机械粘砂又称为（wéi）金属液渗透粘砂，是由液态金（jīn）属或金属氧化物通过毛细（xì）管渗透或气相（xiàng）渗透方式钻入（rù）型腔（qiāng）表面（miàn）砂粒间隙，在铸件（jiàn）表面形成的金属和砂粒机械混（hún）合的粘附层。清（qīng）铲（chǎn）粘（zhān）砂层时（shí）可见金属光（guāng）泽。机械粘砂表面呈海绵状（zhuàng），牢固地（dì）粘附在铸件（jiàn）表面，多发生在砂型（xíng）和（hé）砂芯表面受热作用（yòng）强烈及砂型紧实度低的部（bù）位（wèi），如浇冒口附近、铸件厚大（dà）截（jié）面、内（nèi）角和凹槽处。

机械粘砂（shā）不（bú）仅影响（xiǎng）铸造铸件的（de）外观质量，甚至引起报废，因此（cǐ）对铸件的机械粘砂必须引起足够的重视，以提高产品成品率。笔者结（jié）合多年的生产实践经验并参阅有关（guān）资料，谈（tán）谈铸件（jiàn）机械粘砂的产生原因（yīn）及其防止（zhǐ）措施。

1、铸件（jiàn）和模样（yàng）设计

如果铸（zhù）件（jiàn）和模样的结构会使（shǐ）砂型具（jù）有尖（jiān）角、悬伸或突出的形状（zhuàng），或具有扁薄（báo）的砂台或砂（shā）芯，则这（zhè）种（zhǒng）设计会促进机械粘砂产（chǎn）生。因为这类（lèi）结构的铸（zhù）件会使砂型、砂芯局部（bù）热量集中，其正常的性能受到破坏，砂型、砂（shā）芯（xīn）表面提（tí）前溃（kuì）散，熔融金属或金属氧化（huà）物易（yì）于渗入（rù）而产（chǎn）生机械粘砂。对此，可在（zài）热量集中的部位（wèi）采（cǎi）用特殊砂型（xíng），如锆砂或橄榄石砂，以提高（gāo）其长时间受（shòu）热（rè）或受高温辐照的能力。 

2、模样

 (1)模样的工艺设计不良，使（shǐ）砂型舂不（bú）紧实或紧实度不（bú）匀，会造成型腔表面粗（cū）糙或疏松，对产生机械粘砂有直接影响（xiǎng）。模样（yàng）的工艺设（shè）计常出现以下错误： 

一是分模面选择不当（dāng），致使上型过（guò）高，或在砂型中形成很深的（de）型（xíng）腔。 

二是模样在模底板上的位（wèi）置布置不当（dāng），使凹陷处难于舂（chōng）实，这可能是由于模样距箱壁太近（jìn），或模样排列过密所致。由于模样（yàng）排列过于拥挤（jǐ），会引起铸件产生胀（zhàng）砂，即使（shǐ）没有明显的胀砂，也（yě）会发（fā）生机械粘砂。由于（yú）产生缺陷的（de）根源相（xiàng）同，机（jī）械粘砂和胀砂会出现在同一个铸件上。 

三是（shì）直浇道、冒口（kǒu）和横浇（jiāo）道的（de）位（wèi）置布置不当，会出现不易舂（chōng）实的（de）凹陷部位，这与浇冒口系（xì）统的布局有关。 

四是起模斜度<1.5°时，即使整个砂型的（de）紧（jǐn）实度合适，也会使砂（shā）型表面撕裂，易于（yú）使金属或金属氧化物（wù）渗（shèn）入。 

 (2)模样的（de）工（gōng）艺（yì）结构（gòu）不良，导（dǎo）致金（jīn）属液静压力（lì）过高。由（yóu）于静压力（lì）的增高，砂（shā）型的负（fù）荷也就加重，因此需要（yào）采用特殊的砂型（xíng）或更紧（jǐn）实的造（zào）型（xíng）方法，以（yǐ）抵挡金属（shǔ）液对砂型（xíng）的渗（shèn）透压力（lì）。 

3、砂箱

砂箱的（de）设计（jì）及构造不合理，致使砂型紧实度不匀或舂砂过软。 

产生这些问题的一般原因如下： 

 (1)箱带的位置不当（dāng），妨碍某些凹陷部位（wèi）的舂实（shí），因而导（dǎo）致砂型（xíng）局部过软（ruǎn），引（yǐn）起胀砂或机（jī）械粘砂。 

 (2)因砂箱太小造成舂（chōng）砂不实。 

 (3)箱（xiāng）带位置不当，使直（zhí）浇道和冒口不能放在（zài）合适的（de）位置上，以致冒口或直浇道与模样间的型（xíng）砂舂不（bú）紧实。又因该处必然造成热量集中，使机械粘（zhān）砂更为严重。因此，如直浇道或（huò）冒口的位置不能改变（biàn），则必（bì）须将（jiāng）箱带割去（qù）一块或整个去掉。 

 (4)上箱过高。机械粘砂通常与型（xíng）腔表（biǎo）面的抗渗透能力及金属（shǔ）液（yè）的静压（yā）力有关，金（jīn）属（shǔ）液压力的（de）大小，与金属的密度和（hé）上箱高度有关。如从铸件（jiàn）补缩需要出发，上箱应有一定高度（dù），但（dàn）型砂性能也一定（dìng）要随之加以改善。 

4、浇冒口（kǒu）系统（tǒng）

 (1)浇冒口的位置（zhì）不当（dāng）导致砂型局部过热，从而促使型腔表面过（guò）早毁坏，金属液或在高温下形（xíng）成的金属氧化物（wù）就更容易渗入型腔表面。 

这类情况较（jiào）典型的例子（zǐ）有下列（liè）几种: 

第yi，直浇道（dào）或冒口距型面过（guò）近，形成（chéng）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十分严重。 

第二，在（zài）一定的（de）型腔表面上流过（guò）的金属（shǔ）液（yè）过多，会把型面加热到足以毁坏（huài）的程度。如果型腔中（zhōng）初期凝固的硬壳（ké）被（bèi）后来流入的金属液（yè）重熔，则（zé）粘砂就更为严重。 

第三，在浇注时，凡能（néng）造（zào）成金属（shǔ）液压力过高的任何因素，均可能导致铸件产生机（jī）械粘砂。当金（jīn）属液不仅（jǐn）压力高，而且温度也高时（shí），情（qíng）况尤为严重。 

 (2)直浇道（dào）、横浇（jiāo）道和内浇道的截面比例不当，使金属液在浇注时不断受到氧化（huà），增加（jiā）了金属（shǔ）氧化（huà）物的数量（liàng），并导致对（duì）型（xíng）砂的助熔（róng）作用。在浇注过程中（zhōng），浇注系统应始终充满（mǎn）金（jīn）属液，否则（zé），在浇注系统中的（de）任何部位（wèi）均（jun1）能使（shǐ）金属液受到氧化。 

 (3)冒口颈尺寸过大，将造（zào）成其周围型砂过热（rè），这是一个（gè）较为普遍的问题。这（zhè）一问题常（cháng）是由于冒（mào）口颈太长引起（qǐ）的，为了使冒口颈中（zhōng）金属液不致过早（zǎo）凝固（gù），就不得不加大颈（jǐng）部（bù）尺寸。如果（guǒ）因为冒（mào）口（kǒu）颈设（shè）计不当导致补缩不到（dào），那么zui好（hǎo）是缩短（duǎn）冒口颈，以防（fáng）止凝固，而不（bú）是加大其尺寸。尺寸较小（xiǎo）的冒口颈（jǐng），可以减少砂型（xíng）受热。 

 (4)浇口杯或（huò）直浇道设计不当，以致浇注时卷入空气造成金属液氧化，这通常是由于湍流引起的，随着金属液表面氧化膜的不（bú）断积累会引起机械粘砂。 

5、型砂

 (1)原砂（shā）粒度分布不均（jun1）匀，会造（zào）成（chéng）砂型紧实度低，原砂的粒度分布对砂型的zui大紧实度有直接影响。 

 (2)型砂的流动性和成型性差。 

 (3)壳型砂（shā）上树脂（zhī）的（de）覆（fù）膜太薄，会（huì）使型壳的（de）局部强度（dù）降低和局部（bù）砂粒（lì）未被树脂覆（fù）盖，往往由于这种简（jiǎn）单的原因，使铸件发生（shēng）机械（xiè）粘砂。 

 (4)铸型的透（tòu）气性过高，这是（shì）型砂（shā）颗（kē）粒太粗的另一种（zhǒng）反映（yìng）。透气性（xìng）和（hé）紧实（shí）度是相互影响的两个因素。紧实度（dù）低则透气性好，反之亦然。 

 (5)型砂中碳素材料（liào）或脱氧物质不足（zú），会（huì）产生过多的金属氧化物，使（shǐ）氧化（huà）物湿润砂粒而易于渗入。 

6、制芯

 (1)未刷涂（tú）料（liào）砂芯（xīn）的砂粒太粗或粒度分（fèn）布（bù）不佳，与原砂粒度分（fèn）布不（bú）均（jun1）匀一样，对产（chǎn）生机（jī）械粘砂有（yǒu）影（yǐng）响。 

 (2)砂芯未舂（chōng）实，与（yǔ）砂型未舂实的（de）性（xìng）质一样，对（duì）机械粘砂（shā）有重（chóng）大影响。 

 (3)砂芯表面（miàn）粗糙或多孔，会引起机械粘砂。熔融金属或（huò）金属（shǔ）氧化物浸润了这（zhè）种粗糙的或多孔的表面后就会渗入砂芯。 

 (4)砂芯在储（chǔ）存（cún）期间吸湿。对砂芯来说，水分（fèn）过多更（gèng）为麻烦。因（yīn）为砂芯水（shuǐ）分过多不易察觉。有的砂芯看上去像是干的（de），但实际上其水分仍（réng）然很（hěn）高。 

 (5)砂芯（xīn）在搬运时操（cāo）作不（bú）慎，或在涂料尚处于湿态（tài）时搬运而招致破损或（huò）擦伤涂层。其后果是造成砂芯上的涂料不够，以致不能（néng）阻（zǔ）止金属或金属氧化（huà）物渗（shèn）入砂芯。涂料破损处就好像在砂芯上开了一（yī）个出气孔一样，造成金属液沸（fèi）腾而产生机械粘砂。 

 (6)砂芯涂料浸入太浅，会直接引起机械粘（zhān）砂。 

 (7)砂芯（xīn）涂料（liào）的高温强度低。由于（yú）涂料（liào）中的粘土不（bú）足，或是溶剂（jì）太多，以致粘（zhān）结（jié）剂含量减少，造成涂料高温强（qiáng）度降低而引起（qǐ）机械粘砂。 

 (8)芯砂混制不良，使（shǐ）砂芯（xīn）个别（bié）部位强度过低，在浇（jiāo）注时造成崩落，因而产生机械粘砂。 

 (9)砂芯（xīn）清（qīng）扫和修整不良时，会（huì）直接造成机械粘砂。对砂芯加强检验，这（zhè）类缺陷是应该能够避免的。 

 (10)砂芯在浸、喷涂料（liào）后未再（zài）次（cì）烘干（gàn）。与（yǔ）砂（shā）芯在砂型中吸（xī）湿返潮一样，涂（tú）层不（bú）干（gàn）极（jí）易发（fā）生（shēng）剥（bāo）落与掉皮。 

 (11)芯盒不干净，会使芯砂粘附在芯（xīn）盒上，造成砂芯表面（miàn）粗糙。质量（liàng）优良（liáng）的砂芯有（yǒu）致密的表（biǎo）面层，芯盒（hé）不（bú）干净就得不到具有致密表面（miàn）层的优质砂（shā）芯。 

7、造型

 (1)舂砂松软和紧实度不均匀。在大多数（shù）情况下（xià），舂（chōng）砂紧（jǐn）实（shí）和（hé）紧实度均匀（yún）同样重要。然而，有时紧实度不均匀比（bǐ）砂（shā）型整体松软的危害更大。 

 (2)砂型修补不良。砂型（xíng）修补面粗（cū）糙疏松，会引起（qǐ）机械粘（zhān）砂;修型过度或修补部位水分过（guò）高，也会造成金属液沸腾而引（yǐn）起机械粘（zhān）砂。 

 (3)补砂不良的部位毛糙（cāo）、疏松（sōng），会发生机（jī）械粘砂。 

 (4)砂型涂（tú）料不（bú）匀或不（bú）足。 

 (5)表干型（xíng）的涂料干燥不匀（yún）或未充分烘干（gàn）。 

 (6)脱模液用量过多会削（xuē）弱（ruò）砂型表面强度，促成金属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（huì）被砂型吸（xī）入，因而发生涂料掉皮、掉屑或（huò）剥落而造成（chéng）机械（xiè）粘砂（shā）。 

 (8)模样表面覆盖的面砂量不足，这是（shì）常见的操（cāo）作疏忽（hū）。 

 (9)冷热材（cái）料(砂芯、砂（shā）型、芯撑、冷铁等)接触到一起。冷（lěng）热材料相遇（yù），会（huì）使（shǐ）水分凝聚。水分能引起沸（fèi）腾（téng）型机械粘砂，同时大（dà）幅增加（jiā）氧化物的生成速度，随（suí）后便会发生金属（shǔ）氧化物（wù）的渗入。这（zhè）是（shì）产生机械粘（zhān）砂的一（yī）般原因，也（yě）是（shì）高压造型产生机械粘砂的主要原因（yīn）。 

8、金属成分

 (1)易于形成（chéng）流动性好的金属（shǔ）氧（yǎng）化物，流动性好（hǎo）的金属比表（biǎo）面张力（lì）高或粘稠的金属更容易引起机械粘（zhān）砂。 

 (2)合（hé）金中含有低熔点成分，如（rú）铅青铜（tóng）中的铅就容易引起机（jī）械粘砂。因为铅（qiān）比母体金属温度还（hái）低很多时仍然（rán）处（chù）于流动状（zhuàng）态。 

 (3)需要（yào）高温浇注的合金。由于合金流动性（xìng）好（hǎo），容易产生机械粘砂。此外，因（yīn）浇注温度高，加速了氧化物的生（shēng）成速度，故更具有（yǒu）形成氧化性机械粘砂的倾向。 

9、浇注

 (1)浇（jiāo）注（zhù）温度（dù）过（guò）高（gāo）时，不但（dàn）会使金属液流（liú）动性提（tí）高，还会使（shǐ）金属液（yè）迅速氧化，因而加速（sù）了（le）氧化性机械（xiè）粘砂的发生。 

 (2)浇包抬（tái）得过高和（hé）上箱过高一样，会形（xíng）成过高的（de）金属（shǔ）压头，促使金属或金属氧化物（wù）进（jìn）入砂型的孔（kǒng）隙中（zhōng）。