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乐民之乐者，民亦乐其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。——《孟子》

简述制芯工艺

一、概述

砂芯主要用来形成铸件的内腔、孔洞和凹坑等部分，在浇注时，

它的大部分或部分表面被液态金属包围，经受铁液的热作用、机械作

用都较强烈，排气条件也差，出砂、清理困难，因此对芯砂的性能要

求一般比型砂高。

二、植物油砂

采用干性油和靠近干性油的半干性油作油砂粘结剂。干性油含不

饱和脂肪酸，其加热硬化机理一般认为是氧化聚合的结果。常用的植

物油有，桐油、亚麻油等。

烘干温度一般以200～220℃为宜。如需缩短烘干时间，可将温

度提高到250℃，但不能超过300℃，否则粘结性能将被破坏。

三、合脂粘结剂及合脂砂

（一）合脂粘结剂

合脂是合成脂肪酸蒸馏残渣的简称，是从炼油厂原料脱蜡过程中

乐民之乐者，民亦乐其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。——《孟子》

得到的石蜡，制皂工业再将石蜡制取合成脂肪酸时所得的副产品。

合脂砂的烘干湿度范围比油砂宽些，但是最适宜范围仍是200～

220℃之间。合脂粘结剂的加入量一般为砂质量的2.5～4.5％，过

多，强度增加不显著，而发气量明显增大，粘膜加重，蠕变加大，出

砂性变差。

存在的问题：

1．湿强度低

合脂砂的湿压强度只有2.0～2.5kPa。比植物油砂还要低。加入

膨润土或者含泥量高的天然粘土砂可以提高湿强度。

2．砂芯蠕变

合脂砂湿强度低，合脂本身在常温下粘度大，芯砂流动性差，造

芯时不易紧实；因此合脂砂芯在湿态和烘干过程中易发生蠕变，即逐

渐往下沉。在冬天，合脂变得更加粘稠，蠕变现象就更为严重。可采

用加入膨润土和高温入炉烘干硬化的方法来减少蠕变的缺陷。

四、壳芯（型）

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（一）壳芯（型）的制造

1940年，JohannesCroning发明用热法制造壳型，称为“C”

法或“壳法”，此法不仅可用于造型，更主要的是用于制造壳芯。该法

用酚醛树脂作粘结剂，配制的型（芯）砂叫做覆膜砂像干砂一样松散。

其制壳的方法有两种：翻斗法和吹砂法。

壳法造型、造芯的优点是混制好的覆膜砂可以较长期贮存（三个

月以上）；无需捣砂，能获得尺寸精确的型、芯；型、芯强度高，质

量轻，易搬运；透气性好，可用细的原砂得到光洁的铸件表面；无需

砂箱；覆膜砂消耗量小；型、芯可以长期贮放。尽管酚醛树脂覆膜砂

价格较贵，造型、造芯耗能较高，但在要求铸件表面光洁和尺寸精度

甚高的行业仍得到一定应用。通常壳型多用于生产液压件、凸轮轴、

曲轴以及耐蚀泵件、履带板等钢铁铸件上：充芯多用于汽车、拖拉机、

液压阀体等部分铸件上。

（二）壳型砂用原材料及混制工艺

（1）酚醛树脂

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壳法采用热线塑性酚醛树脂。它是在苯酚过量（通常苯酚与甲醛

的物质的量之比为1：0.75～0.85）及温度在105℃以下缩合制成

的。常用的硬化剂为乌洛托品，学名六亚甲基四胺，即（CH2）6N4，

其加入量一般占树脂质量的10～15％。

（2）原砂

壳法一般采用硅砂，对于表面质量要求很高的