机械粘砂又称为金属液渗透粘砂，是由（yóu）液态金属或（huò）金属氧化物通过毛细管渗透或气相（xiàng）渗透方（fāng）式钻入型腔表（biǎo）面砂粒间隙，在铸件表面形成（chéng）的金（jīn）属和砂粒（lì）机（jī）械（xiè）混（hún）合的粘附层。清（qīng）铲（chǎn）粘砂层时可见金属光（guāng）泽（zé）。机械粘（zhān）砂（shā）表面呈（chéng）海绵状，牢固（gù）地粘附在铸件表面，多（duō）发（fā）生（shēng）在砂型和砂芯表面受热（rè）作用强烈（liè）及砂型（xíng）紧实（shí）度低的部位，如浇冒口附近（jìn）、铸件厚大截面、内角和（hé）凹槽处。

机械（xiè）粘砂不仅影响铸造铸件的外观（guān）质量，甚至引起报废，因（yīn）此（cǐ）对铸件的机械粘砂（shā）必（bì）须引（yǐn）起足（zú）够的重视，以提高（gāo）产品成（chéng）品率（lǜ）。笔（bǐ）者结合多年的生产实践（jiàn）经验并参（cān）阅有关资料，谈谈（tán）铸件机（jī）械（xiè）粘砂（shā）的产生原（yuán）因及其防止措施。 

1、铸件和模样设计

如果铸件（jiàn）和模（mó）样的结（jié）构会使砂型具有（yǒu）尖角、悬（xuán）伸或突出的形状（zhuàng），或具有扁薄的砂（shā）台或（huò）砂芯，则这种设（shè）计会促进（jìn）机械粘砂产生。因为这类（lèi）结构的铸件（jiàn）会使砂型、砂（shā）芯局部热（rè）量（liàng）集中（zhōng），其正常的性（xìng）能受（shòu）到破坏，砂型、砂芯表面提前溃散，熔融金属或金属（shǔ）氧（yǎng）化（huà）物易于渗入而产生机（jī）械粘砂。对（duì）此，可在热量集（jí）中的部位采（cǎi）用特殊砂型，如锆砂或橄榄石砂，以提高（gāo）其长（zhǎng）时间受热或受高温辐照的（de）能力。 

2、模样（yàng）

 (1)模样的工艺设计不良（liáng），使砂型舂不紧实或紧（jǐn）实度不匀，会造成型（xíng）腔表面粗糙或疏松，对产生机械（xiè）粘砂有（yǒu）直接影（yǐng）响。模样的工（gōng）艺设计常（cháng）出现以下错误： 

①分模面选择不当，致使上型过（guò）高，或（huò）在砂型（xíng）中（zhōng）形成（chéng）很深的型腔。 

②模样在模底板上的位（wèi）置布置不当，使凹陷处难于舂实，这（zhè）可能是（shì）由于模样距（jù）箱壁太近，或（huò）模样排列过密所致。由于模样排列过于拥（yōng）挤，会引起铸件（jiàn）产生胀（zhàng）砂，即使没有明显的胀（zhàng）砂，也会发生机械粘（zhān）砂。由（yóu）于产（chǎn）生缺陷（xiàn）的根源相同，机（jī）械粘砂和胀砂会（huì）出现（xiàn）在同一个（gè）铸件上。 

③直浇道、冒口和横浇道的位置布（bù）置不当，会出现不易（yì）舂实的凹陷（xiàn）部位，这与浇冒口系统（tǒng）的布局有关。 

④起模斜度<1.5°时（shí），即（jí）使整个砂型的紧实度合（hé）适，也会使砂型表面撕裂（liè），易于使金（jīn）属或金属氧化物（wù）渗入。 

(2)模样的（de）工（gōng）艺结构不良，导致金（jīn）属（shǔ）液（yè）静压力过高。由于静压力的增高，砂型的负荷（hé）也就加重，因此需要采用特殊的砂型或更紧（jǐn）实的造（zào）型方法，以抵挡（dǎng）金属液对砂型的渗透压力。 

3、砂箱

砂箱的（de）设计及构造不（bú）合理，致使砂（shā）型紧实度不（bú）匀或（huò）舂砂过软。 

产生这些问题的一般原因如下： 

(1)箱带的位置不当，妨碍某些凹（āo）陷部位的舂实，因而（ér）导（dǎo）致（zhì）砂型局部（bù）过软，引起胀（zhàng）砂或机（jī）械粘砂。 

(2)因砂箱（xiāng）太小造成舂砂不实。 

(3)箱带位置不当，使（shǐ）直浇道和冒口不能放在合适的位（wèi）置上，以致冒（mào）口或直浇道与模样间的型砂舂不紧实（shí）。又因该处必然造成热量（liàng）集中，使（shǐ）机械粘（zhān）砂更为严重。因此，如直浇（jiāo）道或（huò）冒口（kǒu）的位（wèi）置不能改变，则必须（xū）将箱带割去一块或整个去（qù）掉。 

(4)上箱过高。机械粘砂通常（cháng）与型腔表面的抗（kàng）渗透能力及金属液（yè）的静压力有关，金属液压力的大小（xiǎo），与金属的密度和上箱（xiāng）高（gāo）度有关（guān）。如（rú）从铸件补缩需（xū）要出发，上箱应有一定（dìng）高度，但型砂性（xìng）能也一定要随之加以改善。 

4、浇冒口系统

(1)浇冒（mào）口的位置不当导致砂型（xíng）局部过热（rè），从而促使（shǐ）型腔表面过早毁坏，金属液（yè）或在（zài）高温下形成（chéng）的金属氧化（huà）物就更容（róng）易渗（shèn）入型腔表面。 

这类情况（kuàng）较（jiào）典型的例子有下列几（jǐ）种: 

第yi，直浇道或冒口距型面过近，形成一个热节区，这一热节（jiē）区的砂（shā）型如未舂（chōng）实，则机械粘砂缺陷就会（huì）十分（fèn）严（yán）重。 

第二，在一（yī）定的型腔（qiāng）表面（miàn）上流（liú）过（guò）的金属液过多（duō），会把型面加热到足（zú）以毁坏的程（chéng）度。如果型腔（qiāng）中（zhōng）初期凝（níng）固的硬壳被后来流入的金属液重熔，则（zé）粘（zhān）砂就（jiù）更为（wéi）严重。 

第三，在浇（jiāo）注时，凡（fán）能造成（chéng）金属液（yè）压力过高的任何因素，均（jun1）可能导致铸件产生机械粘砂。当金属液不仅压（yā）力高，而且温度也高时，情（qíng）况尤为严重。 

(2)直浇道（dào）、横浇道和内浇道（dào）的截面比（bǐ）例不当，使金属液（yè）在浇注时不断受到氧化，增（zēng）加了金属氧化物（wù）的数（shù）量，并（bìng）导致对型砂的助熔作用。在（zài）浇注过程中，浇注系统应始终充满金属（shǔ）液，否则，在浇注（zhù）系统中的任何部位均能使金（jīn）属（shǔ）液受（shòu）到（dào）氧化。 

(3)冒口颈（jǐng）尺寸（cùn）过大，将造成其周围型砂过热，这是一（yī）个较（jiào）为普遍的问题（tí）。这一问题常是由（yóu）于冒口（kǒu）颈太长引起的，为了使冒口颈中金属（shǔ）液不致过早（zǎo）凝固，就不得（dé）不加大颈部尺寸。如（rú）果因（yīn）为（wéi）冒口（kǒu）颈设（shè）计不当导致补缩不到，那么（me）zui好是缩短冒口颈，以（yǐ）防止凝固，而不是加大（dà）其尺（chǐ）寸。尺（chǐ）寸较小的冒（mào）口（kǒu）颈，可以（yǐ）减少砂型受热（rè）。 

(4)浇口杯或直浇道设（shè）计（jì）不当（dāng），以致浇注时卷入空气（qì）造成金属液氧化，这通常是由（yóu）于湍流引起的，随着（zhe）金属液表面（miàn）氧化膜（mó）的不断积累会（huì）引起机（jī）械粘（zhān）砂。 

5、型砂（shā）

(1)原砂粒度（dù）分布不（bú）均匀，会造成砂（shā）型紧实度低，原（yuán）砂的粒度（dù）分布对（duì）砂（shā）型的zui大（dà）紧实度有直（zhí）接影（yǐng）响。 

(2)型砂（shā）的（de）流（liú）动性和成型性差。 

(3)壳型砂上（shàng）树脂（zhī）的覆膜太薄，会（huì）使型（xíng）壳的局部（bù）强度降低和局（jú）部砂粒（lì）未（wèi）被（bèi）树（shù）脂覆盖（gài），往往由于这（zhè）种（zhǒng）简单的原因，使铸件发生机械粘砂。 

(4)铸（zhù）型的透气性过高，这（zhè）是型砂颗粒太粗的另一（yī）种反映。透气性和紧实度是（shì）相互影响的两个因素。紧（jǐn）实度低则透（tòu）气（qì）性好，反之亦然（rán）。 

(5)型砂中碳素材料或脱氧（yǎng）物（wù）质不足，会产（chǎn）生（shēng）过（guò）多的（de）金属氧化物，使氧化（huà）物湿润（rùn）砂粒（lì）而（ér）易（yì）于渗入。

6、制（zhì）芯

(1)未刷涂料砂芯的砂粒太粗（cū）或粒度（dù）分布不佳，与（yǔ）原砂粒度分布不（bú）均匀（yún）一样（yàng），对产生机械（xiè）粘砂有影响。 

(2)砂芯未舂实，与砂型未舂实的性质一（yī）样（yàng），对机械粘砂有重大影响。 

(3)砂芯表面粗糙或多（duō）孔，会引起机械（xiè）粘砂（shā）。熔（róng）融金属或金属（shǔ）氧化物浸润（rùn）了这（zhè）种粗糙（cāo）的或多孔（kǒng）的表面后就（jiù）会渗入砂芯。 

(4)砂（shā）芯在储存期间（jiān）吸（xī）湿（shī）。对砂芯来（lái）说（shuō），水分（fèn）过多更（gèng）为麻烦。因（yīn）为砂芯（xīn）水（shuǐ）分过（guò）多（duō）不易察觉（jiào）。有的砂芯看上（shàng）去像是干（gàn）的，但实（shí）际上其水分仍然很高。 

(5)砂芯在搬运时操作不慎，或（huò）在涂（tú）料（liào）尚处于湿（shī）态时搬运而招致破损（sǔn）或擦伤涂层。其后果是造成砂芯上（shàng）的涂（tú）料不够（gòu），以致（zhì）不能阻止金（jīn）属或金（jīn）属氧化物渗（shèn）入（rù）砂芯。涂料破损处（chù）就（jiù）好像在砂芯上开了一个出气孔一样，造成金属液（yè）沸（fèi）腾而产生机械粘砂。 

(6)砂芯（xīn）涂料（liào）浸入太浅，会直（zhí）接引起机械粘砂（shā）。 

(7)砂芯涂料的（de）高温强度低。由（yóu）于涂料（liào）中的粘土不足，或是溶剂太多，以致粘结剂含量减（jiǎn）少，造成涂料高（gāo）温强度（dù）降低而（ér）引起机械粘砂。 

(8)芯砂混制不良，使砂（shā）芯个（gè）别部位强度过低，在浇注时造（zào）成崩落，因而（ér）产生机械粘砂。 

(9)砂芯清扫和修（xiū）整不良时，会直接造（zào）成机械粘（zhān）砂。对砂芯加强（qiáng）检验（yàn），这（zhè）类（lèi）缺陷是（shì）应该能够避免的（de）。 

(10)砂芯（xīn）在浸、喷涂料后未再（zài）次烘干。与（yǔ）砂芯在砂型中吸湿返潮（cháo）一样，涂层不（bú）干极易发生剥落与掉皮（pí）。 

(11)芯盒（hé）不（bú）干净，会使（shǐ）芯砂粘附在芯盒上，造（zào）成砂芯表面粗（cū）糙。质量优良的砂芯有致密的表面（miàn）层，芯盒不（bú）干净（jìng）就得不到具有致（zhì）密表面层的（de）优质（zhì）砂（shā）芯。 

7、造型

(1)舂砂松（sōng）软和紧实度不（bú）均匀。在大（dà）多数情（qíng）况下，舂砂紧实（shí）和紧实度均匀同样重要。然而（ér），有时紧实度不均匀比砂型整（zhěng）体松软的危害更大。 

(2)砂型修补不（bú）良。砂型修补面（miàn）粗糙疏松，会引起机械粘砂;修型（xíng）过度（dù）或修补部位水分过高，也会造成金属液沸腾而引起机械粘砂（shā）。 

(3)补（bǔ）砂不良的（de）部位毛糙、疏（shū）松（sōng），会发生机械粘砂。 

(4)砂（shā）型涂料不匀或不足。 

(5)表干（gàn）型的（de）涂料（liào）干燥不（bú）匀或未充分烘（hōng）干（gàn）。 

(6)脱模液用量（liàng）过多会削弱（ruò）砂（shā）型表（biǎo）面强度（dù），促成金属液沸腾而产生铸件机（jī）械粘（zhān）砂。 

(7)砂（shā）型涂料的波美度太低，涂料就会被砂型（xíng）吸入，因而发生涂料掉皮（pí）、掉屑或剥落而造成机械粘砂。 

(8)模样表面覆盖（gài）的面砂量不足，这（zhè）是常见的操作疏（shū）忽。 

(9)冷热材料(砂芯、砂型、芯撑、冷（lěng）铁（tiě）等（děng）)接触到一起。冷（lěng）热材（cái）料相遇，会使（shǐ）水分凝聚。水分能引起沸腾型（xíng）机（jī）械粘砂（shā），同时大幅增加氧化物的（de）生成（chéng）速度，随后便会发生金（jīn）属（shǔ）氧化物的渗入（rù）。这是产生机械粘砂（shā）的一般原（yuán）因，也是（shì）高（gāo）压造型产（chǎn）生机（jī）械粘砂的主要原因。 

8、金属成（chéng）分（fèn）

(1)易（yì）于（yú）形成流动性好的金（jīn）属氧化物（wù），流动性好（hǎo）的金（jīn）属比表面张力（lì）高（gāo）或粘稠的金（jīn）属更容易引起机（jī）械粘砂。 

(2)合（hé）金中含（hán）有低熔点成分（fèn），如（rú）铅青铜中的铅就容易（yì）引起机械（xiè）粘砂。因为铅比（bǐ）母体金属温度还低很多时仍然处于流动状（zhuàng）态。 

(3)需要高温浇注的合金。由于合（hé）金流动性好，容易产（chǎn）生（shēng）机械粘砂。此外（wài），因浇（jiāo）注温度高，加速了（le）氧化物的（de）生成速度，故更具有形成氧化性机械粘砂的倾向。 

9、浇（jiāo）注

(1)浇注温度过高时，不但会使金属（shǔ）液流动性提高，还会使（shǐ）金属液迅速氧化，因而（ér）加速了氧化性机（jī）械粘砂（shā）的发生。 

(2)浇（jiāo）包抬得过高和（hé）上箱过高一样，会形成过高的金属（shǔ）压（yā）头，促使金属或金属氧化物（wù）进入砂型的孔隙中。