飞轮是柴油机蓄能零件，材质为HT200，铸件重量为35kg，轮辐厚度为15mm，外圈轮缘厚度为60mm。柴油机工作时，飞轮高速转动，因此不能有影响强度的铸造缺陷，以免飞轮破裂伤人。

（1）铸造缺陷 柴油机零件大多为薄壁件，相对于飞轮来说属于厚壁件，在上型压边冒口前端，经常出现面积较大，有一定深度的疤状金属凸起物。

（2）生产条件 该铸件采用水平中压气动微振造型机造型，机械化流水线生产，单一型砂。砂箱尺寸为670mm×510mm×150mm/170mm，每箱布置一只铸件，用两只压边冒口从轮缘处进铁液浇注，如图8-1所示。溶化设备为带前炉的7t冲天炉，浇注温度控制在1290～1340℃，型砂经混砂机混制，处理后送造型线生产。型砂湿强度为0.1～0.13MPa，水的质量分数为3.9%～4.5%，透气性大于90，泥的质量分数为16%，上平面砂型硬度为80～90个硬度单位。

（3）缺陷鉴别 从缺陷外形看，铸件表面有不规则片状金属凸起物，表面粗糙，边缘锐利，部分与铸件本体相连，金属片状物与铸件之间夹有砂层。敲去片状物，除去夹砂层，露出的缺陷部位凹入铸件周围平面3～5mm，夹砂层下面的光滑平面为原铸型平面，这与冲砂、胀砂、掉砂等形成的金属凸起物有明显差异。鉴别结论为：夹砂结疤。

图8-1 飞轮工艺布置及缺陷

（4）缺陷分析 砂型受热时，由于硅砂晶体发生晶形转变，即从β向α转变，体积膨胀，表层盒内层受热程度不一，膨胀也不一致，故层间应力增加，促使表层脱离内层而拱起。另外，型砂中水分在热作用下，向砂型内部迁移，在100℃左右区域内，水分含量特别高，形成高湿区。黏土的黏结力和热湿拉强度下降，两者结合造成表层砂拱起、开裂，一旦铁液钻入，即成为夹砂结疤。

该铸件由于工艺条件的限制，促使夹砂结疤的形成。主要原因为：

1）由于砂箱尺寸的限制，浇注系统难以布置，只能用两只压边冒口浇注。铁液进入型腔点少、集中、速度慢，上型烘烤时间长。(www.daowen.com)

2）单一砂型，性能不理想。

（5）改进措施

1）增加煤粉含量，有时候配入淀粉物质。

2）使用活化膨润土，增加黏土含量，水分控制不宜高，紧实均匀，避免局部过硬。

3）适当降低浇注温度，缩短浇注时间。

4）主要工艺措施：重新布置工艺，增加和均匀分布进铁液点，用多道压边内浇道顶注，圆弧形横浇道可保证补缩，如图8-2所示。由于多点进铁液，减少了局部烘烤和冲刷，缩短了浇注时间。经上述各项改进措施，缺陷从根本上解决了。

图8-2 飞轮工艺改进