夹砂类缺陷是铸铁件生产中常见的一类表面缺陷，它是在铸件表面还没有凝固或凝固壳强度很低时，因砂型表面层膨胀发生拱起和破裂而造成的，属于一种“膨胀缺陷”。具体表现有“鼠尾”、“沟槽”和“夹砂结疤”三种形式，其特征是，铸件表面有夹着砂子的细小纹路、条状沟槽以及结疤状凸起物。若铸件表面出现较浅(<5mm)的带有锐角的凹痕，则为“鼠尾”，若铸件表面上产生较深(>5mm)的边缘光滑的V型凹痕，则为“沟槽”，若铸件表面产生疤片状的金属突起物，其表面粗糙，边缘锐利，有一小部分金属和铸件本体相连，疤片状突起物与铸件之间夹有砂层则为“夹砂结疤”。

早期人们主要是在湿型砂铸造发现和认识夹砂结疤缺陷的。湿型铸造夹砂结疤的形成机理是，在铸型尚未充满时，‌高温铁液的冲刷和烘烤的热作用下，‌砂型表面急剧受热导致水分迁移和体积膨胀，这种热压应力超过了水分饱和凝聚区的热湿拉强度，‌使得砂层表面分层、‌拱起和开裂，‌从而形成夹砂结疤。‌

覆盖有涂料的型芯也会产生夹砂结疤缺陷，我们将其称为铸件表面的起皮、夹灰和结疤缺陷。产生这种缺陷主要原因是涂料层和与型芯本体分离、拱起和开裂（这里统称为涂层剥落）。有时剥离也可能发生在强度较低的型芯的浅表层，涂层会粘附着表层砂粒一起剥离。剥落的涂层被铁水冲入型腔内则形成夹杂（砂眼和夹涂料）缺陷。

涂层剥落可以发生在常温下，也可以发生在浇注后型芯表面升温至浇注温度的温度范围内。

在常温下发生的涂层剥落的主要原因是：

• 涂料对型芯本体的附着力差，比如砂芯表面残留的分型剂会使涂层与砂芯表面无法融合，亲和力不足
• 涂料对型芯基体的渗透深度不足，粘附性差
• 涂层干燥（或者燃烧）速度过快，使得涂层与型芯本体因为热胀冷缩性质的差别而脱离，涂层越厚，剥离的倾向越大
• 涂料粘度过高，使得涂料对基体的渗透不足，浸润不好

在常温下造成涂层剥落的因素同样也在高温下起作用，在常温下容易剥落的涂层在高温下发生剥落的倾向性更大。

在高温金属液体的烘烤下，涂料表层的强度和物理状态会发生更显著的变化，高温状态下粘接剂失效，涂层与型芯本体更容易剥离。因此，通过改变浇注系统的设计而减少易结疤部位的受烘烤时间，是减少结疤缺陷的有效途径。

砂芯受热后产生的气体也有可能冲破涂层造成涂层剥落而产生结疤缺陷。笔者在“涂料的透气性”一文中对此有详细论述。解决与气体有关的结疤缺陷有三条途径：

改善砂芯的通气和排气条件，如增加砂芯中空部位的比例、添加排气通道等

改善涂料本身的透气性。详见“涂料的透气性”一文

增加涂层的隔热性能以延缓涂层下面砂芯基体的受热。大部分的防脉纹涂料都具有良好的隔热性能。请参见“防脉纹涂料的机理和应用”一文的相关论述

在高温下与涂层剥落有关的另一个重要因素是涂料的高温抗裂性能，即涂料层在高温曝热条件下抵抗产生裂纹和剥落的能力。有研究表明，涂层的高温强度和烧结性是影响其高温抗裂性能的主要因素，高温强度越高，或者烧结性越强，则其抗裂性能越好。

行业标准JB/T 9226-2008列出了涂料高温抗裂性能的测定和评级方法。

在涂料中加入无机粘结剂如磷酸和硫酸铝，可以提高高温强度。提高涂料烧结能力的途径可以参考本网站关于烧结性能的章节。

笔者在某管件铸造厂推广烧结型涂料，成功解决了其长期存在的铸件夹杂和表面结疤问题，并因此而降低了管件渗漏废品率。