机（jī）械（xiè）粘砂（shā）又称为金属（shǔ）液（yè）渗透粘砂，是由液态金属或金属氧化物通过毛（máo）细管（guǎn）渗透或（huò）气相渗（shèn）透（tòu）方式钻入型腔表面砂粒（lì）间隙，在铸件表面形成的金属和砂粒机（jī）械混合（hé）的粘附层（céng）。清铲粘砂层时可见金属光泽。机械粘（zhān）砂表面呈海绵（mián）状，牢固地粘附在铸件（jiàn）表面，多发生在砂型和（hé）砂（shā）芯表（biǎo）面（miàn）受热作用强烈及砂（shā）型紧实度低（dī）的部（bù）位，如浇冒口附近、铸件厚大截面、内（nèi）角和凹（āo）槽处。

机械粘（zhān）砂不仅（jǐn）影响铸造铸件的外观质量，甚至引起报废，因此对铸件的（de）机械粘砂必须引（yǐn）起（qǐ）足够的重视，以提高产（chǎn）品成（chéng）品（pǐn）率。笔者结合多年的（de）生产实践经（jīng）验并参阅有（yǒu）关资料，谈谈铸件机械粘砂的产生原（yuán）因（yīn）及其防止措施。 

1、铸件和模样设计

如果（guǒ）铸（zhù）件（jiàn）和（hé）模（mó）样的结构会使（shǐ）砂型具有尖角（jiǎo）、悬伸或突出的形状，或具有扁薄的砂台或砂芯（xīn），则这种设计会促进机械粘砂产生。因为这类结（jié）构的（de）铸件（jiàn）会使砂型、砂芯局部热量集中（zhōng），其正常的性能受到破坏，砂型、砂芯表面提前溃散，熔融（róng）金属或金属（shǔ）氧化物易于渗入（rù）而产生机械（xiè）粘砂（shā）。对（duì）此（cǐ），可在热量集中的（de）部位采（cǎi）用特殊（shū）砂型，如锆砂或橄榄石砂，以（yǐ）提高（gāo）其（qí）长（zhǎng）时（shí）间受（shòu）热或（huò）受（shòu）高温辐照的能力。 

2、模样

 (1)模样的工艺设计不良（liáng），使砂（shā）型舂不紧实或紧实度不（bú）匀（yún），会造成型腔表面粗糙或疏松，对产生机（jī）械（xiè）粘砂有直接影响（xiǎng）。模（mó）样的工艺设计常出现以下错误： 

①分模面（miàn）选择不当，致（zhì）使上型过（guò）高，或（huò）在砂型中形成很深的型（xíng）腔。 

②模样在模底板上（shàng）的位置（zhì）布置不当，使凹陷处难于舂实，这（zhè）可能是由于模样距箱壁太近，或模样排列过密所致。由于模样排列（liè）过于拥（yōng）挤，会引起（qǐ）铸件产生胀砂，即使（shǐ）没（méi）有明显的胀砂，也（yě）会发生机械粘砂。由于产生（shēng）缺陷的根源相同，机械粘砂和胀（zhàng）砂会出现（xiàn）在同一个铸件上（shàng）。 

③直浇道、冒口和横（héng）浇道的位（wèi）置布（bù）置不当，会出（chū）现（xiàn）不易舂（chōng）实的凹陷（xiàn）部位，这与（yǔ）浇冒口系统（tǒng）的布（bù）局有关。 

④起模斜度<1.5°时，即使整个砂型的紧实度合适，也（yě）会使砂型表面撕裂，易于使金属或金属氧（yǎng）化物渗入。 

(2)模样的工（gōng）艺结构不良，导致金属液静压（yā）力过高。由于静压力的增高，砂型的（de）负荷也就加重，因此需要（yào）采用特殊的（de）砂型或更紧实（shí）的（de）造型（xíng）方法，以抵（dǐ）挡金属液对砂型的（de）渗透压力。 

3、砂箱

砂（shā）箱的（de）设计及构（gòu）造不（bú）合理，致使砂（shā）型紧实度不匀（yún）或舂砂过软。 

产生这些问题（tí）的一（yī）般（bān）原因（yīn）如下： 

(1)箱带的位置不当，妨碍某些凹陷部位的舂实，因而导（dǎo）致（zhì）砂型局部过软（ruǎn），引起胀砂或机械粘砂。 

(2)因（yīn）砂箱太小造成舂砂不实。 

(3)箱带位置不当，使直浇道和冒口不能放在合适的（de）位（wèi）置上，以致冒（mào）口或直浇道与（yǔ）模样间的型砂舂不（bú）紧实。又因该处必然造成热量（liàng）集中，使机械粘砂更为严重。因此（cǐ），如直（zhí）浇道或冒（mào）口的位置不能改变，则必须将（jiāng）箱带割去一块（kuài）或整个去（qù）掉。 

(4)上箱过高。机械粘（zhān）砂通（tōng）常与型（xíng）腔表面的抗渗透能力及金属液的静压力有关，金属液压力的大小，与（yǔ）金属的密（mì）度和上箱高度有关。如从（cóng）铸件补缩需要出（chū）发（fā），上（shàng）箱（xiāng）应有一（yī）定（dìng）高度，但（dàn）型砂（shā）性能也（yě）一定（dìng）要随之（zhī）加以改善。 

4、浇（jiāo）冒（mào）口系统

(1)浇（jiāo）冒口的位置不当导致砂型局部过热，从（cóng）而促使型腔表面过（guò）早毁坏，金属液或（huò）在（zài）高温下形成的（de）金属（shǔ）氧化物就更容（róng）易渗（shèn）入型腔表面。 

这类情况较（jiào）典型的例（lì）子有下列几（jǐ）种: 

第（dì）yi，直浇道（dào）或冒口（kǒu）距型面过近，形成一个热节区，这一热节（jiē）区的砂型如（rú）未舂（chōng）实，则机械粘砂（shā）缺（quē）陷就会十（shí）分（fèn）严重。 

第二（èr），在一定（dìng）的型腔表面上流过的金属液过多，会把型面加热到足（zú）以毁坏（huài）的程度。如果型腔中初期凝固的硬壳被后来流入的金属液重（chóng）熔（róng），则（zé）粘砂就（jiù）更为严重。 

第三，在浇注（zhù）时（shí），凡能造（zào）成（chéng）金属液压力（lì）过高的（de）任何因素，均可能（néng）导（dǎo）致铸件（jiàn）产生机械（xiè）粘砂。当金属（shǔ）液不仅压（yā）力高（gāo），而且温度（dù）也高（gāo）时，情况尤为严重。 

(2)直浇道、横浇道和（hé）内浇道的截（jié）面比例不当，使金（jīn）属液在浇注时（shí）不断受到氧化，增加了金（jīn）属氧（yǎng）化物的数（shù）量，并导致对型砂（shā）的助熔作用。在浇注（zhù）过（guò）程中，浇注系统应始终充满金属液，否则，在浇注系统中的任何部位均能使金属（shǔ）液受到氧化。 

(3)冒口颈（jǐng）尺寸过大，将造成其周（zhōu）围型（xíng）砂过热（rè），这是一个（gè）较为普遍的问题（tí）。这（zhè）一问题常是（shì）由于冒口（kǒu）颈太长引起的，为了使冒（mào）口颈（jǐng）中金属（shǔ）液不致过早凝固，就不得（dé）不加（jiā）大颈部尺寸（cùn）。如果因为冒口（kǒu）颈设计不当导致（zhì）补缩不到，那么zui好是缩（suō）短冒口颈（jǐng），以防止（zhǐ）凝固，而（ér）不是加大其尺寸。尺寸较小的冒口颈，可以减少砂型受热。 

(4)浇口（kǒu）杯或直浇道设（shè）计不（bú）当，以（yǐ）致浇注（zhù）时卷入空气造成金属（shǔ）液氧（yǎng）化，这通常是由于（yú）湍（tuān）流（liú）引起（qǐ）的（de），随（suí）着（zhe）金（jīn）属液表面氧化（huà）膜（mó）的不断积累会引（yǐn）起（qǐ）机（jī）械粘砂。 

5、型砂

(1)原砂粒度分布不均匀，会造成（chéng）砂型紧实度低，原砂的（de）粒度分布对砂型的zui大紧实度有直接影响。 

(2)型砂的流动性（xìng）和成型性差。 

(3)壳型砂（shā）上树（shù）脂的覆膜太薄，会使型壳（ké）的局（jú）部（bù）强度降（jiàng）低和（hé）局部砂粒未被（bèi）树（shù）脂覆盖，往往由于这种（zhǒng）简单的原因，使铸件发生机（jī）械（xiè）粘砂。 

(4)铸型的透气性过高，这是（shì）型砂颗粒太粗（cū）的另一种反映（yìng）。透气（qì）性（xìng）和紧实度是相（xiàng）互影响的两个（gè）因素。紧实度低则透气性好（hǎo），反之亦然。 

(5)型砂中碳素材料或脱氧物质（zhì）不足（zú），会产生过多（duō）的金属氧化（huà）物，使氧化物（wù）湿润砂粒而易于（yú）渗（shèn）入。

6、制芯

(1)未刷涂（tú）料砂芯的砂（shā）粒太（tài）粗或粒度分布不佳，与原砂粒度分布不均匀（yún）一（yī）样，对产生机（jī）械粘砂（shā）有影响。 

(2)砂芯（xīn）未舂实（shí），与砂（shā）型未舂实的（de）性质一样，对机械粘砂（shā）有重大影响。 

(3)砂芯表（biǎo）面（miàn）粗糙（cāo）或多孔，会引起机械粘（zhān）砂。熔（róng）融金属（shǔ）或金属氧化物浸润了这种粗糙的（de）或多孔的表面后就会（huì）渗入砂芯。 

(4)砂芯（xīn）在储存期间吸湿。对砂芯（xīn）来说，水分过多更为麻烦。因为砂芯水分（fèn）过多不易察觉。有的（de）砂芯看上去像（xiàng）是干的，但实（shí）际上其水分仍然很高。 

(5)砂芯在搬运时操（cāo）作不慎，或（huò）在涂料尚（shàng）处于湿态（tài）时（shí）搬（bān）运而招（zhāo）致破（pò）损或擦伤涂层（céng）。其后果是造成砂芯（xīn）上（shàng）的涂料不够，以致不能阻止（zhǐ）金属或（huò）金（jīn）属氧化物渗（shèn）入砂芯。涂料破损处就好像在砂芯上开了一个出气孔一（yī）样，造成金属液（yè）沸腾而产生机械粘砂。 

(6)砂芯涂料浸（jìn）入太浅，会直（zhí）接引起机械粘（zhān）砂。 

(7)砂（shā）芯涂料的（de）高温（wēn）强度低。由于涂（tú）料（liào）中的粘土不足，或是（shì）溶剂太多，以致粘结剂含量减少，造成涂料高（gāo）温（wēn）强度降（jiàng）低（dī）而引起机械（xiè）粘砂。 

(8)芯砂混制不（bú）良，使砂芯（xīn）个别（bié）部位强度过低（dī），在浇注时造（zào）成崩（bēng）落，因而产生机（jī）械粘砂。 

(9)砂（shā）芯清扫和修整不良时，会直接造成机（jī）械粘砂。对砂芯（xīn）加（jiā）强检验，这（zhè）类缺陷是应该（gāi）能够（gòu）避免（miǎn）的。 

(10)砂芯（xīn）在浸（jìn）、喷（pēn）涂料后未再次烘干。与砂芯（xīn）在（zài）砂（shā）型中吸（xī）湿返潮一样，涂（tú）层不干（gàn）极易发生剥（bāo）落与掉皮。 

(11)芯盒（hé）不干净，会（huì）使芯砂粘附（fù）在芯盒上，造成砂芯表（biǎo）面粗糙。质量优良的（de）砂芯有致密的表（biǎo）面层，芯盒（hé）不干净就（jiù）得不到具有（yǒu）致（zhì）密表面层的优质砂芯。 

7、造型

(1)舂（chōng）砂松软（ruǎn）和紧（jǐn）实度（dù）不均匀。在大多数情（qíng）况下，舂砂紧实（shí）和紧实度均匀（yún）同样重要。然而（ér），有时紧（jǐn）实度不均匀比砂型整体松软的危害（hài）更大。 

(2)砂型（xíng）修补（bǔ）不良。砂（shā）型修补面粗糙（cāo）疏松（sōng），会引（yǐn）起机械粘砂;修型过度或修补部位水分过高，也会造成金（jīn）属液（yè）沸腾而引起机械粘砂。 

(3)补砂（shā）不（bú）良的部（bù）位毛糙、疏（shū）松，会（huì）发生机械粘砂。 

(4)砂型涂料不匀或不足。 

(5)表干型的涂料干燥不匀或未（wèi）充分（fèn）烘干。 

(6)脱模液用量过多会削（xuē）弱砂型（xíng）表面强度，促成金属（shǔ）液（yè）沸腾而产生铸件机械（xiè）粘（zhān）砂。 

(7)砂型涂料（liào）的波美度（dù）太低，涂（tú）料就（jiù）会被砂（shā）型吸入，因而发生涂料（liào）掉皮（pí）、掉（diào）屑或剥落（luò）而造（zào）成机械粘砂。 

(8)模样（yàng）表面覆盖的面（miàn）砂量不足，这是常见的操作疏忽。 

(9)冷热材料(砂芯、砂型（xíng）、芯撑、冷铁等)接触到一起。冷热材料相（xiàng）遇（yù），会使（shǐ）水分凝聚。水分能引起沸（fèi）腾（téng）型机械粘（zhān）砂（shā），同时大幅（fú）增加氧化物（wù）的生成速度，随后便会发生金（jīn）属氧（yǎng）化物（wù）的渗入。这是（shì）产（chǎn）生（shēng）机（jī）械（xiè）粘砂的一（yī）般原因（yīn），也是高压（yā）造型产生机械粘砂的（de）主要（yào）原因。 

8、金属成（chéng）分（fèn）

(1)易于形成流动性（xìng）好的金属氧（yǎng）化物，流动性好的金属比表面张力（lì）高或粘稠的金属更容易引起机械粘（zhān）砂。 

(2)合金中含有低熔点成分，如铅青铜（tóng）中的铅（qiān）就容易（yì）引起机械（xiè）粘砂。因（yīn）为（wéi）铅比母体金属温度还低很多时仍（réng）然处于流动状态。 

(3)需要高（gāo）温浇注的合（hé）金。由于（yú）合金（jīn）流动性好，容易（yì）产（chǎn）生机械（xiè）粘砂。此外，因浇（jiāo）注温度高，加（jiā）速（sù）了氧化物的生成速度，故（gù）更具有形成氧化（huà）性（xìng）机械粘砂的倾向。 

9、浇注

(1)浇注温度过高时，不但会使金属（shǔ）液流动性提（tí）高，还（hái）会使金属液迅速氧化（huà），因而加速了氧化性机械粘砂的发生。 

(2)浇包抬得过高和上箱过（guò）高（gāo）一（yī）样，会形成（chéng）过高的（de）金属压头，促使金属或金（jīn）属氧（yǎng）化物进入砂型的孔隙中（zhōng）。