1、侵入气孔的形成机理

 侵入气孔主要是铸型或砂芯在金属液高温下产生的气体，侵入到金属液内而形成的。由于形成气孔的气体来自于外部，所以侵入气孔是一种外生式气孔。侵入气孔的形成机理主要分为以下两个阶段。

       第一阶段，气体侵入金属液。砂型或砂芯在金属液的高温作用下，产生大量的气体；随着气体量的增加和气体温度的升高，气体压力急剧增大，部分气体通过砂型或排气道逸出，降低了型腔表层处的气体的剩余压力。如果气体来不及全部穿过砂型或砂芯排出，一部分气体就可能侵入金属液中。气体侵入金属液的条件是，在浇注过程中，金属液表面尚未凝固成足以抵抗气体压力的固体外壳之前，当侵入金属液的气体剩余压力大于阻止气体侵入金属液的各种阻力时，气体才会侵入。即

     pA＞p静＋p阻＋p腔

式中        pA——砂型表面A点的气体剩余压力；

p静——合金液体的静压力， p静＝hρg它是由合金液高度h、合金液体的密度ρ和重力加速度g决定；

p阻——气体进入金属液的阻力，由合金液体的粘度、表面张力、氧化膜等所决定；

            p腔——型腔中自由表面上气体的压力。

由p阻可知，当金属液不润湿型壁时，即表面张力小时，侵入气体容易在型壁上形成气泡，从而增大了形成侵入气孔的倾向性。相反，侵入气体不容易在型壁上形成气泡，从而减少了形成侵入气孔的倾向性。

        第二阶段，气泡的形成和上浮，侵入气体在型壁上形成气泡后，气泡会脱离型壁，浮入型腔金属液中。如果气泡有足够的时间上浮，并能在金属液中排出，则仍然不会形成侵入气孔；相反，则会形成侵入气孔。

另外，金属液的粘度、浮力及内摩擦力决定了气体排出金属液的速度。在气体排出金属液的过程中，气泡会相互兼并，同时，溶解在金属液的气体（氢和氮）也会扩散到上浮的气泡中，使气泡的体积和内部压力增大，加速了气泡的排出。金属液的粘度增大，加大了气体排出的阻力，增大了侵入气孔形成的倾向性。

应当指出侵入气孔的位置，不一定是产生气体的地方，因为气泡在金属液中上浮过程中，会随着金属液的流动而移动。

侵入气孔的形状有时呈梨形，内部较大，而在铸件表面往往只有一个微细的小孔，不容易看出。这是气体在金属液已进入凝固时侵入造成的。因这些铸件表面金属已凝固，不易流动，而内部金属温度较高，流动性较好，侵入的气体较容易随着气体的压力增大而扩大并上浮，形成外小内大的梨形。梨形侵入气孔的特点可以用来判断气体侵入的方向；如果梨形的尖端指向砂芯，则说明气体来自砂芯；如果梨形的尖端指向铸型，则说明来自铸型。

2、形成侵入气孔的铸造工艺原因

型砂、芯砂和涂料配比不当，透气性太差，通气不良，含水分和发气物质过多，涂料未烘干或含发气成分过多，在铸件中易形成侵入气孔。

金属液的成分不当，氧化严重，流动性差；易形成糊状凝固的金属液，阻碍了侵入气泡的上浮和排出，导致在铸件中形成侵入气孔。

采用底注式浇注系统时，金属液自下向上平稳地充型，但金属液的自由表面在充型上升过程中，温度逐渐降低，粘度逐渐增大，易结氧化膜或凝固结壳，气泡就难以排出而产生侵入气孔。

浇注温度过低，浇注速度不稳定，出现断流或过快，而产生侵入气孔。