生產汽車缸體、缸蓋時，進排氣道、水套內腔及熱節內角部位經常出現較薄的毛刺即脈紋缺陷，因毛刺位置在內腔很難清理，水套腔內脈紋缺陷會阻礙冷卻水的正常流動，嚴重時造成發動機燒缸；進排氣道內的脈紋會影響氣道渦流特性，嚴重影響發動機的性能，因此解決脈紋缺陷對于缸體缸蓋等汽車鑄件來說至關重要。
　　一 、脈紋缺陷的產生原因
　　在573℃溫度下，石英砂發生晶型轉變，從β石英變為α石英，相變膨脹引起的熱應力導致砂芯表層開裂，鐵液滲入裂紋中形成脈紋。脈紋產生的基本條件，一是相變膨脹產生的熱應力大于砂芯表面強度；二是鐵液呈液態且具足夠流動性。脈紋缺陷就是一種膨脹類的鑄造缺陷，生產實例如圖1所示。一般認為：①原砂SiO2含量越高，脈紋缺陷越嚴重。②原砂粒度集中度越高，脈紋缺陷越嚴重。 ③澆注溫度越高，脈紋缺陷越嚴重。但澆注溫度是根據鑄件結構、壁厚確定的，不能隨意改變。
　　凡能減少熱應力的因素都會減少脈紋產生，凡能提高砂芯高溫強度及韌性的因素也會減少脈紋出現，凡能加速鐵液凝固的因素也會減少脈紋產生。實踐證明，樹脂砂產生脈紋缺陷的傾向大小順序依次為：冷芯盒樹脂砂→PEPSET樹脂砂→覆膜砂→呋喃樹脂砂→堿性酚醛樹脂砂。

　　二、解決脈紋缺陷的措施
　　針對脈紋缺陷所采取的措施，具體可歸結為以下幾方面：
　　（1）降低砂芯的膨脹 原砂膨脹是脈紋產生的根本原因，因此降低原砂膨脹是解決脈紋缺陷首先考慮的因素，原砂在高溫下存在晶相轉變，同時伴隨體積的膨脹，如果石英砂經過900℃以上高溫焙燒后冷卻后晶相轉變將不可逆，所以原砂再生或焙燒后使用會顯著改善脈紋缺陷；生產鑄鐵件時不需要原砂有過高的SiO2含量，達到92%即可，因SiO2含量越高熱膨脹率越大，一般生產時能盡量使用再生砂。
　　（2）調整原砂粒度分布 如果原砂粒度過于集中，整體的膨脹將體現的更明顯，一般采用三篩或四篩砂，汽車缸體缸蓋推薦用粒度為0.355～0.154mm（50/100目）擦洗砂，盡量避免采用粒度為0.224～0.106mm（70/140目）及更細原砂。
　　（3）提高砂芯的常溫、高溫強度 在原砂相同的情況下，砂芯強度取決于粘結劑類型及砂芯緊實度，由于冷芯盒是高壓射砂，砂芯緊實度高，高溫下砂粒的膨脹空間小，所以容易產生脈紋缺陷。
　　（4）采用特種砂 ①鉻鐵礦砂主要靠激冷效果防止脈紋，可與石英砂按一定比例混合使用。②鋯砂耐火度高膨脹系數低，但價格較高，很少使用。 ③焙燒砂是將擦洗砂加熱到870℃以上，并保溫一定時間，使硅砂充分膨脹實現相變，因此焙燒砂又稱相變砂。經相變處理后，不僅使膨脹率大幅下降，而且砂粒中的結晶水、有機污染物、碳酸鹽及氧化物等經高溫焙燒后被大量清除，因此焙燒砂與擦洗砂相比不僅酸耗值低，灼減量和發氣量低，含泥量少，更主要的是膨脹率低。不僅能夠減少粘結劑加入量，更能有效防止鑄件產生脈紋、熱裂、粘砂等缺陷，提高鑄件精度。④寶珠砂呈球狀粒形表面光滑，無凹凸脈紋。其流動性及填充性好，能得到良好的成型性和鑄模強度，潰散性好，易于清砂作業，粘結劑使用量較其他同類型砂有較大的節省，熱膨脹率之低與鉻礦砂等特殊砂相同，因此生產鑄件的尺寸精度高，破裂及表面缺陷少，鑄件成品率高。寶珠砂的致密性好，強度高，即使重復再生使用也很少破碎，可減少鑄造生產過程中的粉塵對生產環境的污染，再生性好，減少產業廢物排放，利于環境保護。耐火度高主要成分是氧化鋁，耐火度≥1790℃，能滿足鑄造各種金屬及合金，易于回收，因此對解決內腔燒結和脈紋有缺陷是不錯的選擇。
　　（5）特種涂料的作用  激冷涂料可以加快鐵液冷卻凝固，一般適用于汽車鑄件，簡便易行；對于厚大件來說效果不明顯。
　　（6）防脈紋添加劑  目前，市場上防脈紋添加劑種類繁多，按成分分主要是有機物和無機物，第一是硅酸鹽與金屬氧化物的混合物，其熔點低，在高溫下可與硅砂形成玻璃體填補砂芯裂紋，防止鐵液進入裂縫，這種添加劑可做成圓整的粒狀，對砂芯強度影響較小，加入量一般為1.0%～5.0 %；第二種是有機添加劑，加入量較少0.3%～1.5%，強度影響比無機物明顯且發氣量大。
　　三、防脈紋添加劑的應用實例
　　1. AF#2M的防脈紋添加劑
　　（１）試驗零件　4缸缸蓋排氣道部位有脈紋缺陷，脈紋高度約4～6mm 。排氣道部位的脈紋缺陷可以用機械人工清除掉，試驗目的主要是驗證AF#2M的防脈紋效果，脈紋缺陷如圖2、圖3所示，排氣道砂芯如圖4所示。

　　（２）方案　 福建砂粒度為0.355～0.154mm（50/100目），原砂200kg，冷芯盒樹脂Ⅰ組分（GP201AK）2.0 kg，Ⅱ組分（GP202KT）2.0 kg，防脈紋添加劑AF#2M先與原砂混勻。
　　（３）結果　①AF#2M添加劑加入0.5%，脈紋毛刺高度下降20%，并且變短。②AF#2M添加劑加入1.0%，鑄件中有一半脈紋消失，剩下的鑄件脈紋毛刺高度下降50%。③AF#2M添加劑加入1.5%，脈紋缺陷消失。
　　AF2#M為有機防脈紋添加劑，顯著特點是極少的加入量就可降低或避免脈紋的產生，一般建議加入量只占原砂比例的0.5%～1.5%（某一韓資企業生產剎車片芯砂中這種添加劑加0.3%，即解決了剎車片脈紋缺陷）。
　　2. SQ—1防脈紋添加劑
　　SQ—1為我公司生產的無機防脈紋添加劑，顯著特點是加入量占原砂比例1%～5%的范圍內對樹脂砂抗拉強度影響較小，24h強度無影響，2h抗拉強度衰減量低于10%，SQ—1防脈紋添加劑發氣量特別低，一般在10mL/g左右，成本低。
　　（1）試驗零件  4缸缸體，水道砂芯。試驗前水道部位脈紋如圖5所示。

　　（2）方案 福建砂粒度為0.355～0.154mm（50/100目），原砂200kg，冷芯盒樹脂Ⅰ組分（GP201AK）2.0 kg，Ⅱ組分（GP202KT）2.0 kg，SQ—1添加劑分別按不同比例加入原砂混勻。13Kg（6.5%）。
　　SQ—1 加入量2%時，脈紋高度下降15%，脈紋個數仍為4條。
　　SQ—1 加入量3%時，脈紋高度下降50%，脈紋個數有3條（見圖6）。
　　SQ—1 加入量4%時，脈紋高度下降60%，脈紋個數有2條。
　　SQ—1 加入量5%時，脈紋高度下降80%，脈紋個數有1條。
　　SQ—1 加入量6%時，生產10件，脈紋缺陷消失。

　　四、結語
　　汽車鑄件脈紋是較常見的缺陷，通過大量實踐證明，采取以下幾種措施完全能解決問題：
　　（1）添加防脈紋添加劑SQ—1或AF#2M，簡便易操作且成本低。
　　（2）寶珠砂制芯，原砂成本較高，若能回收再生也是不錯的選擇。
　　（3）防脈紋涂料可以去除較輕的脈紋缺陷。
　　（4）焙燒砂配合寶珠砂按一定比例混合也可解決脈紋缺陷，但如何回收舊砂是需要考慮的問題。
　　（5）生產汽車鑄鐵件時最好選擇大林砂或圍場砂，粒度選擇0.355～0.154mm（50/100目），原砂SiO2含量達92%即可。