（3）安放出氣冒口。對于整模造型上型為一平面的，澆注時型腔中的氣體可由分型面間隙排除，無需設(shè)置專門的明氣孔。上型上鑄件上方區(qū)域扎些暗氣孔，以排出型砂中因金屬液的高溫作用而產(chǎn)生的氣體即可。對于上型不是平面的的（整模造型但鑄件在上型中或其他造型方法），澆注時，型腔上部會聚積很多氣體，除了上型上鑄件上方區(qū)域扎些暗氣孔外，型腔的最高點(diǎn)還應(yīng)設(shè)置有明氣孔，已順利排出型腔中的氣體。

　　（4）上型上要設(shè)置冒口進(jìn)行補(bǔ)縮時，若不影響補(bǔ)縮效果，盡量將冒口設(shè)置在型腔的最高點(diǎn)，以利于排渣、排氣。

　　（5）型腔上表面為較大平面時，盡量采取傾斜澆注，將明氣口或冒口設(shè)置在最高點(diǎn)位置，在金屬液澆入，型腔內(nèi)液面上升時，將氣、渣趕至型腔的最高點(diǎn)處，由明氣口或冒口順利排出。

　?。?）地坑造型時應(yīng)設(shè)置合理的排氣道，在制作砂床時，放置一層厚100~150mm，粒度為30~100mm的焦炭或爐渣做排氣層，焦炭或爐渣上要用草袋覆蓋以防止型砂堵塞空隙，并用一根或幾根內(nèi)徑大于80mm的排氣管從焦炭層引到地面。

　　三、注重砂芯的排氣措施

　?。保?span style="margin: 0px; padding: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; word-wrap: break-word !important; line-height: 25.6px;">砂芯出氣孔

　　(1)一般的形狀簡單的小砂芯制作時，通常要在砂芯中心位置扎出氣孔，以利于砂芯中氣體的排出。

　　(2)形狀復(fù)雜或曲線狀砂芯可放置蠟線或草繩，受熱時石蠟融化、草繩燃燒就在砂芯中形成了一條氣道。

　　(3)截面厚大的方形砂芯可在砂芯中放置焦炭、爐渣等填料以減少砂層的厚度，再在芯頭部位扎一氣孔，與焦炭的空隙連為一體。

　　(4)長圓柱狀砂芯可用鐵管做芯骨，鐵管上鉆有許多徑向小孔，操作時還要在鐵管外纏上草繩，放置在芯砂中進(jìn)行制芯。待到澆注作業(yè)時，受到高溫作用，草繩燃燒為灰燼，因此氣體就可以順利地從小孔進(jìn)入管道排到砂型外邊。

　　2.芯頭座氣道及配套措施

　　澆注時砂芯里產(chǎn)生的氣體經(jīng)型芯出氣孔排出到芯頭部位后，應(yīng)能順利排到鑄型以外，如排出不順，仍然會經(jīng)過芯頭間隙進(jìn)入型腔，使鑄件產(chǎn)生氣孔缺陷。所以在芯頭座上型芯出氣孔的對應(yīng)位置還應(yīng)設(shè)置一氣道，以保證砂芯內(nèi)的氣體能順利排到型外。在制定芯頭部位排氣措施時，不可忽視的一個因素是：要注意澆注時金屬液通過芯頭、芯頭座之間的間隙進(jìn)入砂芯氣道，將氣道封死，使砂芯內(nèi)的氣體排不出去。

　　對于潮型大批量生產(chǎn)時，有排氣孔的芯頭，在模型芯頭座處可設(shè)置壓砂環(huán)，防止?jié)沧r金屬液流入芯頭間隙，堵死型芯出氣孔。見下圖

　　單件、小批量生產(chǎn)，排氣孔在上芯頭時，常用石棉繩盤成一小園環(huán)放在上芯頭的端面，將芯頭排氣孔圍在中間，合型后即將石棉繩壓在芯頭座與砂芯端面之間。石棉繩質(zhì)地松軟，即可密封，又不會頂壞砂型。

　　3.砂型與地面間的氣體排出

　　砂芯的氣體需從下型向下排出的，砂型若直接放在地面上，不做任何處理，勢必會影響氣體的順利排出。對潮型可將地面的散砂平整后，在上面刮一砂溝，將砂型騎放在砂溝上，下砂型芯頭座的出氣孔正對著砂溝擺放。如此，砂芯的氣體便可以由型芯出氣孔、芯頭座出氣孔、地面砂溝排到砂箱兩端。

　　四、做好大型鑄件的排氣 

　　大型鑄件如機(jī)床床身、機(jī)座等砂型、砂芯體積尺寸大，受熱后產(chǎn)生的氣體量很大，另一方面，大型鑄件，其鑄型、砂芯尺寸較大，烘干時產(chǎn)生的變形也較大，砂芯的芯頭間隙不易保證，有時會很大，這樣在澆注時金屬液就更容易流到這里，并鉆入砂芯的出氣孔，將出氣孔堵死。況且，大型鑄件鑄造工作量大，鑄造過程中各種材料消耗也大，鑄件一旦澆注成型，產(chǎn)生鑄造缺陷會給鑄造生產(chǎn)帶來巨大損失。因此，大型鑄件的排氣必須做到萬無一失。

　　第一，型腔上方最高位置要設(shè)置明出氣口，放置出氣口截面積總和要大于或等于內(nèi)澆口截面積總值，以保證型腔內(nèi)氣體的排出暢通無阻。

　　第二，砂芯尺寸過大時，經(jīng)常需分割成數(shù)個砂芯以方便制作。若砂芯的排氣不能采取獨(dú)立的氣道單獨(dú)的排到砂型外時，那么砂芯在進(jìn)行組合時其接縫一定要處理好。結(jié)合面要涂抹油泥，保證氣體不從此跑出。

　　第三，床身鑄造中往往用一放置在型板上的大砂芯來代替底箱，大砂芯的氣體向下排出。具體操作如下：

　?。?）型板的上平面在加工時應(yīng)提前在放置大砂芯的區(qū)域內(nèi)做出一道縱向溝槽，并在溝槽內(nèi)鉆出若干個通孔。在放置型板的地面上也相應(yīng)的挖出1道溝槽，爾后將型板放上，保證型板上的一排通孔在地面溝槽的正上方。 

　　（2）制作大砂芯時其底部應(yīng)挖出幾道橫向排氣槽（與型板上的排氣槽方向垂直），在排氣槽內(nèi)向上扎出一定數(shù)量的出氣孔（與砂芯內(nèi)的焦炭空隙連通）。

　?。?）將大砂芯放在型板上指定位置，進(jìn)行合型。這樣就形成了由“焦炭空隙--砂芯排氣孔--砂芯底面橫向溝槽--型板縱向溝槽--型板通孔至地面縱向溝槽”的砂芯排氣系統(tǒng)。

　?。?）砂芯的排氣由側(cè)面砂箱或蓋箱排出時，出氣孔制作多采用囤砂法。側(cè)箱造型時，要在砂芯出氣孔的對應(yīng)位置作出預(yù)留孔直徑130左右，合型結(jié)束，并完成砂型緊固工作之后，再制作出氣孔。具體程序如下：合型完成并緊固結(jié)束后，用手電照明在預(yù)留孔內(nèi)找到砂芯出氣孔，用10mm圓鋼插入砂芯出氣孔中，并填入濕型砂搗實，爾后拔出圓鋼即形成了出氣通道。

　　五、合理的澆注系統(tǒng)與澆注工藝

　　正確設(shè)計澆注系統(tǒng)，正確設(shè)計澆口杯的形狀和尺寸，應(yīng)盡量避免設(shè)計圓形的外澆口、圓形的澆口杯，因為這種澆口會產(chǎn)生漩渦。直澆道下面應(yīng)有澆口窩，橫澆道設(shè)計應(yīng)避免急轉(zhuǎn)彎，應(yīng)保證金屬液平穩(wěn)無沖擊的充滿型腔，消除澆注系統(tǒng)產(chǎn)生吸氣和卷氣的現(xiàn)象。澆注時澆包口要盡量接近或?qū)?zhǔn)澆口杯，要注意控制澆注液流的大小，使金屬液不得出現(xiàn)飛濺、斷流及渦流現(xiàn)象。

　　澆注時要及時引火，在砂型排氣口產(chǎn)生負(fù)壓，增強(qiáng)氣體出口處的“抽力”，增大砂芯內(nèi)氣體的排出速度，并且可減少可燃性性氣體在車間內(nèi)的聚集，以防發(fā)生爆炸。

　　結(jié)語

　　在發(fā)氣量不變的前提下，只要在鑄造生產(chǎn)中合理的選用造型材料、增強(qiáng)砂型的排氣能力、注重砂芯的排氣措施，尤其在大型鑄件的生產(chǎn)中采取特定的工藝措施 ，并合理的設(shè)計澆注系統(tǒng)，在實施澆注的過程中及時的引火等等，就會避免侵入性氣孔的發(fā)生，保證鑄件的完好。