铁型覆砂铸造凭借其铸件尺寸精度高、表面质量好、生产效率高等优势，在汽车零部件、农机配件等领域得到广泛应用。然而，在实际生产过程中，气孔、缩松等铸造缺陷严重影响铸件质量和成品率，增加生产成本。深入分析这些缺陷产生的根源，并针对性地提出解决方案，是保障铁型覆砂铸造工艺稳定、高效运行的关键。

一、气孔缺陷的成因与解决策略

（一）气孔形成的主要原因

型砂与覆膜砂问题：型砂或覆膜砂中水分含量过高，在高温铁液作用下迅速汽化产生大量气体。若这些气体无法及时排出铸型，就会在铸件内部或表面形成气孔。此外，覆膜砂中树脂固化不良、发气量超标，同样会导致气体过多积聚。例如，当覆膜砂存放环境湿度较大时，砂粒表面的树脂膜吸潮，降低了其固化效果，发气量显著增加 。

浇注系统设计不合理：浇注系统的结构和尺寸直接影响铁液的充型过程。若浇道截面积过小，铁液流速过快，容易卷入空气；浇道布局不合理，导致铁液在型腔内产生紊流，也会使气体无法顺利排出。如浇口位置设置不当，铁液不能平稳地充满型腔，造成空气被包裹在铁液中。

铁型排气不畅：铁型本身的排气设计若存在缺陷，如排气槽数量不足、尺寸过小或被堵塞，气体在型腔内积聚，无法有效排出。特别是对于复杂形状的铸件，铁型内气体排出路径较长，若排气不畅，极易形成气孔。

（二）气孔缺陷的解决方案

严格控制型砂与覆膜砂质量：加强原材料的质量检测，确保型砂和覆膜砂的水分含量符合工艺要求，一般型砂水分控制在 3% - 5%，覆膜砂水分应低于 0.3%。同时，优化覆膜砂配方，选择低发气量的树脂和添加剂，并严格控制覆膜砂的存放环境，避免受潮。定期对覆膜砂进行发气量测试，确保其性能稳定。

优化浇注系统设计：根据铸件的形状、尺寸和质量要求，合理设计浇注系统。适当增大浇道截面积，降低铁液流速，减少空气卷入；采用底注式或阶梯式浇注方式，使铁液平稳充型。例如，对于大型圆盘类铸件，采用环形底注浇道，可有效避免铁液紊流。此外，在浇注系统中设置集气包和冒口，收集并排出型腔内的气体。

改进铁型排气结构：优化铁型的排气槽设计，增加排气槽的数量和尺寸，确保排气通道畅通。对于复杂铸件，可在铁型关键部位增设排气塞或透气砖，提高排气效率。定期清理铁型排气槽，防止杂物堵塞，保证排气效果。

二、缩松缺陷的成因与解决策略

（一）缩松产生的主要原因

铸件结构与凝固方式：铸件的壁厚不均匀，导致各部位冷却速度不一致。在凝固过程中，厚壁部位最后凝固，由于得不到足够的铁液补缩，容易形成缩松。此外，铁型覆砂铸造中，铁型的激冷作用较强，若铸件结构设计不合理，可能导致凝固顺序紊乱，加剧缩松倾向。

浇注温度与浇注速度：浇注温度过高，铁液的液态收缩量增大，在凝固过程中需要更多的补缩；浇注温度过低，则铁液的流动性变差，补缩通道容易提前堵塞。浇注速度过快，铁液在型腔内的紊流加剧，影响补缩效果；浇注速度过慢，铁液在浇道中降温过多，同样不利于补缩。

补缩系统不完善：冒口和补贴是铁型覆砂铸造中常用的补缩措施。若冒口尺寸过小、高度不够或补贴厚度不足，无法为铸件提供足够的补缩铁液，就会导致缩松产生。同时，冒口的位置设置不当，也会影响补缩效果。

（二）缩松缺陷的解决方案

优化铸件结构设计：在满足铸件使用性能的前提下，尽量使铸件壁厚均匀。对于壁厚差异较大的部位，采用过渡圆角或渐变壁厚设计，改善凝固条件。例如，在铸件厚壁处设置冷铁，加快该部位的冷却速度，实现同时凝固或顺序凝固，减少缩松倾向。

合理控制浇注参数：根据铸件材质和结构特点，精确控制浇注温度和速度。对于灰铸铁件，浇注温度一般控制在 1300 - 1380℃；对于球墨铸铁件，浇注温度控制在 1320 - 1400℃。浇注速度应保证铁液平稳充型，避免紊流和飞溅。通过试验和模拟分析，确定最佳的浇注参数组合。

完善补缩系统：科学设计冒口和补贴，根据铸件的热节大小和位置，确定冒口的尺寸和数量。冒口的高度应保证有足够的补缩压力，直径或边长应大于铸件热节尺寸。对于重要部位的缩松问题，可采用加大补贴厚度或增设多个冒口的方式进行补缩。同时，利用凝固模拟软件对补缩系统进行优化设计，提高补缩效率。

三、其他常见铸造缺陷及应对措施

（一）夹砂缺陷

夹砂主要是由于铁型表面的覆膜砂在高温铁液的热作用下，表层砂壳开裂、翘起，铁液进入缝隙形成。解决措施包括：提高覆膜砂的高温强度和抗热裂性能；优化铁型表面质量，避免表面粗糙度值过大；控制铁液的浇注温度和速度，减少对型壁的热冲击。

（二）粘砂缺陷

粘砂是铁液渗入型砂孔隙中，与型砂烧结在一起形成的。原因主要有覆膜砂耐火度不足、铁型表面不光滑等。可通过选用高耐火度的原砂和粘结剂，提高覆膜砂的耐火性能；对铁型表面进行抛光处理，降低表面粗糙度，防止粘砂发生。

铁型覆砂铸造中的气孔、缩松等缺陷对铸件质量影响显著。通过深入分析缺陷产生的原因，从原材料质量控制、工艺参数优化、铸造系统设计等多个方面采取针对性措施，能够有效减少铸造缺陷，提高铸件的成品率和质量，推动铁型覆砂铸造工艺在制造业中的广泛应用和持续发展。