铸件机械粘砂的产生缘由及其避免措施

机械粘砂又称为金属液渗透粘砂，是由液态金属或金属氧化物经过毛细管渗透或气相渗透方式钻入型腔名义砂粒间隙，在铸件名义构成的金属和砂粒机械混合的粘附层。清铲粘砂层时可见金属光泽。机械粘砂名义呈海绵状，坚固地粘附在铸件名义，多发作在砂型和砂芯名义受热作用激烈及砂型紧实度低的部位，如浇冒口左近、铸件厚大截面、内角和凹槽处。

机械粘砂不只影响铸造铸件的外观质量，以至惹起报废，因而对铸件的机械粘砂必须惹起足够的注重，以进步产品废品率。笔者分离多年的消费理论阅历并参阅有关资料，谈谈铸件机械粘砂的产生缘由及其避免措施。

1、铸件和容貌设计

假如铸件和容貌的结构会使砂型具有尖角、悬伸或突出的外形，或具有扁薄的砂台或砂芯，则这种设计会促进机械粘砂产生。由于这类结构的铸件会使砂型、砂芯部分热量集中，其正常的性能遭到破坏，砂型、砂芯名义提早溃散，熔融金属或金属氧化物易于渗入而产生机械粘砂。对此，可在热量集中的部位采用特殊砂型，如锆砂或橄榄石砂，以进步其长时间受热或受高温辐照的才干。

2、容貌

(1)容貌的工艺设计不良，使砂型舂不紧实或紧实度不匀，会构成型腔名义粗糙或疏松，对产生机械粘砂有直接影响。容貌的工艺设计常呈现以下错误：

一是分模面选择不当，致使上型过高，或在砂型中构成很深的型腔。

二是容貌在模底板上的位置布置不当，使凹陷处难于舂实，这可能是由于容貌距箱壁太近，或容貌排列过密所致。由于容貌排列过于拥堵，会惹起铸件产生胀砂，即便没有明显的胀砂，也会发生机械粘砂。由于产生缺陷的本源相同，机械粘砂和胀砂会出往常同一个铸件上。

三是直浇道、冒口和横浇道的位置布置不当，会呈现不易舂实的凹陷部位，这与浇冒口系统的规划有关。

四是起模斜度<1.5°时，即便整个砂型的紧实度适合，也会使砂型名义撕裂，易于使金属或金属氧化物渗入。

(2)容貌的工艺结构不良，招致金属液静压力过高。由于静压力的增高，砂型的负荷也就加重，因而需求采用特殊的砂型或更紧实的外型措施，以抵挡金属液对砂型的渗透压力。

3、砂箱

砂箱的设计及结构分歧理，致使砂型紧实度不匀或舂砂过软。

产生这些问题的普通缘由如下：

(1)箱带的位置不当，障碍某些凹陷部位的舂实，因而招致砂型部分过软，惹起胀砂或机械粘砂。

(2)因砂箱太小构成舂砂不实。

(3)箱带位置不当，使直浇道和冒口不能放在适合的位置上，致使冒口或直浇道与容貌间的型砂舂不紧实。又因该处必定构成热量集中，使机械粘砂更为严重。因而，如直浇道或冒口的位置不能改动，则必须将箱带割去一块或整个去掉。

(4)上箱过高。机械粘砂通常与型腔名义的抗渗透才干及金属液的静压力有关，金属液压力的大小，与金属的密度和上箱高度有关。如从铸件补缩需求动身，上箱应有一定高度，但型砂性能也一定要随之加以改善。

4、浇冒口系统

(1)浇冒口的位置不当招致砂型部分过热，从而促使型腔名义过早破坏，金属液或在高温下构成的金属氧化物就更容易渗入型腔名义。

这类状况较典型的例子有下列几种:

第一，直浇道或冒口距型面过近，构成一个热节区，这一热节区的砂型如未舂实，则机械粘砂缺陷就会十分严重。

第二，在一定的型腔名义上流过的金属液过多，会把型面加热到足以破坏的水平。假如型腔中初期凝固的硬壳被后来流入的金属液重熔，则粘砂就更为严重。

第三，在浇注时，凡能构成金属液压力过高的任何要素，均可能招致铸件产生机械粘砂。当金属液不只压力高，而且温度也高时，状况尤为严重。

(2)直浇道、横浇道和内浇道的截面比例不当，使金属液在浇注时不时遭到氧化，增加了金属氧化物的数量，并招致对型砂的助熔作用。在浇注过程中，浇注系统应一直充溢金属液，否则，在浇注系统中的任何部位均能使金属液遭到氧化。

(3)冒口颈尺寸过大，将构成其周围型砂过热，这是一个较为普遍的问题。这一问题常是由于冒口颈太长惹起的，为了使冒口颈中金属液不致过早凝固，就不得不加大颈部尺寸。假如由于冒口颈设计不当招致补缩不到，那么最好是缩短冒口颈，以避免凝固，而不是加大其尺寸。尺寸较小的冒口颈，能够减少砂型受热。

(4)浇口杯或直浇道设计不当，致使浇注时卷入空气构成金属液氧化，这通常是由于湍流惹起的，随着金属液名义氧化膜的不时积聚会惹起机械粘砂。

5、型砂

(1)原砂粒度散布不平均，会构成砂型紧实度低，原砂的粒度散布对砂型的最大紧实度有直接影响。

(2)型砂的活动性和成型性差。

(3)壳型砂上树脂的覆膜太薄，会使型壳的部分强度降低和部分砂粒未被树脂掩盖，常常由于这种简单的缘由，使铸件发生机械粘砂。

(4)铸型的透气性过高，这是型砂颗粒太粗的另一种反映。透气性和紧实度是相互影响的两个要素。紧实度低则透气性好，反之亦然。

(5)型砂中碳素资料或脱氧物质缺乏，会产生过多的金属氧化物，使氧化物湿润砂粒而易于渗入。

6、制芯

(1)未刷涂料砂芯的砂粒太粗或粒度散布不佳，与原砂粒度散布不平均一样，对产生机械粘砂有影响。

(2)砂芯未舂实，与砂型未舂实的性质一样，对机械粘砂有严重影响。

(3)砂芯名义粗糙或多孔，会惹起机械粘砂。熔融金属或金属氧化物浸润了这种粗糙的或多孔的名义后就会渗入砂芯。

(4)砂芯在贮存期间吸湿。对砂芯来说，水分过多更为省事。由于砂芯水分过多不易察觉。有的砂芯看上去像是干的，但实践上其水分依旧很高。

(5)砂芯在搬运时操作不慎，或在涂料尚处于湿态时搬运而招致破损或擦伤涂层。其结果是构成砂芯上的涂料不够，致使不能阻止金属或金属氧化物渗入砂芯。涂料破损处就似乎在砂芯上开了一个出气孔一样，构成金属液沸腾而产生机械粘砂。

(6)砂芯涂料浸入太浅，会直接惹起机械粘砂。

(7)砂芯涂料的高温强度低。由于涂料中的粘土缺乏，或是溶剂太多，致使粘结剂含量减少，构成涂料高温强度降低而惹起机械粘砂。

(8)芯砂混制不良，使砂芯个别部位强渡过低，在浇注时构成崩落，因而产生机械粘砂。

(9)砂芯打扫和修整不良时，会直接构成机械粘砂。对砂芯增强检验，这类缺陷是应该能够避免的。

(10)砂芯在浸、喷涂料后未再次烘干。与砂芯在砂型中吸湿返潮一样，涂层不干极易发作剥落与掉皮。

(11)芯盒不洁净，会使芯砂粘附在芯盒上，构成砂芯名义粗糙。质量优秀的砂芯有致密的名义层，芯盒不洁净就得不到具有致密名义层的优质砂芯。

7、外型

(1)舂砂松软和紧实度不平均。在大多数状况下，舂砂紧实和紧实度平均同样重要。但是，有时紧实度不平均比砂型整体松软的危害更大。

(2)砂型修补不良。砂型修补面粗糙疏松，会惹起机械粘砂;修型过度或修补部位水分过高，也会构成金属液沸腾而惹起机械粘砂。

(3)补砂不良的部位粗糙、疏松，会发生机械粘砂。

(4)砂型涂料不匀或缺乏。

(5)表干型的涂料单调不匀或未充沛烘干。

(6)脱模液用量过多会削弱砂型名义强度，促成金属液沸腾而产生铸件机械粘砂。

(7)砂型涂料的波美度太低，涂料就会被砂型吸入，因而发作涂料掉皮、掉屑或剥落而构成机械粘砂。

(8)容貌名义掩盖的面砂量缺乏，这是常见的操作疏忽。

(9)冷热资料(砂芯、砂型、芯撑、冷铁等)接触到一同。冷热资料相遇，会使水分凝聚。水分能惹起沸腾型机械粘砂，同时大幅增加氧化物的生成速度，随后便会发作金属氧化物的渗入。这是产生机械粘砂的普通缘由，也是高压外型产生机械粘砂的主要缘由。

8、金属成分

(1)易于构成活动性好的金属氧化物，活动性好的金属比名义张力高或稀薄的金属更容易惹起机械粘砂。

(2)合金中含有低熔点成分，如铅青铜中的铅就容易惹起机械粘砂。由于铅比母体金属温度还低很多时依旧处于活动状态。

(3)需求高温浇注的合金。由于合金活动性好，容易产生机械粘砂。此外，因浇注温度高，加速了氧化物的生成速度，故更具有构成氧化性机械粘砂的倾向。

9、浇注

(1)浇注温渡过高时，岂但会使金属液活动性进步，还会使金属液疾速氧化，因而加速了氧化性机械粘砂的发作。

(2)浇包抬得过高和上箱过高一样，会构成过高的金属压头，促使金属或金属氧化物进入砂型的孔隙中。