机械粘砂又称为金属液渗透粘砂，是由（yóu）液态金属或金属（shǔ）氧化物通过毛细（xì）管（guǎn）渗透或气相渗透方式钻（zuàn）入型腔表（biǎo）面砂粒间隙，在铸件表面形成的金属和砂（shā）粒机械混合的粘附层。清铲粘砂层时可见金（jīn）属光（guāng）泽。机（jī）械（xiè）粘（zhān）砂表面呈海绵状（zhuàng），牢固地粘附在铸件表面，多发生在砂型（xíng）和砂芯表面受热（rè）作用强烈（liè）及砂型紧实度（dù）低（dī）的部位，如浇冒（mào）口附近、铸（zhù）件（jiàn）厚大（dà）截面、内（nèi）角和（hé）凹槽（cáo）处。

机械粘砂不仅影响铸造铸件的外观质量，甚至引起报废（fèi），因此对铸件的（de）机械粘砂必须引起足够的重视，以提（tí）高产（chǎn）品（pǐn）成（chéng）品率。笔者结合多年的生产实践经验（yàn）并参（cān）阅有关资料，谈谈铸件（jiàn）机械（xiè）粘砂的产生原因及其（qí）防止措（cuò）施。 

1、铸（zhù）件和（hé）模（mó）样设计

如（rú）果铸件（jiàn）和模样的结构会（huì）使砂型具有尖角、悬伸或突出的形状（zhuàng），或具有扁薄的砂（shā）台（tái）或砂（shā）芯（xīn），则（zé）这种设计（jì）会促（cù）进机械粘砂产生。因为这类（lèi）结构（gòu）的铸件会使砂型、砂芯局部热量集中，其（qí）正常的性能受到破坏，砂型、砂芯表面提前溃散，熔融金属或（huò）金属氧化物易于渗入而（ér）产生机械粘砂。对此，可在（zài）热量集中的部位采用特（tè）殊砂（shā）型（xíng），如锆砂或橄榄石砂，以提高（gāo）其长时间受热或（huò）受高温辐照的能（néng）力。 

2、模样

 (1)模样的工艺设计不良，使砂型舂不紧实或紧实度不匀，会（huì）造成型腔表（biǎo）面粗糙或疏（shū）松，对产生机械粘砂有直接影响（xiǎng）。模样（yàng）的工艺设计常出（chū）现以（yǐ）下错误： 

①分模面选择不当，致使上（shàng）型过高，或在砂型中形成很深的型腔。 

②模样在模底板（bǎn）上的（de）位置布（bù）置不（bú）当，使凹陷处难（nán）于舂实，这可（kě）能是由于模样距箱壁太（tài）近，或模样排列（liè）过密所致。由于模（mó）样（yàng）排（pái）列过于拥挤，会引起铸件产生胀砂（shā），即使没有（yǒu）明（míng）显的（de）胀砂，也会（huì）发生机械粘砂。由（yóu）于产生缺陷的根源（yuán）相同（tóng），机械粘砂和胀（zhàng）砂会出现在同一个铸件上。 

③直浇道、冒口和（hé）横浇（jiāo）道的位置布置不当，会出现不易（yì）舂实（shí）的凹陷部位，这与浇冒口系统（tǒng）的布局有关（guān）。 

④起（qǐ）模斜度<1.5°时，即（jí）使整个砂型（xíng）的紧实度合适，也会使砂型表面撕裂（liè），易（yì）于使金属或金属氧化物渗入。 

(2)模样的工艺结构不良，导致金属液静压力（lì）过（guò）高（gāo）。由于静（jìng）压力的增高，砂型的（de）负（fù）荷也（yě）就加重，因此需要采用特殊的砂型或更紧（jǐn）实的（de）造型（xíng）方法（fǎ），以抵挡金属液对砂型的（de）渗透压力。 

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砂过（guò）软。 

产生（shēng）这些问（wèn）题的一般（bān）原（yuán）因如下： 

(1)箱带的位置不（bú）当，妨碍某些凹陷部位的舂实，因而导致砂型局部过（guò）软，引起胀砂或机械（xiè）粘砂。 

(2)因砂箱太小造成舂砂不（bú）实。 

(3)箱带位置不当，使直浇（jiāo）道和冒口不能放在合适的位置上，以致冒口或直浇道与（yǔ）模样间的型砂（shā）舂（chōng）不（bú）紧实。又因该（gāi）处必然造成热量集中（zhōng），使机械粘砂更（gèng）为严重。因此，如直浇道或冒口的位置不能改变，则（zé）必须将箱带割去一块或整个去掉。 

(4)上箱过（guò）高（gāo）。机械粘（zhān）砂通常与（yǔ）型腔表面的抗渗透能力及金属液的（de）静（jìng）压力有关，金属（shǔ）液压力的大小，与（yǔ）金属的（de）密（mì）度和上箱高度有（yǒu）关。如从铸件补缩需要（yào）出发，上箱应有一定高度，但（dàn）型（xíng）砂性（xìng）能（néng）也（yě）一定要随之加以改善。 

4、浇冒口系统（tǒng）

(1)浇冒口的（de）位置不当导致砂型局部过（guò）热，从而促使型（xíng）腔表面过早毁（huǐ）坏，金属液或在高温下形成（chéng）的金属氧化物（wù）就更容易渗入（rù）型（xíng）腔表面。 

这类情况较典型的例子有下列几（jǐ）种（zhǒng）: 

第（dì）yi，直浇道或（huò）冒口距型面过近，形成一个热（rè）节区，这一热节区的砂型如未舂实，则机械粘砂缺（quē）陷就会十（shí）分严重。 

第二，在一定的型腔（qiāng）表面上流过（guò）的金属液过（guò）多，会把型面加热（rè）到足（zú）以毁（huǐ）坏的程度（dù）。如果型（xíng）腔中初期（qī）凝固（gù）的（de）硬壳被后来流入的金（jīn）属液重（chóng）熔（róng），则（zé）粘砂（shā）就更为严重（chóng）。 

第（dì）三，在浇注时，凡能造成金属液压力过高的任（rèn）何因（yīn）素，均可能导致铸件产生机械粘砂。当金属液不仅压力（lì）高，而且温度也高时，情（qíng）况（kuàng）尤为严重。 

(2)直浇道、横浇道和内浇道（dào）的截面比（bǐ）例不当，使金属液在浇注时（shí）不断受到氧化，增加了金属氧化（huà）物的（de）数量，并导致对（duì）型砂的助（zhù）熔作用。在浇注过程中，浇注系统应始终充满金属液（yè），否（fǒu）则，在浇注（zhù）系统中的任何部位均能（néng）使（shǐ）金属液受到氧化（huà）。 

(3)冒（mào）口颈尺寸过大，将造成（chéng）其周围型砂过热，这（zhè）是（shì）一个较为普遍的问题。这一问题常是由（yóu）于冒口（kǒu）颈太（tài）长引起（qǐ）的，为了使冒口颈中金属液（yè）不（bú）致过早凝固，就不得不加（jiā）大颈部尺寸。如果因（yīn）为冒口颈设计不（bú）当（dāng）导致补缩不到，那么zui好是缩短冒口颈，以（yǐ）防止（zhǐ）凝固，而不是加大（dà）其尺（chǐ）寸。尺寸（cùn）较小的冒口颈，可以减少砂型受热。 

(4)浇口（kǒu）杯或直浇道设计不当，以致浇注时卷入空气造（zào）成金属（shǔ）液氧化，这通常（cháng）是（shì）由于湍流引起的，随（suí）着金（jīn）属液表面（miàn）氧化（huà）膜（mó）的不断积累会引起（qǐ）机械粘砂。 

5、型（xíng）砂

(1)原砂粒度（dù）分（fèn）布不均匀（yún），会造（zào）成砂型紧（jǐn）实度低，原砂的（de）粒度分布对砂型的zui大紧实度有直接影响。 

(2)型砂的流（liú）动性和成型性差。 

(3)壳型砂上树脂的覆膜太（tài）薄，会（huì）使型（xíng）壳的（de）局部强度降（jiàng）低和局部（bù）砂粒未被树（shù）脂覆（fù）盖（gài），往往由于这种简单的原因（yīn），使铸件发（fā）生（shēng）机（jī）械粘（zhān）砂。 

(4)铸型的透气性过高（gāo），这是型（xíng）砂颗（kē）粒（lì）太（tài）粗（cū）的（de）另（lìng）一种反映。透气性和紧实度是相互影（yǐng）响的两个因素。紧实度低则透气性好，反之亦然。 

(5)型砂中碳素材（cái）料或（huò）脱氧物质不足，会产生过多的金属氧化物，使（shǐ）氧化物（wù）湿润砂粒而易（yì）于渗入。

6、制（zhì）芯

(1)未（wèi）刷（shuā）涂料砂芯的砂粒太粗或粒度分布不佳（jiā），与原（yuán）砂（shā）粒度分（fèn）布不（bú）均匀一样，对产生机械粘砂有影响。 

(2)砂（shā）芯未舂实，与砂型未舂实的性质一样（yàng），对机械（xiè）粘砂有重大影响。 

(3)砂芯（xīn）表面粗糙或多孔，会引起机械粘砂（shā）。熔（róng）融金属或金属氧（yǎng）化物浸润（rùn）了（le）这（zhè）种（zhǒng）粗糙（cāo）的（de）或多孔的（de）表面后就会渗入砂芯。 

(4)砂芯在储存期间吸湿。对砂（shā）芯来说，水分过多更（gèng）为麻烦。因为砂芯水（shuǐ）分过（guò）多不易察觉。有的砂芯看（kàn）上去（qù）像是（shì）干的，但实际上（shàng）其水分仍然（rán）很高。 

(5)砂芯（xīn）在（zài）搬运时操作不慎，或在涂料尚处（chù）于湿态（tài）时搬运而招致破损或擦伤涂层。其后果是造成砂芯上的（de）涂料（liào）不够，以（yǐ）致不（bú）能（néng）阻止金属或金属氧（yǎng）化物（wù）渗入砂芯。涂料破损处就好像在砂芯上开了（le）一个出气孔一样，造成金属液沸腾而（ér）产（chǎn）生机（jī）械粘砂（shā）。 

(6)砂芯涂料浸入太浅，会直（zhí）接引（yǐn）起机械粘砂。 

(7)砂芯涂料（liào）的高温强度（dù）低（dī）。由于涂料中的粘土（tǔ）不足，或（huò）是溶剂（jì）太多（duō），以致粘结剂含量减少，造成涂料高温强度降低（dī）而引（yǐn）起机械（xiè）粘砂。 

(8)芯砂（shā）混制不良，使砂芯个别（bié）部位强度（dù）过低，在浇注时（shí）造（zào）成崩落，因而产生机械粘砂（shā）。 

(9)砂芯（xīn）清扫和修（xiū）整不（bú）良时，会直接造（zào）成机械粘（zhān）砂（shā）。对（duì）砂芯加强检（jiǎn）验（yàn），这类缺（quē）陷是应（yīng）该能够避免的。 

(10)砂（shā）芯（xīn）在浸（jìn）、喷涂料后未再（zài）次烘干。与（yǔ）砂芯在砂型中吸湿返潮一样，涂（tú）层不干极易发生剥落与掉皮。 

(11)芯盒不（bú）干净，会使芯砂粘附在芯盒上，造成砂芯表面粗（cū）糙。质量优良的（de）砂芯（xīn）有致密（mì）的（de）表面（miàn）层，芯盒不干净就得不到具有致（zhì）密（mì）表面层的优质砂芯。 

7、造型

(1)舂（chōng）砂松（sōng）软（ruǎn）和紧实度（dù）不均匀（yún）。在大多数情（qíng）况（kuàng）下，舂砂紧实和紧实度（dù）均匀同（tóng）样重要。然而，有（yǒu）时（shí）紧实度（dù）不均匀比砂型整（zhěng）体松（sōng）软（ruǎn）的危害更大。 

(2)砂型修补不良。砂型修（xiū）补面（miàn）粗糙疏松，会引起机械（xiè）粘砂;修型（xíng）过度或（huò）修（xiū）补部位水分过高，也（yě）会（huì）造成（chéng）金属液沸腾而引起机（jī）械粘砂。 

(3)补砂不良的部位毛糙、疏松，会发生机（jī）械粘砂。 

(4)砂型涂（tú）料不匀或不足。 

(5)表干型的涂料干燥不匀（yún）或未充分烘干。 

(6)脱模液用量过多（duō）会削弱（ruò）砂型表（biǎo）面（miàn）强度，促成金属（shǔ）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（rù），因而发生（shēng）涂料掉皮、掉屑（xiè）或（huò）剥落而造成机（jī）械粘砂。 

(8)模样表面覆盖的面砂量不足，这是（shì）常见（jiàn）的操作（zuò）疏忽。 

(9)冷热材料(砂芯、砂型、芯（xīn）撑、冷铁等)接触到一起。冷热材料相遇，会使水分凝聚（jù）。水分能引起沸腾型机械粘砂，同时（shí）大幅增加氧化物（wù）的生成（chéng）速（sù）度，随后便会发（fā）生金属氧（yǎng）化物的（de）渗入。这是产生机械粘砂（shā）的一般原因，也是高压造（zào）型产生机械粘砂的主要原因。 

8、金属成分

(1)易于形成流动性好的金属氧（yǎng）化（huà）物，流动性好的金属比表面张力高或粘稠的金属（shǔ）更容易引（yǐn）起（qǐ）机械（xiè）粘砂。 

(2)合金中含（hán）有低熔（róng）点成分（fèn），如铅青铜中的铅就容易引（yǐn）起机械粘（zhān）砂（shā）。因为铅（qiān）比母体金（jīn）属温度还（hái）低很多时仍然处于流动状（zhuàng）态。 

(3)需要高（gāo）温（wēn）浇注的合金。由于合金流动性好，容易产（chǎn）生机械（xiè）粘砂。此外，因浇注温度高（gāo），加速（sù）了氧化物的（de）生成速度，故更（gèng）具有（yǒu）形成氧（yǎng）化性机（jī）械粘砂（shā）的倾向。 

9、浇注

(1)浇（jiāo）注温度（dù）过高时，不但会使金属（shǔ）液（yè）流动性提（tí）高，还会使金属液迅速（sù）氧化，因（yīn）而加速了氧（yǎng）化性机（jī）械粘砂的发生。 

(2)浇包抬得过高（gāo）和上箱（xiāng）过（guò）高一样，会形成过高的金属压头，促使金（jīn）属或金属氧化物进（jìn）入砂型的孔隙中。