机（jī）械（xiè）粘砂又称（chēng）为金属液渗透粘（zhān）砂，是由液（yè）态金属或金属氧化物通（tōng）过毛细管渗透（tòu）或气相渗透（tòu）方（fāng）式（shì）钻入型腔表面砂粒间隙，在（zài）铸件表面形（xíng）成的金属和砂粒机械混（hún）合的粘（zhān）附（fù）层。清铲粘砂（shā）层时可见金属光泽。机械粘砂表面呈海绵状，牢固地粘附在铸件表面，多发生在砂（shā）型和（hé）砂芯表（biǎo）面受热作用强（qiáng）烈及砂型紧（jǐn）实度低的部位，如浇（jiāo）冒（mào）口（kǒu）附近、铸件厚大（dà）截（jié）面、内角和（hé）凹（āo）槽处。

机械粘砂（shā）不仅影响铸造铸件的外观质量，甚至引起报废，因此对（duì）铸件的机械（xiè）粘砂必须引起足够的（de）重视（shì），以（yǐ）提高产品成（chéng）品率。笔（bǐ）者结（jié）合（hé）多（duō）年的生产实践经验（yàn）并参阅有关资（zī）料（liào），谈谈（tán）铸（zhù）件机械粘砂的产生原（yuán）因及其防止措施。

1、铸（zhù）件和模样设计

如果铸件和模样的结构（gòu）会使（shǐ）砂（shā）型具（jù）有尖角、悬伸或突出的（de）形状，或具有（yǒu）扁（biǎn）薄（báo）的砂台或砂芯，则这种设计会促进机械粘砂（shā）产（chǎn）生（shēng）。因为这类结构的铸件会使砂型、砂芯局部（bù）热量集中，其正常的性能受到破坏，砂（shā）型、砂芯表（biǎo）面（miàn）提前（qián）溃散，熔（róng）融（róng）金属或金（jīn）属氧化（huà）物易（yì）于（yú）渗入而产生机械粘砂（shā）。对此，可在热量集（jí）中的部位采（cǎi）用（yòng）特殊砂型（xíng），如锆砂或橄榄（lǎn）石砂，以提（tí）高其长时间受热或受高温辐照的能力。 

2、模样

 (1)模样的（de）工艺设计不良，使（shǐ）砂型舂不紧实或紧实（shí）度（dù）不匀，会（huì）造成型腔（qiāng）表面粗糙或疏（shū）松，对产生机械粘砂有直接影响。模（mó）样的工艺设计（jì）常出现（xiàn）以下（xià）错（cuò）误： 

一是分模面选择不当，致使上型过高（gāo），或（huò）在砂型中形成很深的（de）型腔。 

二是模样在模底板上（shàng）的（de）位（wèi）置布置不（bú）当，使凹陷处难于（yú）舂实，这可能是（shì）由于模（mó）样距箱壁太（tài）近，或模样排列（liè）过密（mì）所致。由（yóu）于（yú）模样排列过于拥挤，会引起铸件产生胀（zhàng）砂，即（jí）使没有明显的胀（zhàng）砂，也会发生机械粘砂（shā）。由（yóu）于产生缺（quē）陷的根源（yuán）相同，机械粘砂和胀砂会出现在（zài）同一个铸件（jiàn）上。 

三是直浇道、冒口和横浇道的（de）位置（zhì）布置不当（dāng），会出现不（bú）易（yì）舂实的凹陷部位，这与浇冒口系统的布局有（yǒu）关。 

四是起模斜（xié）度<1.5°时，即使整个砂型的紧实度合（hé）适（shì），也会（huì）使砂型表面撕裂，易于使（shǐ）金属（shǔ）或金属（shǔ）氧化物渗入。 

 (2)模（mó）样的工（gōng）艺结（jié）构不（bú）良，导致金属液静压力过（guò）高。由于静（jìng）压力的增高，砂型的负荷也就加重，因此（cǐ）需要采（cǎi）用特殊（shū）的砂型（xíng）或更紧（jǐn）实的造型方法，以抵挡金属液对砂型的（de）渗透压（yā）力。 

3、砂箱

砂箱的设计及构造不合理，致使砂型紧实度不匀或舂（chōng）砂过软。 

产（chǎn）生这些问题的一（yī）般原因（yīn）如下： 

 (1)箱（xiāng）带的位置不当，妨（fáng）碍某些凹陷部位的舂（chōng）实，因而导致砂型局（jú）部（bù）过软，引（yǐn）起胀砂或机械粘砂（shā）。 

 (2)因砂箱太小造成舂砂不实。 

 (3)箱带位置不当，使（shǐ）直浇道和冒（mào）口（kǒu）不能（néng）放在合（hé）适的位置（zhì）上，以致冒口或直浇道与模样间的型砂舂不紧（jǐn）实。又因该处（chù）必（bì）然造成热量集中，使机械粘砂更为严重（chóng）。因此，如直浇道或（huò）冒口的位置不能改（gǎi）变，则必须将箱带（dài）割去一块或整个（gè）去掉。 

 (4)上箱过高。机械粘砂通常与（yǔ）型腔表面的抗渗透能力及金属液（yè）的（de）静压力有关，金属液压力的大小（xiǎo），与（yǔ）金属的密度和上箱高（gāo）度有关。如（rú）从铸件补缩需要（yào）出发，上箱应有一定高度，但型砂（shā）性能（néng）也一定要随之加以（yǐ）改（gǎi）善。 

4、浇冒口系统

 (1)浇冒口的位置不当导致砂型局部过热，从而促使型腔（qiāng）表面过早毁坏，金属（shǔ）液或（huò）在（zài）高（gāo）温（wēn）下形成的（de）金属氧化物就（jiù）更容易（yì）渗入型（xíng）腔表面。 

这类情况较典型的（de）例（lì）子有下（xià）列几种（zhǒng）: 

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

第二，在一定的型腔表面上流过（guò）的金（jīn）属液过多（duō），会把型面加热到足以毁坏的程度。如果型腔（qiāng）中初期凝固的硬壳被（bèi）后来（lái）流入的（de）金属（shǔ）液（yè）重熔，则粘（zhān）砂（shā）就更为严重。 

第三，在浇注时，凡能造成金属液压（yā）力过高的任何（hé）因素，均可能导致铸件产生（shēng）机械粘砂。当（dāng）金（jīn）属液（yè）不仅压力高（gāo），而且温度也高时，情况尤为严重（chóng）。 

 (2)直（zhí）浇道、横（héng）浇道和内浇道的截面比（bǐ）例不当，使金属液在（zài）浇（jiāo）注时不（bú）断受到（dào）氧化，增加了金属氧化物的数（shù）量（liàng），并（bìng）导致（zhì）对型砂的助熔作用。在（zài）浇注过程中，浇注（zhù）系统（tǒng）应始（shǐ）终（zhōng）充满金属液，否则，在浇注系统中的任何部（bù）位均能使金属液受（shòu）到氧化。 

 (3)冒口颈尺（chǐ）寸过大（dà），将（jiāng）造成其周围型（xíng）砂过热，这是一个较为普遍的（de）问题。这一问题常（cháng）是由于冒口（kǒu）颈（jǐng）太长引（yǐn）起的，为了使冒（mào）口（kǒu）颈中金属液不（bú）致过早凝固，就不得不加（jiā）大颈部尺寸。如果（guǒ）因为冒（mào）口颈（jǐng）设（shè）计不当（dāng）导致补缩不到，那么zui好是缩短（duǎn）冒口颈，以防止凝固，而不是加大（dà）其尺（chǐ）寸。尺寸较小的冒口颈，可以减少砂型受热。 

 (4)浇（jiāo）口杯或直浇道（dào）设计不当，以致浇注（zhù）时卷入空气（qì）造成金属液氧化，这通常是由（yóu）于湍流（liú）引起的，随（suí）着金属液表面氧化膜的不断积累会引起机械（xiè）粘砂。 

5、型砂

 (1)原（yuán）砂粒度（dù）分布不（bú）均匀，会（huì）造成砂型紧实（shí）度低（dī），原砂（shā）的（de）粒（lì）度分布对（duì）砂型的zui大紧（jǐn）实度有直接影（yǐng）响。 

 (2)型砂的流动性和成型性差。 

 (3)壳型砂（shā）上树脂（zhī）的覆膜太薄（báo），会使型壳的局部强度降低和局部砂粒未被树脂覆盖，往（wǎng）往由于（yú）这种简单的原因（yīn），使（shǐ）铸件发（fā）生机械粘砂。 

 (4)铸型的透气（qì）性过高（gāo），这是型砂颗粒太粗的另一种反映（yìng）。透（tòu）气性和（hé）紧实度是相互影响（xiǎng）的两个因素。紧（jǐn）实度低则（zé）透气性（xìng）好（hǎo），反（fǎn）之（zhī）亦（yì）然。 

 (5)型（xíng）砂中（zhōng）碳素材料或脱氧物（wù）质不足，会产（chǎn）生过多的金属氧化（huà）物，使氧化物湿润砂粒而易于渗（shèn）入（rù）。 

6、制芯

 (1)未刷涂料（liào）砂芯（xīn）的砂粒太粗（cū）或粒度分布不佳，与原砂粒度分布不均匀一样，对产生机械粘砂有影（yǐng）响。 

 (2)砂芯（xīn）未（wèi）舂实（shí），与砂型未舂实（shí）的性（xìng）质一（yī）样，对机械（xiè）粘砂有重大影（yǐng）响。 

 (3)砂芯表面粗糙或多孔（kǒng），会引起机（jī）械粘砂。熔融金属或金属氧（yǎng）化物浸润了这种粗（cū）糙（cāo）的或多孔的（de）表面后（hòu）就会渗入（rù）砂（shā）芯（xīn）。 

 (4)砂芯在储存（cún）期间吸湿。对砂芯（xīn）来说，水分过多更为麻烦。因为砂芯水分过（guò）多不（bú）易察觉。有的砂芯看上去像（xiàng）是干的（de），但实际上其水分仍然（rán）很高（gāo）。 

 (5)砂芯在搬运时操作不慎，或在涂料尚（shàng）处于（yú）湿态时搬运而招致（zhì）破损或擦伤涂层。其后果是造（zào）成砂（shā）芯（xīn）上（shàng）的涂料不够，以致不能阻止金属或金（jīn）属氧化（huà）物渗（shèn）入砂（shā）芯。涂料破损处就好像在砂芯上开（kāi）了（le）一个出（chū）气孔一（yī）样，造成金属（shǔ）液沸腾而产生机械粘砂。 

 (6)砂（shā）芯涂料浸入太浅，会直接引起机械粘砂。 

 (7)砂芯涂（tú）料的（de）高温（wēn）强度低。由于（yú）涂料中的粘（zhān）土不足，或是溶剂太多，以（yǐ）致粘结剂含量减少，造（zào）成涂（tú）料（liào）高温（wēn）强度降（jiàng）低而引起机械粘砂。 

 (8)芯砂混制不良，使砂芯个别部位强度过低，在浇注（zhù）时造成崩落，因而（ér）产（chǎn）生机械粘（zhān）砂。 

 (9)砂芯清扫和修整（zhěng）不良（liáng）时（shí），会直接造成机械粘砂。对砂芯加强检（jiǎn）验，这类缺陷是（shì）应该能够避（bì）免的。 

 (10)砂芯在浸（jìn）、喷涂料（liào）后（hòu）未再次烘干。与砂（shā）芯在砂型中吸湿（shī）返潮（cháo）一（yī）样，涂层不干（gàn）极易发生剥落与掉皮。 

 (11)芯盒不干净（jìng），会使（shǐ）芯砂（shā）粘附在芯（xīn）盒上，造成砂（shā）芯表面粗糙。质量优良的砂芯有（yǒu）致密的表（biǎo）面（miàn）层，芯盒（hé）不干净就得不到具有（yǒu）致密（mì）表面（miàn）层的优质砂芯。 

7、造型（xíng）

 (1)舂砂松软和（hé）紧实度（dù）不均匀。在（zài）大多数（shù）情况下（xià），舂砂紧实和紧实度（dù）均匀同样重要。然而，有（yǒu）时紧实度不均匀比砂型（xíng）整体松软（ruǎn）的危（wēi）害更（gèng）大。 

 (2)砂型修补不（bú）良（liáng）。砂型修补面粗糙疏松，会（huì）引起机械粘（zhān）砂;修型（xíng）过度或修补部位水分过高，也会造（zào）成金（jīn）属液（yè）沸（fèi）腾而引（yǐn）起机械粘（zhān）砂。 

 (3)补砂不良（liáng）的部位毛（máo）糙、疏（shū）松，会发生（shēng）机械粘砂。 

 (4)砂型涂（tú）料不（bú）匀或（huò）不足。 

 (5)表干型的（de）涂料干燥不（bú）匀或未充分烘干。 

 (6)脱模液用（yòng）量过多会削弱砂型表面强度（dù），促（cù）成金属液沸腾而产生铸（zhù）件（jiàn）机械粘砂。 

 (7)砂型涂料的波（bō）美（měi）度太低，涂料就会被砂型吸入，因而发生涂料掉皮、掉屑或剥（bāo）落而造成机械粘砂。 

 (8)模样表面覆盖的面砂量不足，这是常见的操作疏忽。 

 (9)冷热材料(砂芯、砂型、芯（xīn）撑、冷铁（tiě）等)接触到一起。冷热材料相遇，会使水（shuǐ）分凝聚。水分能（néng）引起（qǐ）沸腾（téng）型机械粘（zhān）砂（shā），同时大幅增加氧化物的生成速度，随后便会发生金属氧化（huà）物的渗（shèn）入。这是产生机械粘砂的一般原因，也是（shì）高（gāo）压（yā）造型产生机械（xiè）粘砂（shā）的主要原因。 

8、金（jīn）属成（chéng）分

 (1)易（yì）于形成流动（dòng）性好的金（jīn）属（shǔ）氧化（huà）物，流动性好的金属（shǔ）比表面张力高（gāo）或粘稠的金属更容（róng）易引起机械粘砂。 

 (2)合金中含有低熔点（diǎn）成（chéng）分，如铅（qiān）青铜中（zhōng）的（de）铅就（jiù）容易引起（qǐ）机械粘砂。因（yīn）为铅比母体金属温度还低很多时仍（réng）然（rán）处（chù）于（yú）流动状（zhuàng）态。 

 (3)需要高温浇（jiāo）注的合金。由于合金流动性好，容易（yì）产生机械粘砂。此外，因浇（jiāo）注温度高，加速了氧化物（wù）的生成速度，故更具有形成氧化性（xìng）机（jī）械粘砂的倾向。 

9、浇（jiāo）注

 (1)浇注温度过（guò）高时，不但会使金属（shǔ）液流动性提高，还（hái）会（huì）使金属液迅速（sù）氧（yǎng）化，因而加速了（le）氧（yǎng）化性机械粘砂的发（fā）生（shēng）。 

 (2)浇包抬（tái）得（dé）过高和（hé）上箱过高（gāo）一样，会形成过高的（de）金属压头，促使金（jīn）属或金属氧（yǎng）化物进入砂型的（de）孔（kǒng）隙中。