A. 粘土湿型砂铸造新砂加入量如何控制
咨询记录 · 回答于2021-07-13
B. 垂直造型中球墨井盖表面烧结不脱沙的问题如何解决
1.1 原砂
选用河北围场擦洗砂，含泥量 <1.0%,SiO2>85%，原砂粒度 70/140目。由于垂直分型射压造型属高密度造型，为减少砂型受热膨胀，避免因砂粒受挤压从砂型表面脱落而引起铸造缺陷，粒度要求不宜过于集中， 原砂最好采用 4 筛集中 率 85%以上，主峰筛（100 目）量控制在 40%以内。新砂补加量在 5%以下。
1.2 煤粉
煤粉灰份应 <10%，煤粉含灰量过高，使得型砂含泥量增加，影响型砂使用性能。含硫量≤ 1.5%；煤粉粒度≥ 95%以上的颗粒通过 140目筛，并且煤粉不允许有大颗粒存在， 因其在浇注过程中遇金属液燃烧时间长，阻止铁液靠近型壁，待铁液凝固后，便会造成铸件表面凹坑，影响铸件表面粗糙度。 挥发分的高低是衡量煤粉质量好坏的主要指标之一，好的煤粉挥发分含量较高，浇注时，型腔内易形成还原性气体，析出大量的光亮碳， 提高铸件的外观质量。 但挥发分超过 40%，型砂发气量增大，铸件易产生气孔、浇不足等缺陷。因此，挥发分一般在 30%-38%。
C. 铸造中的砂芯烧结是什么原因造成的，有什么办法可以解决
砂芯烧结的原因可能是：1.浇注温度太高；2.型砂成分不合理；3.砂芯结构不合理。
其中后边两种情况不常发生，主要为浇注温度太高引起的。
解决办法：工艺上定的温度太高的话就降下来；查一下控温仪表，看是否正常（怕跑温）。
D. 铸造的优缺点,常见的缺陷以及如何改造
铸造铸铁件常见的缺陷有：气孔、粘砂、夹砂、砂眼、胀砂、冷隔、浇不足等
1、气孔：气体在金属液结壳之前未及时逸出，在铸件内生成的孔洞类缺陷。气孔的内壁光滑，明亮或带有轻微的氧化色。铸件中产生气孔后，将
会减小其有效承载面积，且在气孔周围会引起应力集中而降低铸件的抗冲击性和抗疲劳性。气孔还会降低铸件的致密性，致使某些要求承受水压试验的铸件报废。另外，气孔对铸件的耐腐蚀性和耐热性也有不良的影响。此类问题可采用美嘉华技术修补铸造缺陷，简便易行，省时省工，且修复治理效果良好，并且可以针对铜、铁、钢、铝等不同材质进行修复，替代焊补工艺，避免应力损坏，为企业挽回巨大经济损失。
防止气孔的产生：降低金属液中的含气量，增大砂型的透气性，以及在型腔的最高处增设出气冒口等。
2、粘砂：铸件表面上粘附有一层难以清除的砂粒称为粘砂。粘砂既影响铸件外观，又增加铸件清理和切削加工的工作量，甚至会影响机器的寿命
。
防止粘砂：在型砂中加入煤粉，以及在铸型表面涂刷防粘砂涂料等。
3、夹砂：在铸件表面形成的沟槽和疤痕缺陷，在用湿型铸造厚大平板类铸件时极易产生。
铸件中产生夹砂的部位大多是与砂型上表面相接触的地方，型腔上表面受金属液辐射热的作用，容易拱起和翘曲，当翘起的砂层受金属液流不断冲刷时可能断裂破碎，留在原处或被带入其它部位。铸件的上表面越大，型砂体积膨胀越大，形成夹砂的倾向性也越大。
4、砂眼
：在铸件内部或表面充塞着型砂的孔洞类缺陷。此类问题可采用美嘉华技术修补铸造缺陷，简便易行，省时省工，且修复治理效果良好，并且可以针对铜、铁、钢、铝等不同材质进行修复，替代焊补工艺，避免应力损坏，为企业挽回巨大经济损失。
5、胀砂
：浇注时在金属液的压力作用下，铸型型壁移动，铸件局部胀大形成的缺陷。为了防止胀砂，应提高砂型强度、砂箱刚度、加大合箱时
的压箱力或紧固力，并适当降低浇注温度，使金属液的表面提早结壳，以降低金属液对铸型的压力
。
6、冷隔和浇不足
：液态金属充型能力不足，或充型条件较差，在型腔被填满之前，金属液便停止流动，将使铸件产生浇不足或冷隔缺陷。浇不足
时，会使铸件不能获得完整的形状；冷隔时，铸件虽可获得完整的外形，但因存有未完全融合的接缝，铸件的力学性能严重受损。
防止浇不足和冷隔：提高浇注温度与浇注速度。
铸造缺陷的解决方法：铸造缺陷如气孔、缩孔、砂眼、粘砂和裂纹等，铸造缺陷一直是铸造行业无法避免和难以解决的问题。修复不合格铸件，常规方法主要是进行焊补，需要熟练工人，耗费时间，并消耗大量材料。有时受部件材质的影响，焊接还会导致损坏加剧，造成部件报废，加大了企业设备的生产成本。采用美嘉华技术修补铸造缺陷，简便易行，省时省工，且修复治理效果良好，并且可以针对铜、铁、钢、铝等不同材质进行修复，替代焊补工艺，避免应力损坏，为企业挽回巨大经济损失。
E. 如何处理铸件中的铁夹砂
定义和特征 铸件的部分或整个表面上粘附着一层由金属氧化物、砂子和粘土相互作用而生成的低熔点化合物。粘砂层硬度很高，与铸件表面结合牢固，无法用喷、抛丸清理方法去除，必须用砂轮打磨掉。化学粘砂通常发生在铸件厚截面处及型、芯过热部位。 鉴别方法 肉眼外观检查。化学粘砂多发生在粘土砂或水玻璃砂中，清理特别困难，只能用砂轮打磨才能去掉。 形成原因 1.型砂和芯砂粒度太粗 2.砂型和砂芯的紧实度低或不均匀 3.型、芯的涂料质量差，涂层厚度不均匀，涂料剥落 4.浇注温度和浇注高度太高，金属液动压力大 5.上箱或浇口杯高度太高，金属液静压力大 6.型砂和芯砂中含粘土、粘结剂或易熔性附加物过多，耐火度低，导热性差 7.型、芯砂中含回用砂太多，回用砂中细碎砂粒、粉尘、死烧粘土、铁包砂太多，型砂烧结温度低 8.铸件开箱落砂太晚，形成固态热粘砂，尤其是厚大铸件和高熔点合金铸件 9.金属液流动性好、表面张力低。例如，铜合金中磷、铅含量过高，铸钢中磷、硅、锰含量过高 10.金属液中的氧化物和低熔点化合物与型砂发生造渣反应，生成硅酸亚铁、铁橄榄石等低熔点化合物，降低金属液表面张力并提高其流动性，使低熔点化合物和金属液通过毛细管作用机制，渗入砂粒间隙，并在渗透过程中，不断消蚀砂粒，使砂粒间隙扩大，导致机械粘砂或化学粘砂 12.浇注系统和冒口设置不当，造成铸型和铸件局部过热。 防止方法 1.使用耐火度高的细粒原砂 2.采用再生砂时，去除过细的砂粒、死烧粘土、灰分、金属氧化物、废金属、铁包砂及其他有害杂质，提高再生砂质量。定期补充适量新砂 3.水是强烈氧化剂，应严格控制湿型砂水分，加入适量煤粉、沥青、碳氢化合物等含碳材料，在砂型中形成还原性气氛。但高压造型时应减少含碳材料加入量，以减少发气量 4.采用优质膨润土，减少粘土砂的粘土含量 5.型砂中粘结剂含量要适当，不宜过高。提高混砂质量，保证砂粒均匀裹覆粘结剂膜，并有适度的透气性。避免型砂中夹有团块 6.提高砂型的紧实度和紧实均匀性 7.浇注系统和冒口设置应避免使铸件和铸型局部过热。内浇道应避免直冲型壁 8.采用防粘砂涂料，均匀涂覆，在易产生粘砂部位适当增加涂层厚度。涂料中不得含有易产生气体、氧化及能与金属液和型砂发生反应的成分。尽量不采用通过反应可在铸件-铸型界面形成易剥离的玻璃状粘砂层的涂料或面砂来解决粘砂问题(例如在铸铁件型砂和芯砂中加入赤铁矿粉等) 9.适当降低浇注温度、浇注速度和浇注高度，降低上型高度和浇口杯高度，以减小金属液动压力、静压力及对铸型的热冲击 10.加强对铸钢等高熔点合金的精炼，净化金属液，降低合金液的氧化程度和吸气量，减少低熔点相形成元素（如铸钢、铸铁中的硫、磷，青铜中的磷、铅）的含量，控制会降低金属液表面张力、提高金属液蒸气压的元素(如铸钢、铸铁中的锰和硅，青铜中的铅)的含量。熔炼时炉料要干燥，慎用会引起化学粘砂的各种熔剂(如石灰石、苏打粉、氟石等)，熔炼温度不得过高，以免金属液过度氧化 11.对于大型厚壁铸件，适当提早开箱，加快铸件冷却，以防止固态粘砂 12.采用表面光洁的模样和芯盒。 补救措施 1.喷、抛丸清砂 2.打磨 3.电化学清砂，尤其适用于清除铸件深腔和精密铸件的严重粘砂。
F. 求铸造行业砂型质量的影响因素！！
C. 砂处理
C-1. 我厂使用碾轮式混砂机，多年来一直采用先干混和后湿混的混砂工艺。近来听说加入膨润土以前先湿混的效果更好，不知如何控制先湿混的加水量？但是德国爱里许混砂机采取先干混而后加水湿混，似乎混砂质量还好，为什么？
按照过去传统的混砂方法：加入旧砂、膨润土和煤粉后先一起干混一段时间，然后再加水湿混。这种混砂工艺的缺点是在干混过程中粉状材料容易偏析而落入混砂碾的围圈和碾盘的夹角部位。加水以后粉料的润湿较慢，需要延长混砂时间才能将粉料逐渐裹带出来。混砂机的加料顺序最好是加入旧砂和新砂后，立即加入全部加水量的70～80％进行湿混。混合均匀后再加入膨润土和煤粉等粉料。然后再逐渐补加其余水分使型砂的紧实率或含水量达到要求。这种先湿混的方案已经得到广泛应用，可能比先干混法的混碾时间缩短1/4左右就能混合均匀。有些采用人工加水方法的工厂开始推广先湿混方案时遇到困难是恐怕第一批加水过多而无法纠正。实际上细心的混砂工经过培训后能够根据混砂机内砂子运动特征大致判断加水量是否合适的。爱里许式混砂机的加水办法不同于其它混砂机，它是在加水前先将旧砂、新砂、膨润土和煤粉一同加入混砂机中混合，用传感器测定出加入的所有材料总体湿度，靠计算机确定需要加入的全部水量，一次加水混匀。由于爱里许机器的转子搅拌功能强，也能在规定的140s时间内将型砂混合均匀。
C-2. 囯内绝大多数铸造工厂，尤其是中小型铸造工厂都是靠手捏和眼看来判断混砂碾中加水量是否合适。结果是型砂干湿程度波动很大，各种性能也都随之变动。请问怎样才能使混砂加水自动化？
湿型砂的湿度必须严格控制，否则会影响会影响型砂的湿态强度、流动性、韧性、透气性、起模性强烈波动，也会导致铸件产生气孔、砂孔、夹砂、粘砂、胀砂等缺陷。靠手捏不能准确控制型砂湿度，所以国内有些大铸造工厂、外资和合资铸造工厂使用进口的型砂加水控制装置。在混砂阶段陆续测定型砂干湿程度，自动确定是否需要继续加水。或者利用传感器测定混砂机称量斗或混砂机中各种材料的干湿程度一次自动加水。由于进口型砂水分控制仪的价格较贵，影响国内中小工厂推广应用。
国内有几家高校和科研单位曾研制成功混砂加水自动控制装置，试用效果尚好。不过可能为了提高技术水平而将仪器功能增多，例如在一次测量中还自动检测和调整型砂的强度。也有的还包括测量型砂的透气性、温度等。这样就使装置的结构变得相当复杂，价格提高，不是一般铸造工厂所能承担的。而且所增多的检测项目并不适用。因为混砂周期时间长度有限，如果湿混阶段测得含水量或紧实率还没达到预期程度，可以继续补加少许水分，依靠水的极强渗透力和润湿性，混砂几秒到十几秒钟后就能分散均匀，即可确定水分是否已经达到目标值。如果混砂机中型砂强度没达到预期值而立即补加膨润土，但是由于膨润土吸水缓慢，在砂粒表面分散和包覆需要较长时间。型砂的强度随着继续混砂还会不断升高，不能预先准确推测出卸料时型砂最终强度。而且，对于铸件品种比较稳定的单一砂而言，膨润土、煤粉的批料量并不需要在混砂过程中立即调整。至于透气性和型砂温度本来不属于混砂机自动控制范围，应当是型砂实验室的检测内容。总而言之，我国众多铸造工厂，尤其是中小铸造工厂，最迫切需要的是结构相对简单、价格比较低廉的型砂紧实率或含水量自动控制仪。
C-3. 我厂的高压造型线生产汽缸体铸件。用国产碾轮式混砂机，混砂周期时间三分钟，型砂手感性能不好，有些脆和不易起模。但又不能延长混砂时间，以免供砂紧张。这种困境是怎样造成的？ 应当怎样才能改进型砂品质？
根据囯产碾轮式混砂机产品目录给出数据，由生产率（t/h）除以每批加料量（kg），可计算出混砂周期时间（min），分别为2.60~2.70 min/批。与实际需要相比，如此短的有效混砂时间严重不足，以致型砂性能逐渐恶化。笔者在日本看到丰田、三菱等汽车厂的碾轮混砂机周期都是6min。我国很多工厂混砂周期时间不足的原因是原设计按照过去低密度造型、低强度型砂制定的。当时砂型的压实比压不足300～400kPa，型砂的湿压强度不高于80～100 kPa。使用品质有限的钙基膨润土，有效膨润土含量也不高。如今高密度造型用型砂的湿压强度一般都超过140 kPa，有的甚至达到200 kPa以上。都是用活化膨润土，而且树脂砂芯混入量增多都需长些时间混砂。原有的产品样本、设备说明书及设计手册上规定的混砂机生产率已不适用。如型砂需要量大，无法延长混砂时间，最彻底的办法是攺造砂处理工部，改换使用高生产率混砂机。国内几家大型汽车厂纷纷引进外国转子混砂机的原因就在于此。但是更多的中小铸造工厂财力不足，没有条件购买昂贵的进口设备，采取以下办法虽不能彻底解决问题，但多少对型砂质量有一些攺进：①加强对混砂工人的培训和管理，充分利用一切非必要的停机时间来延长混砂时间，即使只延长半分钟也能改进型砂韧性和起模性。曾经有个别工厂的造型机上为大容量砂斗，混砂工人就尽快装满砂斗，提前休息和抽烟。应当将造型机砂斗改小，只用来供给10～12只砂箱造型。要求混砂工在混砂机旁专注混砂，随混随用。②利用节假日和周末休息期间，将砂系统中的所有砂子翻混一两遍。混砂时只加少量水控制干湿程度，不加其它附加材料。这样可以将旧砂中积留的膨润土和煤粉团粒尽量混碾均匀。对型砂性能必会有改进。③另外还要注意：每日下班前必须将混砂机中的积砂完全清除干净。经常调整刮砂板与底盘和围圈的距离，及时更换已磨损刮砂板。这样才能提高混砂机的混砂程度。
C-4. 怎样确定混砂机的最适宜混砂时间？
可以在生产用混砂机中按照工艺规定混制型砂，混完后不要打开卸砂门，取样测定其湿态抗压强度。然后再延长碾轮混砂机的混砂时间0.5～1 min（转子式混砂机延长10~20秒钟）。混砂时添加少量水分以保持型砂紧实率基本不变，再一次测定型砂湿压强度，强度值将有不同程度的上升。如此每次延长混砂时间和继续测定强度。强度上升逐渐趋于和缓，直到强度不再上升，即达到“峰值强度”为止。由于接近平台区的强度升高极为缓慢，通常认为型砂强度到达峰值80～90％左右即为生产中最适合使用强度。达到最适合使用强度的混砂时间应当是混制该种型砂的正确时间，工厂可以据此更正工艺规定的混砂时间要求。清华大学曾检验山东某动力机厂型砂使用S14系列转子混砂机的混砂效果，发现达到峰值强度的混砂周期是4.5min，建议该工厂将混砂时间定为4.0min，明显高于设备制造公司推荐的混砂周期2 min。
C-5. 山西某厂添置了一台转子混砂机，标牌注明生产率每小时60吨，混砂机的电动机功率为60 kW。使用后发现混砂效果相当差。该混砂机的电动机功率是否不足？是否应当更换其它类型的混砂机？
型砂的混合均匀和型砂表现出优秀性能，靠的是有足够的电能传输到型砂中。因此，混砂机需要安装较大功率的电动机来混合型砂。分析比较国内外混砂机可以看出：混砂机的电机总功率（kW）至少应当是每小时生产率（t/h）的两倍以上，否则不可能在规定周期时间内混制出良好的型砂。例如Eirich公司的倾斜旋转底盘转子混砂机电动机功率与小时生产率之比大致在2.6～2.8；DISA公司的SAM-3和SAM-6在2.24～2.36之间；KW公司WM混砂机基本在2.58～2.83；B&P公司的摆轮混砂机大致在1.92～3.00之间。而国产碾轮混砂机S1116、1118、1120、1122的比率较低，分别为1.47～1.85。国产S14系列转子混砂机电机功率与生产率之比仅为1.33和1.50，都显然过低。山西某厂的电机功率与生产率之比只是1.0，不可能在规定生产率之下混出好型砂。关键在于不论混砂机的类型如何，在混砂过程中没有足够的能量传输给型砂就不可能提高混砂效果。假定混砂机电机实际使用率为85％，可以估算出每吨型砂耗用电能量（kWh）。Eirich（爱立许）公司平均为1.81，DISA公司平均为1.87，KW公司平均为2.47。而国产碾轮式混砂机为1.48，转子式混砂机只有1.13～1.28，与进口混砂机相比差距明显。在不更换混砂机的条件下，唯一的解决措施是降低生产率和延长混砂周期。以上讨论都是基于混砂机的制造质量、维护保养水平和机械效率等都正常的情况下，否则问题会更加突出。也有铸造工厂恐怕延长混砂时间会使型砂温度提高，这成为不肯延长混砂时间的借口之一。实际上将每吨型砂输入电能提高到接近进口混砂机的型砂耗能量，型砂温度也许仅仅升高三到五度左右。考虑到型砂水分每蒸发1％，型砂温度可降低25℃左右，只需多加少量水分，靠混砂机的排风装置，就可利用水分蒸发使型砂降温。
C-6. 我厂生产农用汽车球铁轮毂，产量较大。但生产条件相当落后，主要用手工造型。采取碾轮混砂机混制面砂，背砂是在地面混砂。铸件表面普遍存在砂孔缺陷。现要扩大产量和改进铸件品质，准备建成完整的砂处理系统。请问应当选择哪种形式的混砂机？
目前国内工厂使用较多的混砂机有：①碾轮混砂机、②旋转底盘转子混砂机、③旋转刮砂板转子混砂机。也有个别工厂使用④摆轮式混砂机。实际上只要混砂时间足够长和有足够电能输送给型砂，混砂机受到良好的维护清理，任何种类混砂机都能混制出品质良好的型砂。在各种混砂机中，碾轮式应用最广。高密度型砂理想的混砂周期时间大约需要6min。另外，工厂还应每天下班前将碾盘和碾轮上积下型砂完全清除干净，及时调整刮砂板与底盘和围圈距离，及时更换磨损的刮砂板。美国汽车行业铸造工厂要求刮砂板与底盘的间距为一个硬币的厚度。如果做到这些要求就肯定能够混制出优良品质的型砂。
我国制造的S14系列转子混砂机的底盘不转，靠以碾盘中心为轴的刮砂板将砂子扬起，遇到高速旋转转子被打散和混合。规定的混砂周期120s时间不足，应当增大电机功率和延长混砂时间。否则不能提高混砂的品质。
C-7. 有些铸造工厂发现型砂中有很多黄豆大小旳“砂豆”。例如天津附近某厂的机械化造型的砂系统中就发现大量砂豆。曾多次利用节假日人工过筛去除型砂系统中的砂豆。但生产一星期后砂豆又出现。请问砂豆是怎样形成的？怎样消除砂豆的产生？
型砂中的砂豆不但损害流动性，而且不利于铸件表面光洁度，还有可能造成气孔缺陷。砂豆的生成原因可能有几方面。一是混砂加料顺序有问题，如按照先干混工艺，膨润土和煤粉加入后由于偏析而在混砂机的角落集中，加水时先将膨润土润湿而成粘土团，如果随后的混碾不充分，就成为砂豆留在型砂中。如按照先湿混工艺，先加入的水尚未分散开就加入膨润土和煤粉，甚至水还没加完就急于加入膨润土和煤粉，必然会形成大量砂豆。加完第一批水后，至少应混合10s（转子式）至半分钟（碾轮式）后再加入膨润土和煤粉。另外的重要原因是混砂时间不够长，混砂机的维修和清理不及时，混砂效果不够好，没有将积聚成的小砂豆混碾破散开。还有一个可能性，混砂加入的膨润土量过多，例如有一工厂使用转子混砂机，由于旧砂烧损严重，新砂补加量多，膨润土加入量超过2%，混砂机来不及把所有加入的粘土团块混碎开，就会出现小团粒和湿强度不高的状况。转子混砂机的混砂时间短也容易形成砂豆，因此爱立许公司的转子混砂机规定混砂周期为140s，为的是减少砂豆。
C-8. 很多机器造型的铸造工厂都有型砂温度高的问题，请问热砂给生产带来哪些困难。应该怎样解决热砂？
经过反复浇注的热量积蓄，使旧砂温度不断上升。国外有些人提出造型时型砂温度超过40℃或43℃，或者比环境温度高12℃以上，可认为存在“热砂”问题。给生产造成的不良影响如下：①随着砂温提高，标准试样的重量和湿压强度等性能都会下降。②热砂蒸发出来的水蒸气凝结在冷的运输皮带上，而使其粘附一层型砂，随时撒落地面而影响车间卫生。凝结在砂斗内壁，砂斗挂砂越来越厚，容积越来越小。③砂型表面的热砂容易脱水变干，使砂型表面发酥，棱角易碎，不耐金属液冲刷，容易造成冲蚀和砂孔缺陷。④热砂的水蒸气凝结在模板表面，使起模性恶化。水蒸气凝结在型腔中冷铁和砂芯上，使铸件产生气孔缺陷。
为了防止和解决热砂问题，对于经济条件较好的工厂，最重要的措施是应当在砂处理系统设计阶段就考虑到加大砂系统实际容量，减少型砂使用的循环次数，每班旧砂循环最好不超过两遍。尤其重要的是采取增湿通风冷却处理。我国有几家工厂应用结构良好的进口增湿沸腾冷却设备，能将型砂温度降低到要求范围内。国内有的工厂只是在落砂后斜爬皮带上自行按装一个简易的雾化喷水装置，根据来砂多少自动调节喷水量，也可以使砂温适当降低。此外，为了防止热砂粘附模样，除了必须在模板上喷涂以煤油或轻柴油为原料的脱模剂以外，还可采用模板加热装置，减小型砂与模样的温度差异，避免水蒸气凝聚在模板上，从而减少起模时砂型损坏。但是模板加热温度不可高于型砂温度，以免型腔表面脱水变脆弱而产生砂孔缺陷。
C-9. 有些工厂采用增湿冷却方法来达到旧砂降温的目的，但是在使用中发生通风除尘管道和除尘器布袋因长期结露造成粉尘堵塞的严重问题，请问如何来防止和减少这种现象的发生？
估计发生除尘管道和除尘器布袋的堵塞和结雾严重问题的原因是除尘系统的设计不合理。除尘管道应采取电热外壁，使管壁温度不低于管道中含尘水气温度，水蒸气就可以不凝结在管道内壁。还要加大排风速度，有资料介绍管道中风速不低于18 m/s，使微细尘土颗粒不致沉淀在管子中。布袋要选择不吸水材料制成。河北有一家挤压造型铸造工厂，落砂冷却滚筒除尘管道的水平部分采取内高外低的简单直线结构，每日用水冲洗管道，将管道中积聚的粉尘冲洗流入室外的水池中。不需加热也可防止堵塞。
C-10. 我厂是专业生产发动机汽缸体的工厂，铸件使用了大量砂芯，据统计大约每吨汽缸体铸件需用1.0～1.2吨树脂砂芯。所用原砂都是远途运来的优质擦洗砂。落砂时除少量心头直接做为废砂丢掉外，绝大部分溃散砂芯混入旧砂中。逐渐积累致使砂系统容纳不下，必需随时排掉一些旧砂块成为废砂。这些砂块都是远离铸件没受到高温加热的优良品质砂子，被扔掉确实可惜。请问国外类似产品工厂有无办法减少擦洗砂消耗量和旧砂扔掉量？
国外多砂芯铸造工厂和研究单位认为最好的办法是将旧砂再生处理后做为制芯的主要材料。用湿型旧砂制造砂芯的障碍是含有相当多的膨润土以及一些其它粉尘物质。这些物质与大多数砂芯粘结剂不相容，需要采用再生方法除掉。日本有人用离心式擦磨机加工处理经过干燥的湿型旧砂，研究结果表明：旧砂预先经过干燥可使粘土膜较易脱落，能够减少擦磨处理的反复次数。用机械再生砂配制壳芯砂最为理想，因为在覆膜温度下壳芯树脂的粘度高，不易向砂粒上残留粘土层渗透。而且擦磨处理会使砂粒形状变得较为圆整，壳芯砂的强度甚至比用新原砂的还高。配制冷芯盒芯砂要求再生后泥分降低最好到<0.8％。再生砂80％与原砂20％掺和后芯砂的可使用时间和吹气硬化强度与用全新原砂配制的芯砂差不多。美国较多采用热––机械复合方法处理湿型旧砂，经700～800℃左右加热焙烧可以去除湿型旧砂中的粘结剂等有机物质，还能使包覆在砂粒表面的粘土膜脆化和易于擦磨脱落。随后用气力或机械方法进行再生处理。75％再生砂和25％新原砂掺和在一起用于呋喃自硬砂、酚醛/酯自硬砂、酚醛树脂热芯盒砂的结果也与冷芯盒砂的情况相似。荷兰一家公司的旧砂用沸腾床烘干，只经机械再生处理，再生砂生产率达60 t/日。冷芯盒砂芯中78％为再生砂，12％为破碎砂芯，10％新原砂以补充损失。我国长春一汽铸造公司2005年1月建成废砂再生线，先加热到700℃以上烧去有机物，再打磨砂粒去除表面烧结膜。但再生砂的耗酸量高达20mL以上，只能用于混制壳芯砂，难以制热芯盒和冷芯盒砂芯。笔者估计其原因是我国铸造工厂的湿型砂粘结剂为活化膨润土，膨润土中加入了的Na2CO3。再生砂粒残留碱性物质不利于冷、热芯盒砂的固化。
另外一个办法是采用分别落砂：铸件冷却后敞开上型，取出带有砂芯的铸件单独落砂，所得砂子主要是已被烧枯的溃散砂芯和少量掺杂的型砂，可以用擦磨方法进行再生处理。然后与不超过20％的新原砂混合用来制芯，不必增加树脂加入量即可得到同样砂芯强度。留在砂箱中的砂子只含少量砂芯，经破碎、过筛后就可用于混制湿型砂，可以减少溃碎砂芯对型砂性能的不利影响。分别落砂的优点是大大地减少新原砂消耗量和废砂丢弃量，但是要求车间的布置和设备安装进行调整。
G. 关于砂型铸造的问题
砂型铸件的表面缺陷
1.1 机械粘砂和化学粘砂
砂型铸件表面的机械粘砂是金属液直接钻入砂型砂粒间孔隙，靠金属的包围和钩连作用与砂粒连结在一起，没有发生化学反应。产生化学粘砂的原因是高温金属液可能被氧化而生成金属氧化物，主要产物是氧化亚铁FeO，其熔点为1370℃。FeO与型砂的SiO2起化学反应生成硅酸亚铁（即铁橄榄石FeO•SiO2），化学反应如下：
SiO2 + 2FeO 2FeO•SiO2
硅酸亚铁的熔点极低，仅有1220℃，因此流动性很好，即使铸件表面已有凝固壳，新生成的硅酸亚铁仍呈液态，易于渗透入砂型孔隙中。凝结后的硅酸亚铁对铸件和型砂都有极强的粘结性，能够将型砂牢固粘附在铸件表面上而成个化学粘砂。
用湿型砂生产铸铁件一般只形成机械粘砂，而不会形成化学粘砂。这是因为铁液中含有多量碳，不会产生大量氧化铁等金属氧化物。砂型中又含有相当多的煤粉，浇注时产生的还原性气氛能防止金属氧化物。原砂的SiO2含量较低也不是湿型铸铁件形成化学粘砂的必然条件。研究结果表明，使用SiO2含量只有82%左右的黄河风积砂，用湿型生产铸铁件并未发现有化学粘砂。
凭肉眼区别两种粘砂是比较困难的，通常可用以下方法区分：
⑴显微观查：从粘砂层上敲取一小块，用液体树脂固定并磨制成试样，用金相显微镜观察。如果是机械粘砂，可以清楚看到单个砂粒夹在金属之中。渗入的金属与砂粒间有明显的分界线，不存在任何化学反应产物。渗入的金属金相组识与铸件本体的金相组织一致（见图2）。如果是化学粘砂，则可以看见在粘砂层中有新生相将铸件和砂粒粘连（见图3）。
⑵电测：机械粘砂中连结物是金属，具有良好的导电能力。将万用电表的旋钮开到电阻测定档，用一个电极接触铸件，另一电极接触粘砂部位。如果电阻接近为零，表明粘砂是金属包裹砂粒形成的机械粘砂。如果显示有巨大电阻，表明粘砂部位已经形成不导电的硅酸亚铁，属于化学粘砂。
⑶化学鉴别：用扁铲凿下一小块粘砂块，浸入盛有浓盐酸的试管中。如果缓慢发生气泡，一夜之后液体颜色由无色透明变为棕红色。反应终了时粘砂块消失，试管底部留下少数单个砂粒，说明是机械粘砂，铁质部分已被盐酸溶解成为氯化铁。化学反应式为：
2Fe + 6HCl 2FeCl3 +3H2↑
如果是化学粘砂，则气泡产生很少，酸液也没有明显的变化。最后的残留物是多孔性团絮状物质。
1.1.1 各种因素对机械粘砂的影响
实际生产经验表明，湿型铸件的重量一般不超过一、二百千克，壁厚大多不超过50mm，型砂中水分引起激冷效应使铸件外壳较快冷却和凝固，对型砂的加热作用并不过分严重。虽然铸铁用原砂中除了含有石英（熔点1715℃）以外，还含有相当数量熔点较低的长石（熔点1170～1550℃）、云母（熔点1150～1400℃）及其它矿物质，但同时铸铁湿型砂中含有的煤粉抑制了氧化铁的生成，因而不致引起化学反应。生产经验表明，湿型铸钢件一般也都是机械粘砂，而不是化学粘砂。这是因为湿型铸钢件都不是厚大铸件，而且所用硅砂含SiO2较高，铸件对型砂的热作用并不严重，不产生明显多的铁橄榄石。
以下将分别讨论铸件产生机械粘砂的各种影响因素：
1.1.1.1 砂型紧实程度
手工造型和震压造型的紧实程度如果较低，则砂型表面的砂粒比较疏松，砂型型腔的坑凹处和拐角处局部也都更容易出现疏松。如金属液钻入砂粒之间孔隙不深，将使铸件表面显得粗糙；钻入较深和包裹砂粒则形成机械粘砂。造型工人可以采取手指塞紧、用冲锤的尖头冲紧砂型局部。高生产率的高密度造型是否有局部疏松，则取决于型砂流动性如何，因而很多工厂尽量降低型砂紧实率来提高型砂的流动性。在填砂和压实过程中采用微震提高砂型紧实程度是十分有效的。此外，也取决于紧实装置设定液压或气压的高低。图4为一灰铁汽车铸件出现机械粘砂，使用进口静压造型机，一箱两件。但液压系统的压力调节不适当，砂箱的压实比压较低；而且两件之间和与砂箱的吃砂量仅有25mm左右。砂型平面硬度只有50～60，边缘侧面硬度不足40。
1.1.1.2 型砂的粒度和透气性
湿型的砂粒粗细一方面要保证浇注后排气通畅，另一方面湿型砂的透气能力又不可太高，以免金属液容易渗透入砂粒之间孔隙中。手工造型生产小件的砂型上扎有较多排气孔，而且往往采用面砂，砂粒可以细些，面砂透气率40～60大约已然合适。机器造型湿型单一砂的型砂粒度大致在70/140目，透气率大多在60～90的范围内。高密度砂型比较密实，则要求型砂有较高透气能力。粒度大多在50/140或140/50目，透气率较多集中在100～140。很多工厂的砂芯用原砂粒度比型砂粒度粗，例如汽车发动机缸体砂芯用原砂粒度为50/100目，长期生产会有大量芯砂混入型砂而使型砂粒度变粗。以致有些工厂的型砂透气率高达160以上，甚至达到200左右。除非在砂型表面喷涂料，否则铸件表面变得粗糙，甚至可能有局部机械粘砂。美国有一工厂在混制湿型砂时加入100、140目两筛细粒新砂5％来纠正型砂变粗现象，使型砂粒度维持在50/140的四筛分布。
1.1.1.3 金属液压力
金属液压力越高，机械粘砂就越严重。因此，高大铸件的底部比较容易形成机械粘砂。
1.1.1.4 浇注温度和铸件壁厚
金属液温度高，流动性好，就容易渗入砂粒之间孔隙而产生机械粘砂。但从避免铸件产生气孔、冷隔等缺陷考虑，浇注温度不可任意降低。生产复杂薄壁铸件时尤需较高浇注温度。
1.1.1.5 砂型涂料
生产重量较大的湿型铸件，可以向砂型的型腔喷刷醇基涂料，点燃后即可下芯与合型。一般上型可以不喷涂料，因为所受金属液压头比下型小。喷涂料的另一优点是提高了砂型表面耐冲刷能力。但是湿型用涂料的配方不同于砂芯用涂料，其强度不可太高，必须与砂型强度匹配，否则可能使涂层开裂翘皮，并使铸件产生夹砂缺陷。对内腔要求不高的一般铸铁的湿砂型中如果有树脂芯或油砂芯，为了防止金属液钻入砂芯，可以在硬化后的砂芯表面局部容易渗透金属液处，涂抹用机油或其他粘结剂加石墨粉、石英粉或其它耐火粉料调制的涂料膏，凉干后即可下芯。当生产内腔清洁度和光洁度要求很高的铸铁件（如内燃机缸盖、机体、液压系统阀件等）时，必须对砂芯采取整体浸或浇涂料而后表面烘干。手工生产铸铁件时，常用软毛刷将土石墨粉细心涂刷在湿砂型和砂芯表面上。也有的喷土石墨与水混合液，晾干后即可浇注。石墨粉可以填塞孔隙，又不被铁液润湿，铁液难以钻入砂粒之间。美国Caterpillar铸造工厂用高压造型大量生产工程机械大型发动机汽缸体，其克服机械粘砂的措施是靠对上、下砂型全面自动喷水基涂料。然后用大火焰喷枪自动喷烤，使涂层和砂型表层干燥。这种表面烘干的型砂所用膨润土、煤粉等材料的品种和加入量，以及型砂性能控制均不同于普通湿型砂。
1.1.1.6 型砂的煤粉量
湿型铸铁件防止粘砂和改善表面光洁程度最主要的型砂加入物是煤粉。但是市售煤粉良莠不齐。一般生产中等大小铸铁件型砂中有效煤粉量可能在3.5~7.0%，主要取决于煤粉品质和对铸态表面的要求不同。为了排除煤粉品质的影响，可以只用1g型砂在900℃的发气量代表有效煤粉含量。例如普通机器造型的型砂发气量可以在20~26mL/g之间，高宻度造型的型砂发气可以是16~22mL/g范围内。国外常用测定灼减量方法估计型砂中煤粉含量是否足够多。例如有些工厂要求型砂灼减量在3.0~5.0%。在实际生产中可以观看铸件的外表形貌就可以查觉出型砂所含有效煤粉量是否合适。如果铸件表面毛糙，而型砂的透气率和砂型紧实程度都无不妥之处，可能有效煤粉不足或者煤粉品质不良。如果铸件表面有明显的蓝色，但较为粗糙，可能有效煤粉量已够，而型砂透气性偏高，或砂型紧实程度不够。
目前我国有多种煤粉代用品商品供应。其中淀粉材料的抗粘砂效果与优质煤粉基本相当。但只适合用来生产灰铁铸件，如用于生产球铁件有可能产生皮下气孔缺陷，因为不能产生足够还原性气氛。还有些“煤粉代用品”商品，其真实的具体配方不详，使用效果也有很大差异。用户应当靠浇注试验来判断其实际抗粘砂效果。可用同样的原砂（不可用旧砂，以免干扰试验结果）和膨润土、水，再分别加入不同抗粘砂材料混制型砂。应设法保持型砂透气率相同或接近，造型硬度相同，浇注温度相同。比较铸件表面光洁程度，然后即可做出选用决定。
国外生产抗粘砂商品主要有两类：①增效煤粉（高效煤粉）：在煤粉中加入20～40％高软化点石油沥青，使其光亮碳含量提高到12～20％，抗粘砂能力大为提高。现在我国也有几家公司供应增效煤粉。②混合附加物：是优质膨润土与优质煤粉的混合物，也可再根据需要加入淀粉、木粉等材料。大型铸造工厂一条生产线中的产品特征接近，膨润土与煤粉的比例不需经常改变。采用混合附加物易于控制管理，设备简化。配方由供需双方的工程师根据铸件生产条件共同制定。用散装罐车运送到车间，气力输送进材料罐。用户混砂时只加一种附加物即可。
单一砂混砂时煤粉的补加量首先取决于煤粉本身的品质优劣如何，同时也受砂/铁比、铸件厚度、浇注温度、冷却时间、清理方法、对铸件表面光洁度具体要求等等因素的影响。德国有些工厂表示煤粉补加量的单位为每100kg铁水和每1％光亮碳形成物（即有效煤粉）的煤粉补加量kg。例如Mettmann铸造工厂统计生产中光亮碳形成物（煤粉）补加量在0.14～0.27kg / 1%光亮碳形成物 / 100kg铁。德国南方化学公司的实例中砂/铁比为10:1，浇注每吨铁的ECOSIL煤粉消耗量18kg / t Fe。即浇注每吨铁水用10吨型砂，型砂中补加18kg ECOSIL煤粉，折合混砂时煤粉补加量为0.18％，如果按照我国大多数工厂砂/铁比6:1左右，则ECOSIL煤粉混砂加入量应为0.30％。根据铸造手册“造型材料”（第2版103～104页）介绍，我国东风汽车公司、一汽铸造有限公司、中国一拖集团公司、上海汽车发动机公司和南京泰克西铸铁有限公司的高密度造型线湿型单一砂配方14种。混砂时煤粉加入量最高者3～4％，最低者0.3～0.5％。另外一汽、泰克西、上海发动机厂的震击造型单一砂4种。混砂煤粉加入量最高者3～5％，最低者1～1.25％。上述我国工厂中大多数的煤粉补加量绝大多数的煤粉补加量高的原因在于这些工厂所用煤粉品质低。笔者由近几年我国个别工厂使用优质煤粉和增效煤粉的经验表明，一般湿型铸铁件单一砂的混砂煤粉补加量在0.15～0.3％之间，个别厚大件为0.5％。抚顺某厂的气冲线砂铁比平均为11:1，同一车间内的挤压线砂铁比平均为7.5:1，两条线共用砂处理系统混砂的增效煤粉加入量仅为0.08～0.12％。由此可见，即使优质和增效煤粉价格稍高（不到普通煤粉的两倍），但消耗量仅为普通煤粉的几分之一。使用后不仅生产成本大幅度下降，还节省了贮存和运输费用。而且型砂中含泥量、含水量、大幅度下降，韧性、透气率、起模性得到提高。不但铸件表面光洁，而且气孔、砂孔等缺陷必然明显减少。
1.2 爆炸粘砂
在机械化铸造工厂的浇注流水线上，经常看到浇注后，几乎每一个砂箱与小车台面之间都会发生爆炸，这并不会发生铸件缺陷。但是有时偶尔还可以看到另一种在型腔内部发生能够引起铸件表面粘砂的爆炸，称为爆炸粘砂。高密度造型的铸件可能会出现这种爆炸粘砂缺陷，与通常机械粘砂出现在浇注位置的下表面和热节处不同，爆炸粘砂大多发生在铸件浇注位置的上表面。爆炸产生原因是开始浇注时砂型的水分蒸发凝聚在温度较低的型腔上表面，当金属液面上升与型腔上表面接触时水分骤然蒸发而发生爆炸，产生的巨大气体压力迫使金属液钻入砂型表面而成粘砂。有时爆炸相当猛烈，金属液甚至从冒口喷出直冲房顶。型砂含水量和紧实率高、含煤粉量高、砂型硬度高、通气条件不良和浇注速度过快时较易发生爆炸粘砂。
1.3 热粘砂
热粘砂是比较少见的粘砂。有以下几种现象：
⑴铸铁件湿型砂用原砂的SiO2含量较低，例如是黄河风积砂和一些当地河砂或山砂的SiO2含量只有80％左右，原砂本身的烧结温度较低。浇注厚大件时，铸件表面被一厚层砂包裹。如果型砂中含有充分的煤粉，烧结砂层容易脱落被清理掉，不出现机械粘砂。
⑵河北省有一家用挤压造型机生产灰铸铁汽车件工厂，平日铸件落砂后大部分表面都能显露出来，经过短时间抛丸清理后铸件表面相当清洁。但是有一次突然发现铸件落砂后表面被一层砂子包裹。铸件抛丸清理后能够较容易地露出表面，表明铁液并未钻入砂型中，不属于机械粘砂。所出现的异常现象属于“热粘砂”缺陷。产生原因不会是原砂二氧化硅降低，因为该厂一直使用品质稳定的内蒙砂。铁液浇注温度也未过高。怀疑是膨润土公司处理活化膨润土时加入碳酸钠配料量过高引起的。碳酸钠本身是冶金用熔剂，能够降低硅砂和膨润土的烧结点和熔点而引起热粘砂。
H. 消失模铸造中铸件粘砂是什么原因造成的呢，求解答。。
粘砂分为机械粘砂(也称渗透粘砂)和化学粘砂(也称烧结粘砂)两种。它是消失模铸造常见的表面缺陷之一。常出现在铸件的底部或下侧面，以及热节和铸型不紧实的部位。消失模铸造中，由于真空吸力的作用，加上高温浇注，金属液的穿透力比在砂型铸造中，要强得多，容易透过涂料层渗入型料中。因此，容易产生粘砂。
产生粘砂的原因：1)真空度太高。2)浇注温度太高。3)涂料层太薄，或涂料层的组分不理想，铸件就容易产生粘砂。4)模样表面质量差。5)型砂不紧实或不均匀。6)造型材料的粒度太粗。7)模样盲孔凹坑等处没作自硬砂处理或放置冷铁处理。
防止粘砂的工艺措施：1)增加涂层的厚度，在必要时(如浇注铸钢件、大型铸铁件、铸件的内孔处)可涂挂三层涂料，提高涂层的耐火度，选用最佳的涂料配方，涂层应刷得均匀，厚度适宜。 2)合理控制真空度和浇注温度。在保证浇注顺利进行的情况下，要尽可能压低真空度和浇注温度，以抑制高温金属液的穿透力。3)内孔或其他清理困难的地方，采用耐火度稍高的树脂砂、水玻璃砂埋型或放冷铁。4)改进模样的切削刀具及加工方法以提高模样的表而光洁度。5)改用细颗粒的砂子或调整粒度。
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J. 砂型铸造怎么预防砂和铸件粘到一起
铸件粘砂有化学粘砂和机械粘砂，你要从产生原因采取相对应的工艺措施加于解决。下面是相关的分析，希望你能从中找到解决的办法。
1 粘砂现象
①机械粘砂： 系金属液渗人砂型或砂芯砂粒间隙中，与砂烧结并粘附在铸件表面。它可以是薄薄的一层，也可能是数毫米的厚层。金属液有时会渗透到砂芯的整个截面，致使内腔阻塞，这种粘砂往往是不可能清除的，铸件不得不报废。
②化学粘砂：系金属液化学反应生成的金属氧化物与造型材料作用形成的粘着力很强的硅酸铁浮渣。它多产生在铸件内浇口或厚壁处，尤其当砂型或砂芯较薄而铸件较厚时较易产生。
③化学粘砂与机械粘砂的简易鉴别，在于前者粘砂层中往往不含有金属铁。
2 粘砂原因
①足够的压力使金属液渗入砂粒之间，较高的金属液静压力头，即由铸件浇注高度和浇注系统形成的压力。如该压力超过砂粒间隙之间毛细现象形成的抵抗压力，即P=σ×cosθ/r，式中P为毛细压力；σ为金属液表面张力；θ为金属液毛细管的润湿角；r为毛细管半径。这时就会形成机械粘砂。静压力头超过500 mm，铸造用砂又较粗，多数会产生机械粘砂，除非上涂料。上式亦说明:r越大，即砂粒粒度越粗，P越小，即较易产生机械粘砂。
②金属液在铸型内流动形成的动压力。
③铸型“爆”或“呛”。即铸型浇注时释放的可燃气体与空气混合并被炽热金属液点燃所形成的动压力。
④机械粘砂一经开始，即便压力减小，金属液渗透还会继续进行，直到渗透金属液前沿凝固。即金属液温度低于固相线温度，渗透方可停止。
⑤化学粘砂最通常的原因是湿型和制芯用原材料耐火度、烧结点低、石英砂不纯、煤粉或代用品加人不足、没有使用涂料或使用不当、浇注温度过高、浇注不当致使渣子进人铸型等因素造成。
3 预防措施
⑴预防机械粘砂可采用如下措施
①避免较高的金属液静压力头；在满足铸件补缩条件下冒口高度不要过高；避免浇包处于高位直接浇到直浇道内，必要时可利用盆形浇口杯缓冲一下金属流，并形成恒高静压力头。
②尽量使用粒度较细的铸造用砂。
③砂型应紧实良好。机器造型不可超载，供给造型机的压缩空气应保持规定压力，避免使用过湿或存放期过长的型砂，因难以紧实，芯盒通气孔(塞)不得堵塞；采用树脂砂造型和制芯不能仅靠型砂的良好流动性，要保证紧实，必要时辅以震动。
④防止铸型“爆”或“呛”。型砂不可加人过量煤粉和水分。尽量为型和芯开好出气孔、通气孔，增加铸型透气性。
⑤减缓型内产生的动压力。铸型应多设出气孔，多扎气眼；高紧实度的铸型分型面上可设排气槽(通气槽或通气沟)。
⑥铸型或型芯使用有效的涂料。即充填型、芯最表层砂粒的空隙。如涂料过厚可能开裂，使金属液渗入砂中，这时可在第一或第二层中使用较稀的涂料，然后再以正常或较稠的涂料。
(2)预防化学粘砂可采用如下措施:
①砂子供应来源不同，铸造用砂的纯度、烧结点、耐火度有很大差异。烧结点在1200℃以下的低纯度硅砂将促使粘砂；浇结点在1450℃以上的高纯度硅砂或非石英砂如错砂、铬铁矿砂等将减少粘砂。
②湿型粘土砂中加人煤粉约5%能防止中小尺寸铸件的粘砂。铸造用煤粉的灰分含量应小于10%。为防止型砂系统中失效煤粉及粉尘的积累，每个生产周期应淘汰一些旧砂并加人一些新材料。旧砂废弃量一般约为10%一15%，薄壁铸件生产取下限，厚壁铸件生产取上限。
③水玻璃砂由于混合物烧结点低，必须采用涂料。混砂中硅酸钠和旧砂不应过多，混砂中加入1%一2%的煤粉也有助于防止粘砂。