A. 求鑄造行業砂型質量的影響因素！！
C. 砂處理
C-1. 我廠使用碾輪式混砂機，多年來一直採用先干混和後濕混的混砂工藝。近來聽說加入膨潤土以前先濕混的效果更好，不知如何控制先濕混的加水量？但是德國愛里許混砂機採取先干混而後加水濕混，似乎混砂質量還好，為什麼？
按照過去傳統的混砂方法：加入舊砂、膨潤土和煤粉後先一起干混一段時間，然後再加水濕混。這種混砂工藝的缺點是在干混過程中粉狀材料容易偏析而落入混砂碾的圍圈和碾盤的夾角部位。加水以後粉料的潤濕較慢，需要延長混砂時間才能將粉料逐漸裹帶出來。混砂機的加料順序最好是加入舊砂和新砂後，立即加入全部加水量的70～80％進行濕混。混合均勻後再加入膨潤土和煤粉等粉料。然後再逐漸補加其餘水分使型砂的緊實率或含水量達到要求。這種先濕混的方案已經得到廣泛應用，可能比先干混法的混碾時間縮短1/4左右就能混合均勻。有些採用人工加水方法的工廠開始推廣先濕混方案時遇到困難是恐怕第一批加水過多而無法糾正。實際上細心的混砂工經過培訓後能夠根據混砂機內砂子運動特徵大致判斷加水量是否合適的。愛里許式混砂機的加水辦法不同於其它混砂機，它是在加水前先將舊砂、新砂、膨潤土和煤粉一同加入混砂機中混合，用感測器測定出加入的所有材料總體濕度，靠計算機確定需要加入的全部水量，一次加水混勻。由於愛里許機器的轉子攪拌功能強，也能在規定的140s時間內將型砂混合均勻。
C-2. 囯內絕大多數鑄造工廠，尤其是中小型鑄造工廠都是靠手捏和眼看來判斷混砂碾中加水量是否合適。結果是型砂干濕程度波動很大，各種性能也都隨之變動。請問怎樣才能使混砂加水自動化？
濕型砂的濕度必須嚴格控制，否則會影響會影響型砂的濕態強度、流動性、韌性、透氣性、起模性強烈波動，也會導致鑄件產生氣孔、砂孔、夾砂、粘砂、脹砂等缺陷。靠手捏不能准確控制型砂濕度，所以國內有些大鑄造工廠、外資和合資鑄造工廠使用進口的型砂加水控制裝置。在混砂階段陸續測定型砂干濕程度，自動確定是否需要繼續加水。或者利用感測器測定混砂機稱量斗或混砂機中各種材料的干濕程度一次自動加水。由於進口型砂水分控制儀的價格較貴，影響國內中小工廠推廣應用。
國內有幾家高校和科研單位曾研製成功混砂加水自動控制裝置，試用效果尚好。不過可能為了提高技術水平而將儀器功能增多，例如在一次測量中還自動檢測和調整型砂的強度。也有的還包括測量型砂的透氣性、溫度等。這樣就使裝置的結構變得相當復雜，價格提高，不是一般鑄造工廠所能承擔的。而且所增多的檢測項目並不適用。因為混砂周期時間長度有限，如果濕混階段測得含水量或緊實率還沒達到預期程度，可以繼續補加少許水分，依靠水的極強滲透力和潤濕性，混砂幾秒到十幾秒鍾後就能分散均勻，即可確定水分是否已經達到目標值。如果混砂機中型砂強度沒達到預期值而立即補加膨潤土，但是由於膨潤土吸水緩慢，在砂粒表面分散和包覆需要較長時間。型砂的強度隨著繼續混砂還會不斷升高，不能預先准確推測出卸料時型砂最終強度。而且，對於鑄件品種比較穩定的單一砂而言，膨潤土、煤粉的批料量並不需要在混砂過程中立即調整。至於透氣性和型砂溫度本來不屬於混砂機自動控制范圍，應當是型砂實驗室的檢測內容。總而言之，我國眾多鑄造工廠，尤其是中小鑄造工廠，最迫切需要的是結構相對簡單、價格比較低廉的型砂緊實率或含水量自動控制儀。
C-3. 我廠的高壓造型線生產汽缸體鑄件。用國產碾輪式混砂機，混砂周期時間三分鍾，型砂手感性能不好，有些脆和不易起模。但又不能延長混砂時間，以免供砂緊張。這種困境是怎樣造成的？ 應當怎樣才能改進型砂品質？
根據囯產碾輪式混砂機產品目錄給出數據，由生產率（t/h）除以每批加料量（kg），可計算出混砂周期時間（min），分別為2.60~2.70 min/批。與實際需要相比，如此短的有效混砂時間嚴重不足，以致型砂性能逐漸惡化。筆者在日本看到豐田、三菱等汽車廠的碾輪混砂機周期都是6min。我國很多工廠混砂周期時間不足的原因是原設計按照過去低密度造型、低強度型砂制定的。當時砂型的壓實比壓不足300～400kPa，型砂的濕壓強度不高於80～100 kPa。使用品質有限的鈣基膨潤土，有效膨潤土含量也不高。如今高密度造型用型砂的濕壓強度一般都超過140 kPa，有的甚至達到200 kPa以上。都是用活化膨潤土，而且樹脂砂芯混入量增多都需長些時間混砂。原有的產品樣本、設備說明書及設計手冊上規定的混砂機生產率已不適用。如型砂需要量大，無法延長混砂時間，最徹底的辦法是攺造砂處理工部，改換使用高生產率混砂機。國內幾家大型汽車廠紛紛引進外國轉子混砂機的原因就在於此。但是更多的中小鑄造工廠財力不足，沒有條件購買昂貴的進口設備，採取以下辦法雖不能徹底解決問題，但多少對型砂質量有一些攺進：①加強對混砂工人的培訓和管理，充分利用一切非必要的停機時間來延長混砂時間，即使只延長半分鍾也能改進型砂韌性和起模性。曾經有個別工廠的造型機上為大容量砂斗，混砂工人就盡快裝滿砂斗，提前休息和抽煙。應當將造型機砂斗改小，只用來供給10～12隻砂箱造型。要求混砂工在混砂機旁專注混砂，隨混隨用。②利用節假日和周末休息期間，將砂系統中的所有砂子翻混一兩遍。混砂時只加少量水控制干濕程度，不加其它附加材料。這樣可以將舊砂中積留的膨潤土和煤粉團粒盡量混碾均勻。對型砂性能必會有改進。③另外還要注意：每日下班前必須將混砂機中的積砂完全清除干凈。經常調整刮砂板與底盤和圍圈的距離，及時更換已磨損刮砂板。這樣才能提高混砂機的混砂程度。
C-4. 怎樣確定混砂機的最適宜混砂時間？
可以在生產用混砂機中按照工藝規定混制型砂，混完後不要打開卸砂門，取樣測定其濕態抗壓強度。然後再延長碾輪混砂機的混砂時間0.5～1 min（轉子式混砂機延長10~20秒鍾）。混砂時添加少量水分以保持型砂緊實率基本不變，再一次測定型砂濕壓強度，強度值將有不同程度的上升。如此每次延長混砂時間和繼續測定強度。強度上升逐漸趨於和緩，直到強度不再上升，即達到「峰值強度」為止。由於接近平台區的強度升高極為緩慢，通常認為型砂強度到達峰值80～90％左右即為生產中最適合使用強度。達到最適合使用強度的混砂時間應當是混制該種型砂的正確時間，工廠可以據此更正工藝規定的混砂時間要求。清華大學曾檢驗山東某動力機廠型砂使用S14系列轉子混砂機的混砂效果，發現達到峰值強度的混砂周期是4.5min，建議該工廠將混砂時間定為4.0min，明顯高於設備製造公司推薦的混砂周期2 min。
C-5. 山西某廠添置了一台轉子混砂機，標牌註明生產率每小時60噸，混砂機的電動機功率為60 kW。使用後發現混砂效果相當差。該混砂機的電動機功率是否不足？是否應當更換其它類型的混砂機？
型砂的混合均勻和型砂表現出優秀性能，靠的是有足夠的電能傳輸到型砂中。因此，混砂機需要安裝較大功率的電動機來混合型砂。分析比較國內外混砂機可以看出：混砂機的電機總功率（kW）至少應當是每小時生產率（t/h）的兩倍以上，否則不可能在規定周期時間內混制出良好的型砂。例如Eirich公司的傾斜旋轉底盤轉子混砂機電動機功率與小時生產率之比大致在2.6～2.8；DISA公司的SAM-3和SAM-6在2.24～2.36之間；KW公司WM混砂機基本在2.58～2.83；B&P公司的擺輪混砂機大致在1.92～3.00之間。而國產碾輪混砂機S1116、1118、1120、1122的比率較低，分別為1.47～1.85。國產S14系列轉子混砂機電機功率與生產率之比僅為1.33和1.50，都顯然過低。山西某廠的電機功率與生產率之比只是1.0，不可能在規定生產率之下混出好型砂。關鍵在於不論混砂機的類型如何，在混砂過程中沒有足夠的能量傳輸給型砂就不可能提高混砂效果。假定混砂機電機實際使用率為85％，可以估算出每噸型砂耗用電能量（kWh）。Eirich（愛立許）公司平均為1.81，DISA公司平均為1.87，KW公司平均為2.47。而國產碾輪式混砂機為1.48，轉子式混砂機只有1.13～1.28，與進口混砂機相比差距明顯。在不更換混砂機的條件下，唯一的解決措施是降低生產率和延長混砂周期。以上討論都是基於混砂機的製造質量、維護保養水平和機械效率等都正常的情況下，否則問題會更加突出。也有鑄造工廠恐怕延長混砂時間會使型砂溫度提高，這成為不肯延長混砂時間的借口之一。實際上將每噸型砂輸入電能提高到接近進口混砂機的型砂耗能量，型砂溫度也許僅僅升高三到五度左右。考慮到型砂水分每蒸發1％，型砂溫度可降低25℃左右，只需多加少量水分，靠混砂機的排風裝置，就可利用水分蒸發使型砂降溫。
C-6. 我廠生產農用汽車球鐵輪轂，產量較大。但生產條件相當落後，主要用手工造型。採取碾輪混砂機混制面砂，背砂是在地面混砂。鑄件表面普遍存在砂孔缺陷。現要擴大產量和改進鑄件品質，准備建成完整的砂處理系統。請問應當選擇哪種形式的混砂機？
目前國內工廠使用較多的混砂機有：①碾輪混砂機、②旋轉底盤轉子混砂機、③旋轉刮砂板轉子混砂機。也有個別工廠使用④擺輪式混砂機。實際上只要混砂時間足夠長和有足夠電能輸送給型砂，混砂機受到良好的維護清理，任何種類混砂機都能混制出品質良好的型砂。在各種混砂機中，碾輪式應用最廣。高密度型砂理想的混砂周期時間大約需要6min。另外，工廠還應每天下班前將碾盤和碾輪上積下型砂完全清除干凈，及時調整刮砂板與底盤和圍圈距離，及時更換磨損的刮砂板。美國汽車行業鑄造工廠要求刮砂板與底盤的間距為一個硬幣的厚度。如果做到這些要求就肯定能夠混制出優良品質的型砂。
我國製造的S14系列轉子混砂機的底盤不轉，靠以碾盤中心為軸的刮砂板將砂子揚起，遇到高速旋轉轉子被打散和混合。規定的混砂周期120s時間不足，應當增大電機功率和延長混砂時間。否則不能提高混砂的品質。
C-7. 有些鑄造工廠發現型砂中有很多黃豆大小旳「砂豆」。例如天津附近某廠的機械化造型的砂系統中就發現大量砂豆。曾多次利用節假日人工過篩去除型砂系統中的砂豆。但生產一星期後砂豆又出現。請問砂豆是怎樣形成的？怎樣消除砂豆的產生？
型砂中的砂豆不但損害流動性，而且不利於鑄件表面光潔度，還有可能造成氣孔缺陷。砂豆的生成原因可能有幾方面。一是混砂加料順序有問題，如按照先干混工藝，膨潤土和煤粉加入後由於偏析而在混砂機的角落集中，加水時先將膨潤土潤濕而成粘土團，如果隨後的混碾不充分，就成為砂豆留在型砂中。如按照先濕混工藝，先加入的水尚未分散開就加入膨潤土和煤粉，甚至水還沒加完就急於加入膨潤土和煤粉，必然會形成大量砂豆。加完第一批水後，至少應混合10s（轉子式）至半分鍾（碾輪式）後再加入膨潤土和煤粉。另外的重要原因是混砂時間不夠長，混砂機的維修和清理不及時，混砂效果不夠好，沒有將積聚成的小砂豆混碾破散開。還有一個可能性，混砂加入的膨潤土量過多，例如有一工廠使用轉子混砂機，由於舊砂燒損嚴重，新砂補加量多，膨潤土加入量超過2%，混砂機來不及把所有加入的粘土團塊混碎開，就會出現小團粒和濕強度不高的狀況。轉子混砂機的混砂時間短也容易形成砂豆，因此愛立許公司的轉子混砂機規定混砂周期為140s，為的是減少砂豆。
C-8. 很多機器造型的鑄造工廠都有型砂溫度高的問題，請問熱砂給生產帶來哪些困難。應該怎樣解決熱砂？
經過反復澆注的熱量積蓄，使舊砂溫度不斷上升。國外有些人提出造型時型砂溫度超過40℃或43℃，或者比環境溫度高12℃以上，可認為存在「熱砂」問題。給生產造成的不良影響如下：①隨著砂溫提高，標准試樣的重量和濕壓強度等性能都會下降。②熱砂蒸發出來的水蒸氣凝結在冷的運輸皮帶上，而使其粘附一層型砂，隨時撒落地面而影響車間衛生。凝結在砂斗內壁，砂斗掛砂越來越厚，容積越來越小。③砂型表面的熱砂容易脫水變干，使砂型表面發酥，稜角易碎，不耐金屬液沖刷，容易造成沖蝕和砂孔缺陷。④熱砂的水蒸氣凝結在模板表面，使起模性惡化。水蒸氣凝結在型腔中冷鐵和砂芯上，使鑄件產生氣孔缺陷。
為了防止和解決熱砂問題，對於經濟條件較好的工廠，最重要的措施是應當在砂處理系統設計階段就考慮到加大砂系統實際容量，減少型砂使用的循環次數，每班舊砂循環最好不超過兩遍。尤其重要的是採取增濕通風冷卻處理。我國有幾家工廠應用結構良好的進口增濕沸騰冷卻設備，能將型砂溫度降低到要求范圍內。國內有的工廠只是在落砂後斜爬皮帶上自行按裝一個簡易的霧化噴水裝置，根據來砂多少自動調節噴水量，也可以使砂溫適當降低。此外，為了防止熱砂粘附模樣，除了必須在模板上噴塗以煤油或輕柴油為原料的脫模劑以外，還可採用模板加熱裝置，減小型砂與模樣的溫度差異，避免水蒸氣凝聚在模板上，從而減少起模時砂型損壞。但是模板加熱溫度不可高於型砂溫度，以免型腔表面脫水變脆弱而產生砂孔缺陷。
C-9. 有些工廠採用增濕冷卻方法來達到舊砂降溫的目的，但是在使用中發生通風除塵管道和除塵器布袋因長期結露造成粉塵堵塞的嚴重問題，請問如何來防止和減少這種現象的發生？
估計發生除塵管道和除塵器布袋的堵塞和結霧嚴重問題的原因是除塵系統的設計不合理。除塵管道應採取電熱外壁，使管壁溫度不低於管道中含塵水氣溫度，水蒸氣就可以不凝結在管道內壁。還要加大排風速度，有資料介紹管道中風速不低於18 m/s，使微細塵土顆粒不致沉澱在管子中。布袋要選擇不吸水材料製成。河北有一家擠壓造型鑄造工廠，落砂冷卻滾筒除塵管道的水平部分採取內高外低的簡單直線結構，每日用水沖洗管道，將管道中積聚的粉塵沖洗流入室外的水池中。不需加熱也可防止堵塞。
C-10. 我廠是專業生產發動機汽缸體的工廠，鑄件使用了大量砂芯，據統計大約每噸汽缸體鑄件需用1.0～1.2噸樹脂砂芯。所用原砂都是遠途運來的優質擦洗砂。落砂時除少量心頭直接做為廢砂丟掉外，絕大部分潰散砂芯混入舊砂中。逐漸積累致使砂系統容納不下，必需隨時排掉一些舊砂塊成為廢砂。這些砂塊都是遠離鑄件沒受到高溫加熱的優良品質砂子，被扔掉確實可惜。請問國外類似產品工廠有無辦法減少擦洗砂消耗量和舊砂扔掉量？
國外多砂芯鑄造工廠和研究單位認為最好的辦法是將舊砂再生處理後做為制芯的主要材料。用濕型舊砂製造砂芯的障礙是含有相當多的膨潤土以及一些其它粉塵物質。這些物質與大多數砂芯粘結劑不相容，需要採用再生方法除掉。日本有人用離心式擦磨機加工處理經過乾燥的濕型舊砂，研究結果表明：舊砂預先經過乾燥可使粘土膜較易脫落，能夠減少擦磨處理的反復次數。用機械再生砂配製殼芯砂最為理想，因為在覆膜溫度下殼芯樹脂的粘度高，不易向砂粒上殘留粘土層滲透。而且擦磨處理會使砂粒形狀變得較為圓整，殼芯砂的強度甚至比用新原砂的還高。配製冷芯盒芯砂要求再生後泥分降低最好到<0.8％。再生砂80％與原砂20％摻和後芯砂的可使用時間和吹氣硬化強度與用全新原砂配製的芯砂差不多。美國較多採用熱––機械復合方法處理濕型舊砂，經700～800℃左右加熱焙燒可以去除濕型舊砂中的粘結劑等有機物質，還能使包覆在砂粒表面的粘土膜脆化和易於擦磨脫落。隨後用氣力或機械方法進行再生處理。75％再生砂和25％新原砂摻和在一起用於呋喃自硬砂、酚醛/酯自硬砂、酚醛樹脂熱芯盒砂的結果也與冷芯盒砂的情況相似。荷蘭一家公司的舊砂用沸騰床烘乾，只經機械再生處理，再生砂生產率達60 t/日。冷芯盒砂芯中78％為再生砂，12％為破碎砂芯，10％新原砂以補充損失。我國長春一汽鑄造公司2005年1月建成廢砂再生線，先加熱到700℃以上燒去有機物，再打磨砂粒去除表面燒結膜。但再生砂的耗酸量高達20mL以上，只能用於混制殼芯砂，難以制熱芯盒和冷芯盒砂芯。筆者估計其原因是我國鑄造工廠的濕型砂粘結劑為活化膨潤土，膨潤土中加入了的Na2CO3。再生砂粒殘留鹼性物質不利於冷、熱芯盒砂的固化。
另外一個辦法是採用分別落砂：鑄件冷卻後敞開上型，取出帶有砂芯的鑄件單獨落砂，所得砂子主要是已被燒枯的潰散砂芯和少量摻雜的型砂，可以用擦磨方法進行再生處理。然後與不超過20％的新原砂混合用來制芯，不必增加樹脂加入量即可得到同樣砂芯強度。留在砂箱中的砂子只含少量砂芯，經破碎、過篩後就可用於混制濕型砂，可以減少潰碎砂芯對型砂性能的不利影響。分別落砂的優點是大大地減少新原砂消耗量和廢砂丟棄量，但是要求車間的布置和設備安裝進行調整。
B. 砂型鑄造怎麼預防砂和鑄件粘到一起
鑄件粘砂有化學粘砂和機械粘砂，你要從產生原因採取相對應的工藝措施加於解決。下面是相關的分析，希望你能從中找到解決的辦法。
1 粘砂現象
①機械粘砂： 系金屬液滲人砂型或砂芯砂粒間隙中，與砂燒結並粘附在鑄件表面。它可以是薄薄的一層，也可能是數毫米的厚層。金屬液有時會滲透到砂芯的整個截面，致使內腔阻塞，這種粘砂往往是不可能清除的，鑄件不得不報廢。
②化學粘砂：系金屬液化學反應生成的金屬氧化物與造型材料作用形成的粘著力很強的硅酸鐵浮渣。它多產生在鑄件內澆口或厚壁處，尤其當砂型或砂芯較薄而鑄件較厚時較易產生。
③化學粘砂與機械粘砂的簡易鑒別，在於前者粘砂層中往往不含有金屬鐵。
2 粘砂原因
①足夠的壓力使金屬液滲入砂粒之間，較高的金屬液靜壓力頭，即由鑄件澆注高度和澆注系統形成的壓力。如該壓力超過砂粒間隙之間毛細現象形成的抵抗壓力，即P=σ×cosθ/r，式中P為毛細壓力；σ為金屬液表面張力；θ為金屬液毛細管的潤濕角；r為毛細管半徑。這時就會形成機械粘砂。靜壓力頭超過500 mm，鑄造用砂又較粗，多數會產生機械粘砂，除非上塗料。上式亦說明:r越大，即砂粒粒度越粗，P越小，即較易產生機械粘砂。
②金屬液在鑄型內流動形成的動壓力。
③鑄型「爆」或「嗆」。即鑄型澆注時釋放的可燃氣體與空氣混合並被熾熱金屬液點燃所形成的動壓力。
④機械粘砂一經開始，即便壓力減小，金屬液滲透還會繼續進行，直到滲透金屬液前沿凝固。即金屬液溫度低於固相線溫度，滲透方可停止。
⑤化學粘砂最通常的原因是濕型和制芯用原材料耐火度、燒結點低、石英砂不純、煤粉或代用品加人不足、沒有使用塗料或使用不當、澆注溫度過高、澆注不當致使渣子進人鑄型等因素造成。
3 預防措施
⑴預防機械粘砂可採用如下措施
①避免較高的金屬液靜壓力頭；在滿足鑄件補縮條件下冒口高度不要過高；避免澆包處於高位直接澆到直澆道內，必要時可利用盆形澆口杯緩沖一下金屬流，並形成恆高靜壓力頭。
②盡量使用粒度較細的鑄造用砂。
③砂型應緊實良好。機器造型不可超載，供給造型機的壓縮空氣應保持規定壓力，避免使用過濕或存放期過長的型砂，因難以緊實，芯盒通氣孔(塞)不得堵塞；採用樹脂砂造型和制芯不能僅靠型砂的良好流動性，要保證緊實，必要時輔以震動。
④防止鑄型「爆」或「嗆」。型砂不可加人過量煤粉和水分。盡量為型和芯開好出氣孔、通氣孔，增加鑄型透氣性。
⑤減緩型內產生的動壓力。鑄型應多設出氣孔，多扎氣眼；高緊實度的鑄型分型面上可設排氣槽(通氣槽或通氣溝)。
⑥鑄型或型芯使用有效的塗料。即充填型、芯最表層砂粒的空隙。如塗料過厚可能開裂，使金屬液滲入砂中，這時可在第一或第二層中使用較稀的塗料，然後再以正常或較稠的塗料。
(2)預防化學粘砂可採用如下措施:
①砂子供應來源不同，鑄造用砂的純度、燒結點、耐火度有很大差異。燒結點在1200℃以下的低純度硅砂將促使粘砂；澆結點在1450℃以上的高純度硅砂或非石英砂如錯砂、鉻鐵礦砂等將減少粘砂。
②濕型粘土砂中加人煤粉約5%能防止中小尺寸鑄件的粘砂。鑄造用煤粉的灰分含量應小於10%。為防止型砂系統中失效煤粉及粉塵的積累，每個生產周期應淘汰一些舊砂並加人一些新材料。舊砂廢棄量一般約為10%一15%，薄壁鑄件生產取下限，厚壁鑄件生產取上限。
③水玻璃砂由於混合物燒結點低，必須採用塗料。混砂中硅酸鈉和舊砂不應過多，混砂中加入1%一2%的煤粉也有助於防止粘砂。
C. 鑄造中的砂芯燒結是什麼原因造成的，有什麼辦法可以解決
砂芯燒結的原因可能是：1.澆注溫度太高；2.型砂成分不合理；3.砂芯結構不合理。
其中後邊兩種情況不常發生，主要為澆注溫度太高引起的。
解決辦法：工藝上定的溫度太高的話就降下來；查一下控溫儀表，看是否正常（怕跑溫）。
D. 鑄造工藝缺陷形成的原因
、氣孔 形原： 1. 液體金屬澆注捲入氣體合金液凝固氣孔形式存於鑄件 2. 金屬與鑄型反應鑄件表皮皮氣孔 3. 合金液夾渣或氧化皮附著氣體混入合金液形氣孔 解決及修補 1. 澆注防止空氣捲入 2. 合金液進入型腔前先經濾網除合金液夾渣、氧化皮氣泡 3. 更換鑄型材料或加塗料層防止合金液與鑄型發反應 4. 允許補焊部位缺陷清理干凈進行補焊 二、疏鬆 形原 1. 合金液除氣干凈形疏鬆 2. 凝固部位縮足 3. 鑄型局部熱、水、排氣良 解決及修補 1. 保持合理凝固順序補縮 2. 爐料靜潔 3. 疏鬆部位放置冷鐵 4. 允許補焊部位缺陷部位清理干凈補焊 三、夾雜 形原 1. 外物混入液體合金並澆注鑄型 2. 精煉效良 3. 鑄型內腔表面外物或造型材料剝落 解決及修補 1. 仔細精煉並注意扒查 2. 熔煉工具塗料層應附著牢固 3. 澆注系統及型腔應清理干凈 4. 爐料應保持清潔 5. 表面夾雜打磨除必要進行補焊 四、夾渣 形原 1. 精煉變質處理除渣干凈 2. 精煉變質靜置間夠 3. 澆注系統合理二氧化皮捲入合金液 4. 精煉合金液攪或污染 解決及修補 1. 嚴格執行精煉變質澆注工藝要求 2. 澆注應使金屬液平穩注入鑄型 3. 爐料應保持清潔爐料處理及使用應嚴格遵守工藝規程 五、裂紋 形原 1. 鑄件各部冷卻均勻 2. 鑄件凝固冷卻程受外界阻力能自由收縮內應力超合金強度產裂紋 解決及修補 1.盡能保持順序凝固或同凝固減少內應力 2.細化合金組織 3.選擇適宜澆注溫度 4.增加鑄型退讓性 六、偏析 形原 合金凝固析相與液相所含溶質濃度同數情況液相溶質富集及擴散使先凝固部化均勻 解決 1.熔煉程加強攪拌並適靜置 2.適增加凝固冷卻速度 七、超差 形原 1. 間合金或預制合金均勻或析誤差 2. 爐料計算或配料稱量錯誤 3. 熔煉操作失易氧化元素燒損 4. 熔煉攪拌均勻、易偏析元素布均勻 解決 1. 爐前析合格適進行調整 2. 終檢驗合格同設計使用部門協商處理 八、針孔 形原 合金液體狀態溶解氣體（主要氫）合金凝固程自合金析形均布形孔洞 解決及修補 1. 合金液體狀態徹底精煉除氣 2. 凝固程加凝固速度防止溶解氣體自合金析 3. 鑄件壓力凝固防止合金溶解氣體析 4. 爐料、輔助材料及工具應乾燥
E. 濕型鑄造和干型鑄造的區別
鑄造種類很多，按造型方法孫寬大習慣上分為：
①普通砂型鑄造，包括濕砂型、干砂型和化學硬化砂型3類。
②特種鑄造，按造型材料又可分為以天然礦產砂石為主要造型材料的特種鑄造（如熔模鑄造、泥型鑄造、鑄造車間殼型鑄造、負壓鑄造、實型鑄造、陶瓷型鑄造等）和以金屬為主要鑄型材料的特種鑄造（如金屬型鑄造、壓力鑄造、連續鑄造、低壓鑄造、離心鑄造等）兩類。鑄造工藝通常包括：①鑄型（使液態金屬成為固態鑄件的容器）准備，鑄型按所用材料可分為砂型、金屬型、陶瓷型、泥型、石墨型等，按使用次數可分為一次性型、半永久型則豎和永久型，鑄型准備的優劣是影響鑄件質量的主要因素；巧衡②鑄造金屬的熔化與澆注，鑄造金屬（鑄造合金）主要有鑄鐵、鑄鋼和鑄造有色合金；
③鑄件處理和檢驗，鑄件處理包括清除型芯和鑄件表面異物、切除澆冒口、鏟磨毛刺和披縫等凸出物以及熱處理、整形、防銹處理和粗加工等。 鑄造工藝可分為三個基本部分，即鑄造金屬准備、鑄型准備和鑄件處理。 鑄造金屬是指鑄造生產中用於澆注鑄件的金屬材料，它是以一種金屬元素為主要成分，並加入其他金屬或非金屬元素而組成的合金，習慣上稱為鑄造合金，主要有鑄鐵、鑄鋼和鑄造有色合金。
F. 鑄件表面粘砂是怎麼回事
鑄件表面粘砂分為機械粘砂和化學粘砂：機械粘砂是鑄件的部分或整個表面上，粘附著一層砂粒和金屬的機械混合物，清鏟粘砂層時能看到金屬光澤；化學粘砂是鑄件的部分或整個表面粘附一層金屬氧化物、砂粒和粘土相互作用而生成的低熔點化合物，硬度較高，只有用砂輪才能磨去。
1、粘砂產生的原因：
在金屬液與型壁表面之間產生熱物理作用或熱化學反應後會形成粘砂。經物理或熱化學作用後，都會造成不銹鋼鑄件的部分表面或整個表面產生不同程度的粘砂。鑄件表面液態時間長，鑄件厚壁或熱節處，散熱條件差的地方（凹角、細長孔、狹窄溝槽等），金屬液的靜壓力大，澆注溫度高，原砂顆粒越粗，則容易粘砂。
2、解決粘砂的方法：
（1）鑄件壁厚要均勻，適當加大圓角半徑，盡量減小熱節圓，採用冷鐵。
（2）根據鑄件厚度和金屬液澆注溫度，正確選用原砂粒度，面砂和粘結劑的耐火度適當高些，砂型緊實度要均勻，塗料層耐火度要高，熱化學穩定性要好，砂型要乾燥。
（3）提高金屬液質量，適當降低澆注溫度、澆注速度。
G. 關於砂型鑄造的問題
砂型鑄件的表面缺陷
1.1 機械粘砂和化學粘砂
砂型鑄件表面的機械粘砂是金屬液直接鑽入砂型砂粒間孔隙，靠金屬的包圍和鉤連作用與砂粒連結在一起，沒有發生化學反應。產生化學粘砂的原因是高溫金屬液可能被氧化而生成金屬氧化物，主要產物是氧化亞鐵FeO，其熔點為1370℃。FeO與型砂的SiO2起化學反應生成硅酸亞鐵（即鐵橄欖石FeO•SiO2），化學反應如下：
SiO2 + 2FeO 2FeO•SiO2
硅酸亞鐵的熔點極低，僅有1220℃，因此流動性很好，即使鑄件表面已有凝固殼，新生成的硅酸亞鐵仍呈液態，易於滲透入砂型孔隙中。凝結後的硅酸亞鐵對鑄件和型砂都有極強的粘結性，能夠將型砂牢固粘附在鑄件表面上而成個化學粘砂。
用濕型砂生產鑄鐵件一般只形成機械粘砂，而不會形成化學粘砂。這是因為鐵液中含有多量碳，不會產生大量氧化鐵等金屬氧化物。砂型中又含有相當多的煤粉，澆注時產生的還原性氣氛能防止金屬氧化物。原砂的SiO2含量較低也不是濕型鑄鐵件形成化學粘砂的必然條件。研究結果表明，使用SiO2含量只有82%左右的黃河風積砂，用濕型生產鑄鐵件並未發現有化學粘砂。
憑肉眼區別兩種粘砂是比較困難的，通常可用以下方法區分：
⑴顯微觀查：從粘砂層上敲取一小塊，用液體樹脂固定並磨製成試樣，用金相顯微鏡觀察。如果是機械粘砂，可以清楚看到單個砂粒夾在金屬之中。滲入的金屬與砂粒間有明顯的分界線，不存在任何化學反應產物。滲入的金屬金相組識與鑄件本體的金相組織一致（見圖2）。如果是化學粘砂，則可以看見在粘砂層中有新生相將鑄件和砂粒粘連（見圖3）。
⑵電測：機械粘砂中連結物是金屬，具有良好的導電能力。將萬用電表的旋鈕開到電阻測定檔，用一個電極接觸鑄件，另一電極接觸粘砂部位。如果電阻接近為零，表明粘砂是金屬包裹砂粒形成的機械粘砂。如果顯示有巨大電阻，表明粘砂部位已經形成不導電的硅酸亞鐵，屬於化學粘砂。
⑶化學鑒別：用扁鏟鑿下一小塊粘砂塊，浸入盛有濃鹽酸的試管中。如果緩慢發生氣泡，一夜之後液體顏色由無色透明變為棕紅色。反應終了時粘砂塊消失，試管底部留下少數單個砂粒，說明是機械粘砂，鐵質部分已被鹽酸溶解成為氯化鐵。化學反應式為：
2Fe + 6HCl 2FeCl3 +3H2↑
如果是化學粘砂，則氣泡產生很少，酸液也沒有明顯的變化。最後的殘留物是多孔性團絮狀物質。
1.1.1 各種因素對機械粘砂的影響
實際生產經驗表明，濕型鑄件的重量一般不超過一、二百千克，壁厚大多不超過50mm，型砂中水分引起激冷效應使鑄件外殼較快冷卻和凝固，對型砂的加熱作用並不過分嚴重。雖然鑄鐵用原砂中除了含有石英（熔點1715℃）以外，還含有相當數量熔點較低的長石（熔點1170～1550℃）、雲母（熔點1150～1400℃）及其它礦物質，但同時鑄鐵濕型砂中含有的煤粉抑制了氧化鐵的生成，因而不致引起化學反應。生產經驗表明，濕型鑄鋼件一般也都是機械粘砂，而不是化學粘砂。這是因為濕型鑄鋼件都不是厚大鑄件，而且所用硅砂含SiO2較高，鑄件對型砂的熱作用並不嚴重，不產生明顯多的鐵橄欖石。
以下將分別討論鑄件產生機械粘砂的各種影響因素：
1.1.1.1 砂型緊實程度
手工造型和震壓造型的緊實程度如果較低，則砂型表面的砂粒比較疏鬆，砂型型腔的坑凹處和拐角處局部也都更容易出現疏鬆。如金屬液鑽入砂粒之間孔隙不深，將使鑄件表面顯得粗糙；鑽入較深和包裹砂粒則形成機械粘砂。造型工人可以採取手指塞緊、用沖錘的尖頭沖緊砂型局部。高生產率的高密度造型是否有局部疏鬆，則取決於型砂流動性如何，因而很多工廠盡量降低型砂緊實率來提高型砂的流動性。在填砂和壓實過程中採用微震提高砂型緊實程度是十分有效的。此外，也取決於緊實裝置設定液壓或氣壓的高低。圖4為一灰鐵汽車鑄件出現機械粘砂，使用進口靜壓造型機，一箱兩件。但液壓系統的壓力調節不適當，砂箱的壓實比壓較低；而且兩件之間和與砂箱的吃砂量僅有25mm左右。砂型平面硬度只有50～60，邊緣側面硬度不足40。
1.1.1.2 型砂的粒度和透氣性
濕型的砂粒粗細一方面要保證澆注後排氣通暢，另一方面濕型砂的透氣能力又不可太高，以免金屬液容易滲透入砂粒之間孔隙中。手工造型生產小件的砂型上扎有較多排氣孔，而且往往採用面砂，砂粒可以細些，面砂透氣率40～60大約已然合適。機器造型濕型單一砂的型砂粒度大致在70/140目，透氣率大多在60～90的范圍內。高密度砂型比較密實，則要求型砂有較高透氣能力。粒度大多在50/140或140/50目，透氣率較多集中在100～140。很多工廠的砂芯用原砂粒度比型砂粒度粗，例如汽車發動機缸體砂芯用原砂粒度為50/100目，長期生產會有大量芯砂混入型砂而使型砂粒度變粗。以致有些工廠的型砂透氣率高達160以上，甚至達到200左右。除非在砂型表面噴塗料，否則鑄件表面變得粗糙，甚至可能有局部機械粘砂。美國有一工廠在混制濕型砂時加入100、140目兩篩細粒新砂5％來糾正型砂變粗現象，使型砂粒度維持在50/140的四篩分布。
1.1.1.3 金屬液壓力
金屬液壓力越高，機械粘砂就越嚴重。因此，高大鑄件的底部比較容易形成機械粘砂。
1.1.1.4 澆注溫度和鑄件壁厚
金屬液溫度高，流動性好，就容易滲入砂粒之間孔隙而產生機械粘砂。但從避免鑄件產生氣孔、冷隔等缺陷考慮，澆注溫度不可任意降低。生產復雜薄壁鑄件時尤需較高澆注溫度。
1.1.1.5 砂型塗料
生產重量較大的濕型鑄件，可以向砂型的型腔噴刷醇基塗料，點燃後即可下芯與合型。一般上型可以不噴塗料，因為所受金屬液壓頭比下型小。噴塗料的另一優點是提高了砂型表面耐沖刷能力。但是濕型用塗料的配方不同於砂芯用塗料，其強度不可太高，必須與砂型強度匹配，否則可能使塗層開裂翹皮，並使鑄件產生夾砂缺陷。對內腔要求不高的一般鑄鐵的濕砂型中如果有樹脂芯或油砂芯，為了防止金屬液鑽入砂芯，可以在硬化後的砂芯表面局部容易滲透金屬液處，塗抹用機油或其他粘結劑加石墨粉、石英粉或其它耐火粉料調制的塗料膏，涼干後即可下芯。當生產內腔清潔度和光潔度要求很高的鑄鐵件（如內燃機缸蓋、機體、液壓系統閥件等）時，必須對砂芯採取整體浸或澆塗料而後表面烘乾。手工生產鑄鐵件時，常用軟毛刷將土石墨粉細心塗刷在濕砂型和砂芯表面上。也有的噴土石墨與水混合液，晾乾後即可澆注。石墨粉可以填塞孔隙，又不被鐵液潤濕，鐵液難以鑽入砂粒之間。美國Caterpillar鑄造工廠用高壓造型大量生產工程機械大型發動機汽缸體，其克服機械粘砂的措施是靠對上、下砂型全面自動噴水基塗料。然後用大火焰噴槍自動噴烤，使塗層和砂型表層乾燥。這種表面烘乾的型砂所用膨潤土、煤粉等材料的品種和加入量，以及型砂性能控制均不同於普通濕型砂。
1.1.1.6 型砂的煤粉量
濕型鑄鐵件防止粘砂和改善表面光潔程度最主要的型砂加入物是煤粉。但是市售煤粉良莠不齊。一般生產中等大小鑄鐵件型砂中有效煤粉量可能在3.5~7.0%，主要取決於煤粉品質和對鑄態表面的要求不同。為了排除煤粉品質的影響，可以只用1g型砂在900℃的發氣量代表有效煤粉含量。例如普通機器造型的型砂發氣量可以在20~26mL/g之間，高宻度造型的型砂發氣可以是16~22mL/g范圍內。國外常用測定灼減量方法估計型砂中煤粉含量是否足夠多。例如有些工廠要求型砂灼減量在3.0~5.0%。在實際生產中可以觀看鑄件的外表形貌就可以查覺出型砂所含有效煤粉量是否合適。如果鑄件表面毛糙，而型砂的透氣率和砂型緊實程度都無不妥之處，可能有效煤粉不足或者煤粉品質不良。如果鑄件表面有明顯的藍色，但較為粗糙，可能有效煤粉量已夠，而型砂透氣性偏高，或砂型緊實程度不夠。
目前我國有多種煤粉代用品商品供應。其中澱粉材料的抗粘砂效果與優質煤粉基本相當。但只適合用來生產灰鐵鑄件，如用於生產球鐵件有可能產生皮下氣孔缺陷，因為不能產生足夠還原性氣氛。還有些「煤粉代用品」商品，其真實的具體配方不詳，使用效果也有很大差異。用戶應當靠澆注試驗來判斷其實際抗粘砂效果。可用同樣的原砂（不可用舊砂，以免干擾試驗結果）和膨潤土、水，再分別加入不同抗粘砂材料混制型砂。應設法保持型砂透氣率相同或接近，造型硬度相同，澆注溫度相同。比較鑄件表面光潔程度，然後即可做出選用決定。
國外生產抗粘砂商品主要有兩類：①增效煤粉（高效煤粉）：在煤粉中加入20～40％高軟化點石油瀝青，使其光亮碳含量提高到12～20％，抗粘砂能力大為提高。現在我國也有幾家公司供應增效煤粉。②混合附加物：是優質膨潤土與優質煤粉的混合物，也可再根據需要加入澱粉、木粉等材料。大型鑄造工廠一條生產線中的產品特徵接近，膨潤土與煤粉的比例不需經常改變。採用混合附加物易於控制管理，設備簡化。配方由供需雙方的工程師根據鑄件生產條件共同制定。用散裝罐車運送到車間，氣力輸送進材料罐。用戶混砂時只加一種附加物即可。
單一砂混砂時煤粉的補加量首先取決於煤粉本身的品質優劣如何，同時也受砂/鐵比、鑄件厚度、澆注溫度、冷卻時間、清理方法、對鑄件表面光潔度具體要求等等因素的影響。德國有些工廠表示煤粉補加量的單位為每100kg鐵水和每1％光亮碳形成物（即有效煤粉）的煤粉補加量kg。例如Mettmann鑄造工廠統計生產中光亮碳形成物（煤粉）補加量在0.14～0.27kg / 1%光亮碳形成物 / 100kg鐵。德國南方化學公司的實例中砂/鐵比為10:1，澆注每噸鐵的ECOSIL煤粉消耗量18kg / t Fe。即澆注每噸鐵水用10噸型砂，型砂中補加18kg ECOSIL煤粉，摺合混砂時煤粉補加量為0.18％，如果按照我國大多數工廠砂/鐵比6:1左右，則ECOSIL煤粉混砂加入量應為0.30％。根據鑄造手冊「造型材料」（第2版103～104頁）介紹，我國東風汽車公司、一汽鑄造有限公司、中國一拖集團公司、上海汽車發動機公司和南京泰克西鑄鐵有限公司的高密度造型線濕型單一砂配方14種。混砂時煤粉加入量最高者3～4％，最低者0.3～0.5％。另外一汽、泰克西、上海發動機廠的震擊造型單一砂4種。混砂煤粉加入量最高者3～5％，最低者1～1.25％。上述我國工廠中大多數的煤粉補加量絕大多數的煤粉補加量高的原因在於這些工廠所用煤粉品質低。筆者由近幾年我國個別工廠使用優質煤粉和增效煤粉的經驗表明，一般濕型鑄鐵件單一砂的混砂煤粉補加量在0.15～0.3％之間，個別厚大件為0.5％。撫順某廠的氣沖線砂鐵比平均為11:1，同一車間內的擠壓線砂鐵比平均為7.5:1，兩條線共用砂處理系統混砂的增效煤粉加入量僅為0.08～0.12％。由此可見，即使優質和增效煤粉價格稍高（不到普通煤粉的兩倍），但消耗量僅為普通煤粉的幾分之一。使用後不僅生產成本大幅度下降，還節省了貯存和運輸費用。而且型砂中含泥量、含水量、大幅度下降，韌性、透氣率、起模性得到提高。不但鑄件表面光潔，而且氣孔、砂孔等缺陷必然明顯減少。
1.2 爆炸粘砂
在機械化鑄造工廠的澆注流水線上，經常看到澆注後，幾乎每一個砂箱與小車檯面之間都會發生爆炸，這並不會發生鑄件缺陷。但是有時偶爾還可以看到另一種在型腔內部發生能夠引起鑄件表面粘砂的爆炸，稱為爆炸粘砂。高密度造型的鑄件可能會出現這種爆炸粘砂缺陷，與通常機械粘砂出現在澆注位置的下表面和熱節處不同，爆炸粘砂大多發生在鑄件澆注位置的上表面。爆炸產生原因是開始澆注時砂型的水分蒸發凝聚在溫度較低的型腔上表面，當金屬液面上升與型腔上表面接觸時水分驟然蒸發而發生爆炸，產生的巨大氣體壓力迫使金屬液鑽入砂型表面而成粘砂。有時爆炸相當猛烈，金屬液甚至從冒口噴出直沖房頂。型砂含水量和緊實率高、含煤粉量高、砂型硬度高、通氣條件不良和澆注速度過快時較易發生爆炸粘砂。
1.3 熱粘砂
熱粘砂是比較少見的粘砂。有以下幾種現象：
⑴鑄鐵件濕型砂用原砂的SiO2含量較低，例如是黃河風積砂和一些當地河砂或山砂的SiO2含量只有80％左右，原砂本身的燒結溫度較低。澆注厚大件時，鑄件表面被一厚層砂包裹。如果型砂中含有充分的煤粉，燒結砂層容易脫落被清理掉，不出現機械粘砂。
⑵河北省有一家用擠壓造型機生產灰鑄鐵汽車件工廠，平日鑄件落砂後大部分表面都能顯露出來，經過短時間拋丸清理後鑄件表面相當清潔。但是有一次突然發現鑄件落砂後表面被一層砂子包裹。鑄件拋丸清理後能夠較容易地露出表面，表明鐵液並未鑽入砂型中，不屬於機械粘砂。所出現的異常現象屬於「熱粘砂」缺陷。產生原因不會是原砂二氧化硅降低，因為該廠一直使用品質穩定的內蒙砂。鐵液澆注溫度也未過高。懷疑是膨潤土公司處理活化膨潤土時加入碳酸鈉配料量過高引起的。碳酸鈉本身是冶金用熔劑，能夠降低硅砂和膨潤土的燒結點和熔點而引起熱粘砂。
H. 什麼是砂型鑄造砂型鑄造具備什麼性能
製造砂型的基本原材料是鑄造砂和型砂粘結劑。最常用的鑄造砂是硅質砂。硅砂的高溫性能不能滿足使用要求時則使用鋯英砂、鉻鐵礦砂、剛玉砂等特種砂。為使製成的砂型和型芯具有一定的強度，在搬運、合型及澆注液態金屬時不致變形或損壞，一般要在鑄造中加入型砂粘結劑，將鬆散的砂粒粘結起來成為型砂。應用最廣的型砂粘結劑是粘土，也可採用各種乾性油或半乾性油、水溶性硅酸鹽或磷酸鹽和各種合成樹脂作型砂粘結劑。砂型鑄造中所用的外砂型按型砂所用的粘結劑及其建立強度的方式不同分為粘土濕砂型、粘土干砂型和化學硬化砂型3種。
粘土濕砂
以粘土和適量的水為型砂的主要粘結劑，製成砂型後直接在濕態下合型和澆注。濕型鑄造歷史悠久，應用較廣。濕型砂的強度取決於粘土和水按一定比例混合而成的粘土漿。型砂一經混好即具有一定的強度，經舂實製成砂型後，即可滿足合型和澆注的要求。因此型砂中的粘土量和水分是十分重要的工藝因素。
以型砂和芯砂為造型材料製成鑄型，液態金屬在重力下充填鑄型來生產鑄件的鑄造方法。鋼、鐵和大多數有色合金鑄件都可用砂型鑄造方法獲得。由於砂型鑄造所用的造型材料價廉易得，鑄型製造簡便，對鑄件的單件生產、成批生產和大量生產均能適應，長期以來，一直是鑄造生產中的基本工藝。
砂型鑄造所用鑄型一般由外砂型和型芯組合而成。為了提高鑄件的表面質量，常在砂型和型芯表面刷一層塗料。塗料的主要成分是耐火度高、高溫化學穩定性好的粉狀材料和粘結劑，另外還加有便於施塗的載體（水或其他溶劑）和各種附加物。
粘土濕砂型鑄造的優點是：①粘土的資源豐富、價格便宜。②使用過的粘土濕砂經適當的砂處理後，絕大部分均可回收再用。③製造鑄型的周期短、工效高。④混好的型砂可使用的時間長。⑤砂型舂實以後仍可容受少量變形而不致破壞，對拔模和下芯都非常有利。缺點是：①混砂時要將粘稠的粘土漿塗布在砂粒表面上，需要使用有搓揉作用的高功率混砂設備，否則不可能得到質量良好的型砂。②由於型砂混好後即具有相當高的強度,造型時型砂不易流動，難以舂實,手工造型時既費力又需一定的技巧，用機器造型時則設備復雜而龐大。③鑄型的剛度不高，鑄件的尺寸精度較差。④鑄件易於產生沖砂、夾砂、氣孔等缺陷。
粘土干砂型製造這種砂型用的型砂濕態水分略高於濕型用的型砂。
粘土砂芯用粘土砂製造的簡單的型芯。
粘土干砂
製造這種砂型用的型砂濕態水分略高於濕型用的型砂。砂型制好以後，型腔表面要塗以耐火塗
I. 濕型砂的組成
濕型砂主要是由石英砂、膨潤土、煤粉、水等原料組成，也叫潮模砂。是指在鑄造生產中砂混合料用膨潤土做黏結劑再加水及其他添加劑混勻，即可用高巧於造型制芯，砂型（芯）不用烘乾，可直接澆注中升的砂。
粘土砂型可分為濕型、干砂型和表面烘乾砂型。三者之間的主要差別在於：濕型是造好的砂型不經烘乾，直接澆入高溫金屬液體；干砂型是在合箱和澆注前將整個砂型送入窯中烘乾；表面烘乾砂型只在澆注前對型腔表層用適當方法烘乾一定深度。粘土濕型砂又稱潮模砂，是歷史最悠久的鑄造工藝方法，也戚培鍵是應用范圍最廣的。在各種化學粘結砂蓬勃發展，粘土濕型砂仍是最重要的造型材料，其適用范圍之廣，耗用量之大，是任何其他造型材料都不能與之比擬的。濕型砂大約占所有砂型使用量的60%-70%。
濕型砂用原材料
濕型砂是由原砂、膨潤土、附加物及水按一定配比組成的。常用的加料順序是先將回用砂和新砂、膨潤土、煤粉等乾料混勻，再加水混至要求的指標。型砂的配比應根據澆注合金種類、鑄件特徵和要求、造型方法和工藝、清理方法等因素確定型砂應具有的性能范圍，然後再根據各種造型原材料的品種和規格、砂處理方法和設備性能、砂鐵比等因素擬定。
J. 求砂型鑄造論文 先謝了
給你一篇看看做參考，我有部分論文，也有自己寫的。
漫談濕砂型鑄件表面缺陷
與其它鑄造方法相比，濕型鑄件是較容易產生粘砂、砂孔、夾砂、氣孔等缺陷的。如果鑄造工廠注意控制濕型砂的品質，這些缺陷本來是有可能減少或避免。以下用實例說明型砂性能與鑄件表面缺陷的關系。
一．粘砂
研究工作表明，一般濕砂型鑄件，不論鑄鋼還是鑄鐵，粘砂缺陷都是屬於機械粘砂，而不是化學粘砂。機械粘砂的產生原因有多種，最多見的如下的實例：
1．砂粒太粗和透氣性過高，金屬液容易鑽入砂粒間孔隙，使鑄件表面粗糙，或將砂粒包裹固定在表面上。江蘇某外資工廠的鑄鐵舊砂中不斷混入大量30/50目粗粒芯砂，以致型砂透氣性達到220以上，鑄件表面極為粗糙。內蒙某工廠鑄鋼車間的氣動微震造型機生產中、小鑄件。使用主要集中在40目的40/70粗粒石英砂混制型砂，鑄件表面產生嚴重粘砂。平時不檢測型砂透氣性，認為已經符合工藝規程規定的≥80。為了找到粘砂原因而專門檢測一次，發現透氣性居然高達1070左右，表明這就是產生粘砂的原因。因此型砂透氣性必須有上限，型砂粒度粗細和透氣性應當處於適宜范圍內。一般震壓機器造型單一砂最適宜的型砂粒度大多為70/140目，透氣性大致為70~100，高密度造型的型砂粒度最好是50/140或100/50，透氣性為80~140。有些生產發動機的鑄造廠大量使用50/100目粗原砂製造砂芯，落砂時不斷混入舊砂中，使型砂透氣性可能達到180以上，就應加入100/140目細砂，或將旋流分離器中的細顆粒部分返回到舊砂中，以便糾正型砂粒度。
2．鑄鐵型砂中煤粉含量不足或煤粉品質不良。北京某鑄造廠生產高速列車剎車盤，鑄件材質符合要求，而表面有嚴重粘砂，需整體打磨後才能交貨。型砂中所用煤粉來自郊區一家關系密切的私營小供應商。粘砂的產生原因可能是煤粉品質太差，還可能是型砂中有效煤粉量也不足夠。安徽某閥門總廠使用的「煤粉」是生產焦炭洗選下來的廢料，灰分高達76%。使用後整個型砂性能遭破壞，鑄件廢品超過一半。鑄造工廠應該對購入的煤粉品質加強檢驗。優質煤粉要求灰分≤10%，揮發分30~37%，焦渣特徵4~5級。型砂的有效煤粉含量可以用發氣量進行檢測。中小灰鐵鑄件震壓造型應用普通煤粉的的型砂每1g的發氣量大約在22~26mL，摺合普通品質有效煤粉量約為6~7％，或優質煤粉5~6％，或增效煤粉4~5％。高緊實度造型用型砂發氣量大體在18~24mL，摺合增效煤粉含量3~4%。我國一些外資鑄造工廠大多用灼減量（LOI）估計鑄鐵用濕型砂抗粘砂性能。例如江蘇一汽車鑄件廠的靜壓造型線規定面砂的灼減量為4.10±0.30%。國內有多家造型材料公司供應各種「煤粉代用品」。鑄造廠應先進行澆注試驗，與優質煤粉或增效煤粉比較鑄件表面效果、型砂性能變化以及鑄件生產成本，然後確定是否選用。
二．砂孔
鑄件表面的砂孔和渣孔通常合稱為「砂眼」。渣孔大多是由於用了稻草灰或干砂當做聚渣劑形成的。關於砂孔的形成原因如以下幾個實例：
1．天津某合資鑄造廠手工造型生產電機殼等中、小灰鐵鑄件。主要缺陷是整個鑄件上表面都可看到彌散分布的砂粒。分析這種砂孔形成原因是沖砂，是澆注系統和型腔被鐵液沖蝕而掉落的零散砂粒漂浮在液面上形成的。該廠平常並不控制型砂品質，據雲以前曾檢測濕壓強度只有25kPa。手工造型用型砂濕壓強度最好在70~80kPa左右，震壓機器造型應90～120kPa。如果是高密度造型，型砂濕壓強度可以是140~180 kPa。大件可以再增高些。為了提高型砂的濕壓強度，應避免使用劣質膨潤土，0.2g膨潤土吸藍量最好在35mL以上。型砂還需要含有足夠的有效膨潤土，例如高密度造型的型砂5g吸藍量大多在55~65mL。摺合優質有效膨潤土量6~7%。
2．山東某鑄造工廠只有一台震壓造型機，上班後先造下型鋪滿地面和下芯。半天以後更換模板製造上型和扣箱合型，准備澆鑄。鑄件經常出現砂孔等缺陷。其原因是濕砂型表面脫水乾燥後表面強度急劇下降，表面砂粒很容易被沖蝕落入鐵液中。天氣乾燥季節中「風干」現象更加嚴重。濕型砂下箱敞開時間最好不超過半小時。如果發覺砂型表面有乾燥脫水的跡象，合型前應用噴霧器向砂型表面噴水使恢復潮濕狀態。天津某日資汽車發動機廠過去曾用進口表面強化劑噴塗型腔表面，現也改用噴水。
3．四川某汽車件鑄造廠使用靜壓造型機流水線生產汽缸體和汽缸蓋，鑄件表面都有多少不等的砂孔。該廠型砂採用本省品質不高的膨潤土和煤粉，未對舊砂進行經常性除塵處理，致使舊砂中含泥量有時升高達到24％。為了保持型砂含水量4.0％左右以防止產生氣孔缺陷，不得不將型砂緊實率壓低在27～32％范圍內。型砂的濕壓強度並不低，在170～210kPa，不是產生砂孔的原因。由於型砂的灰分過高和緊實率很低，影響韌性不足，破碎指數只有65～75％左右。這種型砂性能太脆，起模性差，砂型的稜角和邊緣容易破碎，因而引起砂孔缺陷。該廠應當改用優質膨潤土和煤粉；還應使用舊砂除塵設備，將舊砂含泥量控制在12%以下，型砂含泥量不超過13%；將型砂破碎指數控制為80～85％。在造型處的型砂緊實率提高為35～38％，含水量為3.2~3.6%，使(緊實率)/(含水量)的比例在10~12的范圍內。這樣就能提高型砂韌性和減少砂孔缺陷。上海、北京、哈爾濱有幾家工廠在砂子中加入少量α-澱粉用來改善型砂韌性，降低起模摩擦阻力，增強表面風干強度。對防止砂孔缺陷和改善鑄件表面光潔程度都有益處。
4．河南某拖拉機廠的發動機鑄造分廠由於大量冷芯盒砂芯的混入，使型砂變脆，起模性能越來越差。不但砂型邊棱易碎，而且吊砂易斷。根據工廠規定，碾輪混砂機的周期時間只有3min，不能加長混砂時間以免影響造型機用砂需要。後來盡最大努力使混砂周期延長了1min，發現型砂的手感起了變化，起模性也有了改善。這說明原來的混砂時間太短，不能混制出優良的型砂性能。
三．夾砂（結疤、起皮）
自從國內有多家公司供應優質活化膨潤土以來，濕型鑄件表面夾砂缺陷已大為減少。但是個別濕型鑄造工廠還會意外地產生夾砂缺陷。
1．江西一家小型汽車修配廠希望用濕型生產摩托車發動機鋁鑄件。開始時曾借來兩只牛皮紙袋的仇山「陶土」供混砂使用。後來又到物資部門購買了兩只麻袋包裝的陶土。但是發現新購來陶土的型砂粘結力很低，砂型在火爐旁烘烤後開裂起皮,澆注鑄件出現嚴重夾砂缺陷。當時用極為簡陋的條件檢查兩種粘土的泥漿是否能用鹼活化變稠。證明麻袋中不是膨潤土而是真正陶土，不可用於濕型鑄造。出現問題的原因是當初地質部門將呈微弱酸性的鈣基膨潤土稱為「酸性陶土」。而很多鑄造工廠又將「酸性陶土」簡稱為「陶土」。結果把以蒙脫石為主要礦物成分的膨潤土與以高岺石為主要礦物成分的真正陶土（即普通粘土）混淆在一起。真正的陶土主要用來燒制陶瓷，不適合濕型鑄造使用。鑄造工廠也可以用吸藍量來鑒別兩種不同的粘土礦物，0.2g膨潤土吸附亞甲基藍在25~45mL，而普通粘土吸藍量只有膨潤土的十分之一。
2．水質的影響：天津的一家台資鑄造工廠，使用擠壓造型機生產出口鑄鐵煎鍋。用優質活化膨潤土混砂，型砂的濕壓強度200～250kPa，緊實率35～38％，含水量3％左右。但是後來鑄件靠近內澆道處產生夾砂缺陷，懷疑混砂所用井水有問題。該廠原來混砂用深井水的井管被堵塞。老闆為了節約，打了一口20m淺井供混砂加水之用。工人發現這口井的水咸不能喝，洗手搓肥皂也不起泡沫。經化驗這種淺井水中含有大量鈉、鎂、氯離子，對活化膨潤土有強烈的反活化作用，用來混砂生產鑄件容易產生夾砂缺陷。從鄰近工廠引來飲用水混砂後，仍不能完全消除原來水質的影響。江蘇有一家擠壓造型生產冰箱壓縮機鑄件工廠，使用流經工廠外面小河中的河水混砂，適逢河水上游有化工廠向水中排廢水而引起鑄件產生夾砂缺陷，其原因也是由於廢水的反活化效應。如果懷疑水質是否適合混砂，可以取2g或3g膨潤土分別用純凈水和待試水測定膨潤值，或膨脹倍數和自由膨脹量，如果待試水的測試結果比純凈水低很多，就表明待試水的品質不可用。
四. 氣孔
鑄件的氣孔缺陷主要有裹攜氣孔、侵入氣孔、析出氣孔和反應氣孔四個類型。以下舉例說明工廠中常見氣孔的生成原因和防止措施。
1．鑒別氣孔的類型和生成原因都是不容易的。根據生產經驗，提高澆注溫度30~50℃經常可以減少任何類型氣孔缺陷的發生。應當注意每包鐵液澆注最後一兩個砂型的溫度，因為這時包中鐵液溫度已然下降而容易產生氣孔缺陷。天津某台資鑄造廠生產工業縫紉機殼體，每台鐵液本可以澆注7個砂型，但是只澆5個砂型。剩在包中鐵液倒回電爐中，然後再重新接一滿包鐵液去澆注砂型，就是為了保持澆注溫度，減少氣孔缺陷。
2．北京某日資工廠曾發現一個有氣孔缺陷的鑄件，鋸開後看到氣孔呈一個個連續上浮狀態。估計在產生氣孔的界面上背壓力超過了鐵液的靜壓力引起侵入氣孔，但已無法判斷氣源是何物。有的工廠將舊砂堆當做垃圾堆，香煙頭、冰棍捧、廢紙團、瓜籽皮……扔到舊砂，混入型砂中都可能形成氣孔缺陷。有些外資鑄造工廠嚴格禁止在廠區中吸煙也是預防氣孔的有效措施之一。
3．山東某廠生產中等大小出口閥門鑄鐵件，用震擊造型機造型，冷芯盒制砂芯。該廠採取兩天連續造型和下芯、合型，每隔一天沖天爐開爐澆注一次。所生產鑄件氣孔廢品率極高。分析其原因是砂芯吸潮發氣進入鐵液中造成的侵入氣孔。冷芯盒砂芯長時間放置在相對濕度極高的砂型中很容易吸潮。澆注時不僅粘結劑發氣，而且砂芯吸收的水分也發出大量水汽，因而容易產生氣孔缺陷。應當將隔日開爐攺為每日開爐，或者造型後先合空型，待開爐日再開箱下芯、合箱澆注。既可以防止砂芯吸潮，又可以減少砂型風干脫水，使氣孔缺陷大為減少。多開出氣冒口，增大排氣能力。適當提高澆注速度，迅速建立靜壓力抵制界面氣體侵入，也對防止侵入氣孔有好處。
4．從河南、山東、遼寧、吉林…等發動機鑄造工廠的氣孔缺陷生成情況來看，所遇到的氣孔仍多屬於砂芯發生氣體的侵入氣孔缺陷，很少是析出性的氮針孔。因為所用砂芯的粘結劑都改為含氮量較低的樹脂，而且必要時在芯砂中和塗料中加入適當的氧化鐵。因此首先應當加強砂芯的排氣能力。砂芯中間應開通暢的排氣孔。對於厚大斷面砂芯可以抽成空心或分半挖成網格形內腔而後粘合。樹脂自硬砂芯最常用的排氣辦法是使用尼龍編織管，制芯時可以方便地沿砂芯的任意形狀預埋在砂芯中。熱芯盒、冷芯盒和殼芯都是整體射制的，不能預埋排氣管路，可以安放通氣針或棒，在取芯之前或之後抽出。但是更多的是在砂芯硬化後用硬質合金鑽頭從芯頭鑽孔幫助排氣。例如山西某液壓件廠生產形狀極為復雜的液壓閥，將殼芯所有芯頭都角鑽頭鑽盲孔幫助排氣。西班牙有一家生產小轎車的鑄造工廠，制出氣缸蓋的水套砂芯用專門多頭鑽床自下向上地將水套砂芯的各個冷卻水通道芯頭同時鑽出盲孔。較大砂芯下芯時，如果芯頭與芯座的間隙過大，會出現鐵液鑽入砂芯通氣孔現象。應當用耐火纖維氈墊、泥條、石棉繩等密封材料圍封砂芯芯頭。還要注意高溫快澆，迅速建立起鐵水壓力超過發氣點背壓力使氣體不能鑽入鐵液中成為氣泡。即使氣體已經鑽入鐵液中，也能漂浮和隨著鐵液進入排氣冒口排出。另外，採用低發氣量粘結劑對防止氣孔缺陷是必要的，例如北京某工廠生產英國的煤氣爐燃燒圈只有一個芯頭，排氣困難，就盡量將殼芯的發氣量控制在12mL/g以下，而且高溫快速澆注。
5．山西某廠使用擠壓造型機生產灰鑄鐵曲軸，在鑄件表面和皮下形成宻集的小氣孔。一般為直徑1～3mm的小孔，大多存在於表皮內1~3mm處，拋丸清理或粗加工時露出。此工廠不用樹脂砂芯，不會產生氮氣孔，缺陷應當屬於反應氣孔。即金屬液與鑄型在界面處發生化學反應，產生的氣體溶解在金屬液中。冷卻時溶解度降低析出成氣泡。鑄件材質為灰鐵，也排除掉鐵液中鎂或稀土與砂型中水分引起反應。懷疑是爐料和孕育劑有可能將鋁、鈦帶入鐵液中。因為鋁、鈦與水反應放出極易溶入鐵液層中的原子態[H]。該層凝固時氫的溶解度降低而以分子態氣相析出和長大成氫氣泡。由該廠硅鐵孕育劑的分析報告中看到含鋁量達到1.86%，可能是產生皮下氣孔的主要原因。硅鐵孕育劑的含鋁量最好為1.0%左右，最多不可超過1.5％。對於隨流孕育用硅鐵，不但要控制較低的含鋁量，而且要限制加入量一般不超過0.08~0.10％。為了防止鋁、鈦等元素與水的反應，擠壓造型的型砂含水量也必須控制在不高於4%。
6．球墨鑄鐵的鐵液澆注入濕砂型後，殘留鎂同水分子中氧強烈反應而產生原子態[H]，是產生皮下氣孔缺陷的主要原因。必須採取冶煉和工藝兩方面的措施才能防止反應氣孔的產生。河北某球墨鑄鐵工廠是生產載重汽車離合器壓盤等球墨鑄鐵件的專業廠，鑄件無皮下氣孔。從該廠冶煉角度來分析其避免氣孔的原因是各項指標都未超出常規范圍。例如使用優質鑄造焦，沖天爐出爐溫度在1480℃以上，球化處理包的內腔深度為直徑的1.5~2倍，澆包和型腔表面抖冰晶石粉，鐵水含硫0.03~0.04%，殘留鎂量為0.40~0.46%。但是從工藝角度來分析：面砂含水量高達7.0~7.6%，遠遠超過通常認為的最多不可超過5.5%。分析其不出氣孔的原因可能是：（1）型砂加入了大量煤粉，灼減量高達7.0~7.9%。超過通常的4~5%。未測型砂發氣量，估計在35mL/5g以上。澆注後露出的鑄件表面呈現深藍色，表明澆注時型腔中為大量強烈還原性氣氛，將型腔中水汽沖淡。（2）砂型透氣性100，並扎有大量排氣孔，澆注生成的水汽大部分排出型腔以外，減少了可能參與反應的水汽。（3）面砂含水量雖然相當高，但含泥量高達21%。因此測得緊實率只有36%左右，說明型砂並不潮濕。可能泥分吸收了大量水分，減緩了化學反應的速度。因此可以設想產生反應氣孔缺陷主要取決於緊實率（即型砂干濕程度），而不是含水量。
五. 討論
1．獲得優質型砂的條件首先是選用優質原材料，也還需要應用優良的混砂過程。一些技術管理比較嚴格的濕型砂鑄造工廠要求在每班結束前將混砂機中的砂子完全清除干凈。美國主要的濕型鑄造廠大多要求混砂機刮板與底盤的距離為一個硬幣厚度。日本幾家使用碾輪式混砂機的汽車件鑄造工廠的混砂周期都是6min。但是我國有的鑄造廠的混砂機碾盤中和碾輪上的砂子都長期不清理，刮板磨損也不調整，碾輪混砂時間最多3min。這怎樣能夠混制出優良品質的型砂呢？
2．型砂品質表現在於性能如何，加強型砂性能的檢測和控制才能制備出優等型砂。江蘇某日資汽車件鑄造工廠靜壓造型線用面砂的日常檢測項目有二十餘種，還未包括背砂和原材料的檢測項目在內。我國有的鑄造工廠的型砂實驗室中儀器設備簡陋，濕型砂性能的日常檢測項目可能只有三、四種。怎能根據測得結果說明鑄件表面缺陷產生原因呢？又怎能用來降低鑄件廢品率呢？