1湿型砂的性能要求
5. 第1章 湿型砂
铸造用硅砂分级：
根据国家标准GB/T9442—1998的规定，铸造用硅砂 按SiO2含量可分为五级。
表1-1 铸造用硅砂按SiO2含量分级
分级代号
98
96
93
90
85
w(SiO2)(%) ≥98
≥96
≥93
≥90
≥85
分级代号
0.2
0.3
0.5
1.0
2.0
w泥分(%)
≤0.2
≤0.3
≤0.5
≤1.0
3.湿型铸造法
基本特点：型（芯）无需烘干，不存在硬化过程。 主要优点：
生产灵活，效率高，成本低，周期短； 易实现机械化和自动化； 省烘干设备、燃料、电力及空间； 砂箱使用寿命长； 容易落砂。 主要缺点：易夹砂结疤、粘砂、气孔、砂眼、胀砂等。 应用范围：流水生产和手工造型 500Kg以下的铸件 。
4.表干型铸造法
• 影响因素：拉应力、受力破碎前的变形量。
• 变形量：在测定型砂抗拉强度时，试样破碎前的变形， 一般很小。
韧性：型砂的湿压强度（MPa）×变形量（cm）×乘
1000。它表示了型砂由于塑性变形而能吸收能量的性质。
• 韧性的测定 • 落球法：标准抗压试样、
φ50mm，510克钢球，12.7mm 的筛。 • 破碎指数：留在筛网上的型 砂质量占试样质量的比值。 • 表示在冲击条件下的韧性 • 高，表示型砂的起模性好， 过高，流动性差，不够致密。
• 2.1 水分、最适宜干湿程度和紧实率
• （1）水分： 型砂中含水质量百分数
• 测定：称50g型砂，红外烘干105-110℃，4-8min至恒重， 称量质量变化。
•
X=（G-G1）/G×100%
常用型砂种类
机器造 )’ %’&()*& &.,/&.&.* * — ,.-/*.+ — 2&/)+& ’-/%& +.— — 型活化砂， 铸造机床 铸件
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第三篇
造型材料
配 比 （!） 碳酸钠 煤 粉 （以膨润 其他 土为基） 含水量紧实率 （ ! ）（ ! ） 性 湿 压 热湿拉 透气性 强 度 强 度 能 含泥量 用 其 他 途
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煤粉 ) + - .,’ + -,’
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表.5)5序 号 旧 砂 新 砂
工厂有色合金铸件湿型砂配方及性能实例
第三篇
造型材料
配 比 （ !） 他 含水量 （ !） 性 透气性 能 湿压 紧实 用 途 强度 率 （ !） （"#$） 小型铸 钢件 3 &’’"4 碳 钢件 3 &’’"4 耐 热钢件
序 号 旧 砂
新 砂 膨润土 碳酸钠 糊 精 其 粒度组别 加入量 &’’()’’ &’’ * + && ’,) ’,) + ’,—
震击造 %* *( ,( 0/()-/( — — ./()2/( — !’( 2*)*0 — — — 型背砂， 铸 造灰铸铁 缸体 黏土 0( 2( 0(+.( -( &)’ — %)0 木屑 手工造 2/.)&/. — 1 ,.( &()*( — ,(),. — 型， 铸造灰 铸铁大件
(1)湿型砂的性能要求
湿型砂的性能为了保证湿型铸件具有良好的表面质量，必须使用良好性能的型砂。
本文将介绍高质量湿型砂的性能要求、工厂实际应用实例，并分析型砂性能与铸件品质之间的关系。
一般认为使用造型紧实压力150～400kPa的普通震压式造型机，砂型平面硬度才只有70～80度，垂直面下端硬度可能只有50～60度，铸件局部极易产生缩孔、缩松、胀砂和粘砂缺陷。
由于砂型平均密度仅1.2～1.3 g/cm3，称为低密度造型或低压造型。
为了克服上述缺点，出现了气动微震造型机，在压实的同时增添了震动作用，改善了砂型紧实时型砂的流动性能，使压实比压几乎相当于提高了一倍，达到400～700kPa左右，砂型平面硬度大约为80～90度，平均密度可能在1.4～1.5g/cm3范围内。
密度比较均匀，减少了局部缩松、胀砂和粘砂缺陷。
近代化造型机的压实比压有可能提高到700kPa或稍高，所得到砂型表面硬度大约为90～95度，平均密度可达1.5～1.6g/cm3，称为高密度造型方法。
高密度造型的生产效率高、铸件尺寸精度高，机械加工余量少。
应用多触头高压、气冲、挤压（即垂直分型无箱射压造型）、射压、静压等造型机制成砂型都可能达到上述的紧实密度，因而国内外应用日益普遍。
为了具体说明湿型砂的性能和控制范围，本文数据搜集大部分取自上世纪90年代中外公开发行刊物。
还有一部分数据是由国内各工厂的工程师提供的，凡属未正式发表过的都不注明工厂名称，所列举数据只是当时情况，并不代表目前实际状况。
本文中各种性能排列顺序基本上按照日常检验的顺序和常用性。
有关型砂检测方法另有专门文章中介绍。
1 紧实率和含水量型砂的手感干湿程度是极为重要的性能，它反映型砂是否处于最适宜的造型状态。
直到1969年才找到如何用数值衡量型砂干湿程度的方法，即测定型砂的紧实率。
湿型砂不可太干，紧实率不可过低，因为型砂中膨润土未被充分润湿，性能较为干脆，起模困难，砂型易碎，表面的耐磨强度低，铸件容易生成砂孔和冲蚀缺陷。
高密度湿型的型砂原材料品质要求
高密度湿型的型砂原材料品质要求于震宗（清华大学）2002年5月摘要高密度湿型对型砂的原材料提出比较高的要求。
应当选购高品质的膨润土和煤粉。
使用淀粉的铸造工厂应注意其中是否含有杂质。
文章还对回用砂和原砂的性能提出要求。
此外，也不可使用含电解质过多的和被污染的水。
关键词高密度湿型型砂原材料The Quality Requirement of Raw Materials for High Density MoldingYu Zhenzong (Tsinghua University)Abstract The high density molding set a comparative higher requirement on the quality of raw materials for molding sand. Bentonite and seacoal of excellent quality should be choiced. The starch user should be aware whether it contains any impurities. This paper also speaks of the property requirements of reused sand and new sand. In addition, the water containing high level electrolyte or contaminated water cannot be used for sand preparation.Keywords High Density Molding Raw Materials of Molding Sand前言高密度造型（或称高紧实度造型）包括多触头高压、气冲、挤压、射压、静压、吸压等造型方法对型砂品质的要求比较严格[1]。
制备出高品质型砂的最主要关键之一是选用优良品质的型砂原材料。
铸钢用湿型砂的性能分析及控制
２６ 含 泥 量 ．
型砂 必 须具 备一定 的强 度 ，以承受各 种
外 力 的作用 。如 果强 度不 足 ， 在起模 、 运砂 搬
型、 下芯 、 箱 等 过 程 中 ， 型 有 可能 造 成 破 合 铸
损 塌 落 ；浇 注 时也可 能承受 不住 金属 液 的冲 刷 和 冲击 ， 型被 冲 坏造 成 铸件 砂 孔 、 肉 、 砂 多
型铸造得 到 广泛应用 。 我 车间正 是基 于湿 型 的诸多 优点 ．采 用 了石 英砂 湿 型铸造 方法 ， 经过 不断 摸 索 、 研究 和改进 ， 已能生 产 出结 构较 为复 杂 、 现 重量 达
由于湿 型本 身存在 以上 缺陷 。这就 要求
在生产 中加 强湿 型砂各 种性 能 的控制 。使之 达 到较 好 的使用效 果 ， 同时 ， 造型设 备必 须使 砂 型 紧实 、 匀 ， 模 平 稳 ， 型腔 具 有较 高 均 起 使
维普资讯
《 重庆重 汽 科技》
２０ ０ ７年 第 １ 期
铸钢用湿型砂 的性 能分析及控制
冯小涛
【 摘要 】 本文说明了湿型铸造 的特点 ， 对铸钢用湿型砂 的主要性能进行 了分析 ， 而根据铸钢 进
生 产 的特 点 提 出 了对 型 砂 各 主要 性 能 的控 制措 施 ． 以得 到 质 量较 好 的 铸钢 件 。
关键 词
湿型
湿型砂
性能
水分
湿 压 强度
湿 透气性
紧 实率
流 动性
前 言
遇 时 ， 分 蒸 发 ， 积骤 胀 ， 使 铸钢 件产 生 水 体 易 气孔 缺陷 。
在 砂 型铸造 中 ．根据 砂型 在合 箱和 浇注 时的状 态 不 同可 以分 为湿 型 、干型 和表 面干 型三类 。 它们 的区别 主要在 于 ： 型在造好 型 湿 后 不必 烘干 ． 可直 接浇 入高 温金属 液 体 ； 型 干 在合箱 和浇 注前 要将 整个 砂型送 入 窑炉 中烘 干 ：表 面干 型只 需将砂 型 型腔表 面烘 干到 一 定深 度 即可 ， 必全部烘 干 。 不
铸造粘土湿型砂的特性及其控制要点
铸造粘土湿型砂的特性及其控制要点摘要：针对铸造湿型砂的特性，组成，回收混配，覆膜砂对型砂的性能影响等方面控制，从而提高铸件的质量。
关键词：型砂;粘土；覆膜砂前言：铸造技术历史悠久，从人类进入青铜时代起，就用手工铸造生产了精美绝伦的产品。
铸造的三大基础是：炉子、模子、型砂。
型砂的主要原料是：原纱（烘干砂），粘土，旧砂，芯砂；型砂对铸件的质量起着决定性的影响。
1 粘土混型砂的特性通常都说粘土是湿型砂的粘结剂，实际上这种说法是不贴切的，粘土湿型砂中的粘结剂是粘土和水按一定比例混配组成的，水是粘结剂中的重要组成部分，但是水必须是自来水或蒸馏水，否则会影响型砂的湿压强度。
1.1 土水比采用高压造型工艺时，大部分土水比都在3： 1左右。
在这种条件下，型砂的可紧实性也最适合高压造型的要求(约在35~ 45之间)。
水与粘土混合后产生粘土膏，但水分再增多，其粘度随之降低，强度也相应下降。
采用震压式造型机造型时，型砂的强度就应该低一些。
因为型砂的强度越高，其抵抗变形的能力越强, 韧性就差，为适合这种工艺要求，型砂中的土-水比例就应该适当高一些，一般以控制在3： 2左右。
1.2 粘土混型砂的砂粒结构砂粒之间的粘结，是靠粘土来实现的。
理想的情况是：水和粘土混合充分，成为均匀的粘土膏，粘土膏又均匀地分布在每一砂粒的表面，砂粒之间由其表面的粘土膏彼此相连而形成的粘结桥粘结起来，其间的空隙可使型砂具有必要的透气性。
1.3 粘土湿型砂的混砂效率粘土湿型砂的混砂效率是指：型砂中实际上起粘结作用的膨润土量与其中的活性膨润土含量之比就是混砂效率，混砂效率= 有效膨润土量/活性澎润土含量 X 100 %,由于粘土膏属于半固态性质，粘度很高，难以混配均匀，用于混制粘土湿型砂的混砂机，所需的功率比供砂能力相同的树脂砂混砂机大得多，混砂所需要的时间也更长。
如果充分加水，并加以长时间的混制，使混砂效率提高到80%以上，型砂的可紧实性就会远高于60.根本就不能使用，更不用说让型砂中的活性粘土全部都起作用了。
(1)湿型砂的性能要求
湿型砂的性能为了保证湿型铸件具有良好的表面质量，必须使用良好性能的型砂。
本文将介绍高质量湿型砂的性能要求、工厂实际应用实例，并分析型砂性能与铸件品质之间的关系。
一般认为使用造型紧实压力150～400kPa的普通震压式造型机，砂型平面硬度才只有70～80度，垂直面下端硬度可能只有50～60度，铸件局部极易产生缩孔、缩松、胀砂和粘砂缺陷。
由于砂型平均密度仅1.2～1.3 g/cm3，称为低密度造型或低压造型。
为了克服上述缺点，出现了气动微震造型机，在压实的同时增添了震动作用，改善了砂型紧实时型砂的流动性能，使压实比压几乎相当于提高了一倍，达到400～700kPa左右，砂型平面硬度大约为80～90度，平均密度可能在1.4～1.5g/cm3范围内。
密度比较均匀，减少了局部缩松、胀砂和粘砂缺陷。
近代化造型机的压实比压有可能提高到700kPa或稍高，所得到砂型表面硬度大约为90～95度，平均密度可达1.5～1.6g/cm3，称为高密度造型方法。
高密度造型的生产效率高、铸件尺寸精度高，机械加工余量少。
应用多触头高压、气冲、挤压（即垂直分型无箱射压造型）、射压、静压等造型机制成砂型都可能达到上述的紧实密度，因而国内外应用日益普遍。
为了具体说明湿型砂的性能和控制范围，本文数据搜集大部分取自上世纪90年代中外公开发行刊物。
还有一部分数据是由国内各工厂的工程师提供的，凡属未正式发表过的都不注明工厂名称，所列举数据只是当时情况，并不代表目前实际状况。
本文中各种性能排列顺序基本上按照日常检验的顺序和常用性。
有关型砂检测方法另有专门文章中介绍。
1 紧实率和含水量型砂的手感干湿程度是极为重要的性能，它反映型砂是否处于最适宜的造型状态。
直到1969年才找到如何用数值衡量型砂干湿程度的方法，即测定型砂的紧实率。
湿型砂不可太干，紧实率不可过低，因为型砂中膨润土未被充分润湿，性能较为干脆，起模困难，砂型易碎，表面的耐磨强度低，铸件容易生成砂孔和冲蚀缺陷。
湿型砂性能参数概要
湿型砂性能参数概要1.粘土砂的紧实率是指湿态的型（芯）砂在一定的紧实力的作用下其体积变化的百分比，用试样紧实前后高度变化的百分比来表示，用湿型砂锤击制样机上三锤紧实。
有效高度120mm.紧实率=紧实距离/筒高（100%）紧实率CB:32%2.含水量：粘土砂的含水量是指在105-110℃烘干能去除的水分含量，以试样烘干后失去的质量与原试样质量的比（%）表示。
检验方法一般采用烘干称重法，仪器主要为红外线快速干燥器。
含水量:3.2%3.用型砂的紧实率%和含水量的比值来衡量一种型砂的含水量是否合适。
比值为10-12比较合适.小于10，含泥量偏多型砂韧性差，大于12，含泥量偏少，对水分敏感性增大，而且透气性也偏高，易粘砂。
4.5.粘土湿型砂的透气性是指紧实后的砂样允许气体通过的能力。
透气性越高表明沙粒间孔隙过大，金属液易于渗透入沙粒。
透气性：1105. 湿态抗压强度：110-140KPA 湿态抗拉强度：＞11 KPA 抗劈强度：＞17 KPA6.表面强度表面耐磨性表面安定性＞85%湿型砂应当具有足够高的表面强度，能够经受起模轻吹下芯浇注金属液等过程的擦磨作用。
7.型砂含泥量指的都是颗粒直径小于0.02mm的组分质量分数。
含泥量有两部分组成，第一部分活性组分，有效膨润土和有效煤粉。
第二部分灰分，失效膨润土煤粉和杂质。
用适量的α-淀粉降低型砂对含水量的敏感性。
型砂含泥量全粘土12-13%比较合适8.型砂粒度直接影响透气性和铸件表面粗糙度。
型砂粒度是将测量过含泥量的型砂用筛分法测定得到。
58±2. 50-65（相当于50/140---140/50筛号）9.MB 活性膨润土量6---9%10.有效煤粉量。
通过测定灼烧减量即燃损值和挥发量，含碳量，固定碳含量等参数作为推测有效煤粉量的参考。
灼烧减量即燃损值为3.5---5%汇总：孙科2018.11.18。
1.2 湿砂型
图1.10热湿拉 强度的测定 方法示意图
1.2.2 湿型砂性能要求及检测原理 5. 起模性、韧性和破碎指数 6. 抗夹砂结疤类缺陷的能力
图1.11 热压应力测定示意图 1－固定托架; 2－可动托架; 3－压杆; 4－水浴; 5－测量箱; 6－氧－乙炔烧嘴
1.2.2 湿型砂性能要求及检测原理 5. 起模性、韧性和破碎指数 6. 抗夹砂结疤类缺陷的能力 7. 发气量和有效煤粉含量 造型材料的发气性对气体缺陷的产生有重要影 响。发气性是用试料在高温下产生气体的 量、发气速度和发气时间来表示的。 如用秒表计时，间隔一定时间读一次发气量值， 直至发气量不再增加，即可得知试料的发 气速度和析出气体的时间。
1.2.3 湿型砂制备及质量控制 1.湿型砂性能和配方特点 2.旧砂特性及其处理
经济，环境污染，自然资源 旧砂的变化： ①部分粘土成为死粘土 ②砂粒变粗－一部分死土在高温作用下包在砂粒表面，烧结一 层牢固的膜，即惰性膜，且多层包裹。 ③煤粉等附加物燃烧挥发，成为失效煤粉，并使泥分增加。 ④混入芯砂、铁豆等夹杂物。
1.2.2 湿型砂性能要求及检测原理 5. 起模性、韧性和破碎指数 6. 抗夹砂结疤类缺陷的能力 7. 发气量和有效煤粉含量 有效煤粉含量用于表征铸铁件用湿型砂的抗机械 粘砂能力。
图1.12 发气量测定原理示意图 1－瓷舟; 2－石英管; 3－管式加热炉;4－冷凝管; 5－量管; 6－平衡瓶
1.2.2 湿型砂性能要求及检测原理 1. 水分、最适宜干湿程度（适宜湿度）和紧实率 2. 透气性 ：型砂能让气体透过而逸出的能力 3. 湿态强度 4. 流动性 5. 起模性、韧性和破碎指数 6. 抗夹砂结疤类缺陷的能力 7. 发气量和有效煤粉含量
1.2 湿砂型
1.2.1 湿型砂用原材料及质量要求 1. 原砂 2. 粘土 ①分类 ②粘土的表面电荷和交换性阳离子 ③粘土的吸附水分及湿态粘结机理 ④粘土对型砂性能的影响
湿型砂性能要求及检测方法
湿型砂性能要求及检测方法高质量型砂应当具有为铸造出高质量铸件所必备的各种性能。
根据铸件合金的种类，铸件的大小、厚薄、浇注温度、金属液压头、砂型紧实方法、紧实比压、起模方法、浇注系统的形状、位置和出气孔情况，以及砂型表面风干情况等的不同，对湿型砂性能提出不同的要求。
最主要的，即直接影响铸件质量和造型工艺的湿型性能有水分、透气性、强度、紧实率、变形量、破碎指数、流动性、含泥量、有效粘土含量、颗粒组成、缅化物、砂温、发气性、有效煤粉含量、灼烧减量、抗夹砂性、抗粘砂性等。
3.1 水分、最适宜湿程度和紧实率为了得到所需要的湿态强度和韧性，粘土砂必须含有适量水分，太干或太湿均不适于造型，也难铸造出合格铸件。
因此，型砂的干湿程度必须保持在一个适宜的范围内。
判断型砂干湿程度有以下几种方法：（l）水分也叫含水量或湿度它是表示型砂中所含水分的质量百分数，这是一般工厂中确定型砂干湿程度最常用的传统方法。
测定的原理是称取定量的型砂，放入105～110℃烘干装置中使之干燥，由烘干前后的质量差异计算出型砂的水分。
（2）手捏感觉有实际操作的混砂或造型工人常根据用手捏型砂时砂是否容易成团和是否沾手来判断型砂的干湿程度，还根据捏紧动作中砂是否柔软和变形情况来判断型砂的可塑性；根据手指掐碎砂团时用力大小来判断型砂的强度是否合适。
（3）紧实率是指湿型砂用1MPa的压力压实或者在鼓击式制作机上打击三次，其试样体积在紧实前后的变化百分率，用试样紧实前后高度变化的百分数来表示，见图1，即紧实率=［（筒高一紧实距离）筒高］×100%。
手工和机器造型用型砂最适干湿状态下的紧实率接近50％；高压造型和气冲造型时为35～45％；挤压造型时为35～40％；不管型砂中有效膨润上、煤粉和灰分的含量有多少，只要将紧实率控制在上述范围内，手捏感觉的干湿程度就处于最适宜状态。
这时型砂的水分可称为最适宜水分。
图1 紧实率测定法示意图a)填满型砂b)刮去多余型砂c)紧实3.2 透气性紧实的型砂能让气体通过而逸出的能力称为透气性。
金属工艺学课后习题答案
第一章铸造1.什么是铸造？铸造包括哪些主要工序？答:将熔融金属液浇入具有和零件形状相适应的铸型空腔中，凝固后获得一定形状和性能的金属件的方法称为铸件。
2.湿型砂是由哪些材料组成的？各种材料的作用是什么？答:湿型砂主要由石英砂、膨润土、煤粉、和水等材料所组成，也称潮模砂。
石英砂是型砂的主体,是耐高温的物质。
膨润土是粘结性较大的一种粘土，用作粘结剂，吸水后形成胶状的粘土膜，包覆在沙粒表面，把单个砂粒粘结起来，使型砂具有湿态强度。
煤粉是附加物质,在高温受热时，分解出一层带光泽的碳附着在型腔表面，起防止铸铁件粘砂的作用。
沙粒之间的空隙起透气作用。
3。
湿型砂应具备哪些性能？这些性能如何影响铸件的质量?答：对湿型砂的性能要求分为两类：一类是工件性能,指型砂经受自重、外力、高温金属液烘烤和气体压力等作用的能力，包括湿强度、透气性、耐火度和退让性等。
另一类是工艺性能，指便于造型、修型和起模的性能，如流动性、韧性、起模性和紧实率等。
4.起模时，为什么要在模样周围的型砂上刷水?答：手工起模时在模样周围砂型上刷水的作用是增加局部型砂的水分，以提高型砂韧性.5。
什么是紧实率？紧实率是如何反应湿型砂的干湿程度及性能的?对手工造型型砂的紧实率要求是多少?答：是指一定体积的松散型砂试样紧实前后的体积变化率，以试样紧实后减小的体积与原体积的百分比表示. 过干的型砂自由流入试样筒时，砂粒堆积得较密实,紧实后体积变化较小，则紧实率小. 过湿的型砂易结成小团，自由堆积是较疏松，紧实后体积减小较多，则紧实率大。
对手工型和一般机器型的型砂，要求紧实率保持在45%～50％。
6。
什么是面砂?什么是背砂？它们的性能要求和组成有何不同？答：与模样接触的那一层型砂，称为面砂，其强度、透气性等要求较高，需专门配制。
远离模样在型砂中起填充作用加固作用的型砂称为背砂，一般使用旧砂.7。
型砂反复使用后，为什么性能会降低？恢复旧砂的性能应采取什么措施?答：浇注时，砂型表面受高温铁水的作用，砂粒碎化、煤粉燃烧分解，部分粘土丧失粘结力,均使型砂的性能变坏. 落砂后的旧砂，一般不直接用于造型,需掺入新材料，经过混制，恢复砂型的良好性能后才能使用.8。
铸造高密度湿型砂的型砂性能要求
高密度湿型的型砂性能要求于震宗（清华大学100084）摘 要高密度造型方法对湿型砂性能的要求较普通机器造型更高。
作者在文章中分别说明了高密度型砂的紧实率、含水量、透气率、湿态强度、含泥量、粒度、有效膨润土量、有效煤粉量、韧性、起模性、流动性、可紧实性等性能对铸件品质的影响和控制范围。
为此，作者还用附表中的工厂实际情况作为例证。
在本文的最后还提出获得品质优良型砂的条件。
关键词高密度湿砂型湿型砂性能The Property Requirements of Molding Sand for High Density Green MoldsYu Zhenzong (Tsinghua University, 100084)Abstract As compared with the common jolt-squeeze molding, the high density molding method demands more strict properties of molding sand. This paper describes the infuenced casting quality and the controlled limit of different molding sand properties, such as compactability, water content, permeability, green strength, AFS clay content, grain fineness, effective bentonite content, effective coal dust content, toughness, stripping property, flowability. The actually used sand properties of several foundries are presented in appended list. Finally, the conditions of molding sand for obtaining best quality castings are also provided.Keywords High density green sand mold Green sand property前言高密度造型方法（或称高紧实度造型，包括多触头高压、气冲、挤压、射压、静压、真空吸压等造型方法）的生产效率高、铸件品质较好，因而国内应用日益普遍。
湿型砂性能检测技术(3)
于震 宗
（ 华 大学 清 机械工程系 ， 京 北 １０ ８ ） ０ ０ ４
编者按 ： 目前 ， 粘土湿型砂主要 用来 生产中小 铸铁 件和铸铝件 以及少量小 型铸 钢件 ， 特别是 汽车 、 拖拉机 的关键铸 件， 如气缸体 、 气缸盖 、 曲轴 、 制动鼓等 ， 其铸件质量往往与湿型砂性能有关 。 作者根据 Ｇ ／ ６４ ２０ ＢＴ２ ８ — ０ ９铸造用砂及混合
以用 型砂试样 受力破 碎 的变形 量代表 韧性 。 用 应 图 ｌ ２的 Ｓ Ｔ型 气 动型 砂 多 功能 试 验 机 和 图 ｌ Ｍ ４ 的 ＳＢ型 剪 切强 度 及 变形 量 仪 都 可 以测 定 出试 Ｊ
７３ 阶梯试 样硬度 差法 ．
在 圆柱形 标 准试 样简 中放 置一块 高度 为 ２ ５
料试验方法 、 ＢＴ ２ ２ ２ ０ Ｇ ／ １— ０ １煤的工业分析方法 、 ／ ２ １ １９ Ｊ Ｔ ９ ２ — ９ ９铸造 用湿型砂有效膨润土及有效煤粉试 验方 法 、ＢＴ Ｂ Ｊ／
９ ２ — ０ ８湿型铸造用煤粉 、 ／ ２ ７ １９ ２２２０ Ｊ Ｔ ９２ — ９ ９铸造用膨润土和粘土 、ＢＴ９ ４ — ９ ８铸造用硅砂 ， Ｂ Ｊ ／ ４ ２ １９ 同时参照 了美 国砂型 和砂芯试验手册 （ ＳＭｏ ｎ ｏｅＴ ｓ Ｈ ｎ ｂｏ ， ｒ ｄｔ ， ＡＦ ｌ ａ ｄＣ ｒ ｅｔ ａｄ ｏｋ ３ｄＥ ｉ）系统地介绍 了湿型砂性 能检 测和湿型砂原材料 质量测 ｄ ． 定方面的国家标准和机械行业标准以及最新 的检测仪器 ， 更重要的是还 根据 其他参考 资料 以及 自己参加 的科研和操作 实践 ， 补 充说 明” 以“ 的形式给出了湿型砂性能检测的技巧 ， 并针对 国内外相应 的检测方法 和检测 仪器性能提出了 自己
湿型砂性能检测技术(1)
定方面的国家标准和机械行业标准以及最新 的检测仪 器 ， 更重要的是还根据其他参考 资料 以及 自己参加的科研和操作
粒， 然后立即密封存放 ， 以保持水分不丢失。 （） ５型砂 的取样频次依各铸造工厂的实际情
况而定 ， 以下仅 为 举 例 ： 在通 常 的机 械化 造 型 流
率都有一些降低 ， 使型砂 的湿压强度和透气性提
高 。为 了满足 造型 和浇 注 的要 求 ， 以及 铸件 表 面
收 稿 日期 ：０ ９ １ １ ２ ０ 一ｌ— ０ 修 定 日期 ：０ ０ Ｏ — ３ ２ １ 一 １ １
内容 。两文十分适合铸造工厂型砂实验室主管工程技术人员 以及从事造型材 料研究 、 生产和销售的人员 阅读 。本刊从
２ １ 年第 １ ００ 期起连载刊登这两篇 文章 。
中 图分 类 号 ： Ｇ ２ ＋ Ｔ ２ １１ ． 文献 标 识 码 ： Ｃ 文 章 编 号 ：０ ３ ８ ４ （ ００）１０ ８ — ４ １０ — ３ ５ ｎ ｒｐ ｒｉ （ ） ｅｔ ｅｈ ｉｕ ｆ Ｇｒｅ ａ ｄＰ ｏ ｅｔ ｓ１ ｅ
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（ ｃｉｅｙＥ ｇ ｅｒ ｇＤ ｐｒ ｎ Ｔ ｉ ｈ ａＵ ｉ ｒｉ ，ｅ ｉｇ １０ ８ ） Ｍａｈｎｒ ｎｉ ｅｉ ｅａｔ ｔ ｓ ｇ ｕ ｎｖ ｓｙ Ｂ ｉｎ ０ ０４ ｎ ｎ ｍｅ ｎ ｅ ｔ ｊ
１ 湿 型砂 取 样 方 法
根 据 Ｇ ／ ６ ４ ２０ 准规 定 ，选取 混合 ＢＴ２ ８— ０９标 料（ 型砂 ） 品 ， 混制设 备 特点 和工艺 规定 定期 样 按
黏土湿型砂的性能要求
黏土湿型砂的性能要求为了制造出合格的砂型和砂芯，黏土湿型砂应具有良好的常温工艺性能，如湿度、流动性、强度、可塑性与韧性、不粘模性等。
液态合金浇入铸型后，与型腔表面砂层之间发生着机械作用、热作用和化学作用。
机械作用是指液态合金充填过程中对腔壁的动压力和静压力，合金液凝固收缩时对铸型产生的压应力。
热作用是由于合金液与铸型腔存在着很大的温差，型腔壁被强烈加热，靠近合金液的型腔表面加热特别严重，局部甚至开裂或烧结。
化学作用是液态合金及其氧化物与型腔表面的砂层发生化学反应。
因此黏土湿型砂应具有良好的高温性能，如耐火度、发气性、热膨率、溃散性、退让性等。
下面分别简述这些主要性能。
1）湿度（水分）为了得到所需的可塑性、韧性和湿态强度，黏土湿型砂必须含有适量水分。
生产现场判断型砂湿度有以下几种方法：有丰富经验的混砂和造型工人常根据手捏型砂是否容易捏成闭和是否粘手来判断型砂的干湿程度；还可根据捏紧的动作中型砂是否柔软和变形情况来判断型砂的可塑性；根据手指掐碎砂团时用力大小判断型砂的湿强度是否合适。
如果用手捏砂时，只有潮的感觉，不觉得沾手，且柔和，印在砂团上手指痕迹清晰，那这样的型砂干湿度就比较合适。
2）流动性型（芯）砂在外力或自重作用下，沿模样（或芯盒表面）和砂粒间相对移动的能力称为流动性。
流动性好的型砂可形成紧实度均匀、无局部疏松、轮廓清晰、表面光洁的型腔，这有助于防止机械粘砂，获得光洁铸件。
此外，还能减轻型砂紧实时的劳动强度，提高生产率和便于实现造型、制芯过程的机械化。
3）强度型砂必须具备一定的强度以承受各种外力的作用，如果强度不足，在起模、搬运砂型、下芯、合型等过程中，铸型有可能破损塌落；浇注时可能承受不住金属液的冲刷和冲击，冲坏砂型而造成砂眼缺陷，或者造成胀砂（铸件肿胀）或跑火（漏铁液）等现象。
但是强度也不宜过高，因为高强度的型砂需要加入更多的黏土，不但增加了水分需求量，降低了砂型透气性，还会使铸件的生产成本增加，而且给混砂、紧实砂型和落砂等工序带来困难。
铸造湿型砂的检测要求与质量控制
湿型砂检测项目1、含水量型砂含水量高，铸件的针孔、气孔、呛火、胀砂、夹砂、水爆炸粘砂等缺陷增加。
在保证型砂的使用性能的前提下，应尽可能降低水分。
一般在造型机处含水量在2.5~4.0%之间，手工造型可以再放宽一点，紧实率/含水量的比率应控制在10~12：1。
型砂的含水量只是型砂中所含自由水的绝对数量，并不反映型砂的干湿程度。
如果型砂含有大量吸水粉尘，那么含水量高达5%，可能型砂还会显得太干，起模困难，这在许多中小型铸造企业都存在这种情况，一方面是没有人去管理，有些企业型砂反复使用10多年，连简单的除尘都不做，一方面是因为用的原材料不好，原砂是就近购买，膨润土和煤粉也没有什么要求。
2、紧实率型砂的干湿程度可以用紧实率来表示。
无论型砂的粉尘含量多少，它都有一个适宜的紧实率，只是含水量不同。
一般手工造型紧实率控制在46%左右，射压、挤压、静压造型紧实率控制在30~40%，夏季略高一点。
型砂检测一般宜在造型机处取样，在混砂机处取样应补偿运输和储存过程中的水分流失。
有些高压造型或气冲造型的砂型，3次锤击的试样并不能代表实际生产情况，有时候可能需要经过10次之多的锤击制样，具体应做对比确定次数，由此制作的试样其他方面的数据也会有明显变化。
3、透气率型砂必须具有良好的透气能力，以免浇注过程中发生呛火和铸件产生气孔缺陷。
透气能力也不能过高，否则会造成铸件表面粗糙和机械粘砂。
大多数型砂要求透气率在80~140，手工使用的面砂透气率可以低至60。
4、湿压强度目前国内的试样筒工作表面粗糙，耐磨性差，较易磨损，使测得强度值偏低，透气率偏高，制样器不宜放置在木桌上，在水泥台上也需垫上6mm以上的橡胶板，否则测得的湿压强度可能会偏低25%左右。
有条件的可以自己制作试样筒，工作表面硬度HRC65~70，表面粗糙度Ra≤0.20μm。
具体造型时需要的湿压强度，丹麦DISA挤压线推荐200±20Kpa，德国BMD和瑞士GF推荐180~220 Kpa，东久公司推荐无箱射压110~140 Kpa，新东公司水平无箱射压推荐80~140 Kpa，具体还得根据铸件的厚薄程度作适当调整。
砂型铸造-湿型铸造
砂型铸造-湿型铸造之迟辟智美创作1 概述粘土砂型可分为湿型、干砂型和概况烘干砂型.三者之间的主要分歧在于：湿型是造好的砂型不经烘干，直接浇入高温金属液体；干砂型是在合箱和浇注前将整个砂型送入窑中烘干；概况烘干砂型只在浇注前对型腔表层用适当方法烘干一定深度（一般5～10mm，年夜件20mm以上）.目前，湿型砂是使用最广泛的、最方便的造型方法，年夜约占所有砂型使用量的60～70％，可是这种方法还不适合很年夜或很厚实的铸件.概况烘干型与干型比，可节省烘炉，节约燃料和电力，缩短生产周期，所以曾在中型和较年夜型铸铁件的生产中推广过.通常采纳较粗砂粒（使有高的透气性），加入较多粘土和水分，有时还在型砂中加1～2％的木屑（提高抗夹砂结疤能力），其型腔概况必需涂敷涂料.干型主要用于重型铸铁件和某些铸钢件，为了防止烘干时铸型开裂，一般在加入膨润土的同时还加入普通粘土.干型主要靠涂料保证铸件概况质量.其型砂和砂型的质量比力容易控制，可是砂型生产周期长，需要专门的烘干设备，铸件尺寸精度较差，因此，近些年的干型，包括概况烘干的粘土政型已年夜部份被化学粘结的自硬砂型所取代.2 湿型铸造湿型铸造法的基本特点是砂型（芯）无需烘干，不存在硬化过程.其主要优点是生产灵活性年夜，生产率高，生产周期短，便于组织流水生产，易于实现生产过程的机械化和自动化；资料本钱低；节省了烘干设备、燃料、电力及车间生产面积；延长了砂箱使用寿命等.可是，采纳湿型铸造，也容易使铸件发生一些铸造缺陷，如：夹砂、结疤、鼠尾、粘沙、气孔、砂眼、胀砂等.随着铸造科学技术的发展，对金属与铸型相互作用原理的理解更加深刻；对型砂质量的控制更为有效；加上现代化砂处置设备使型砂质量获得了一定保证；先进的造型机械使型砂紧实均匀，起模平稳，铸型的质量较高，增进了湿型铸造方法应用范围的扩年夜.例如汽车、拖拉机、柴油机等工业中，质量在300～500kg以下的薄壁铸铁件，现都已胜利地采纳湿型铸造.现代化造型方法有：普通机器造型、微震压实造型、多触头高压造型、射压造型、冲击造型及静压造型等.各种造型方法的特点及所生产的铸件尺寸精度和概况粗拙度值见表1.2.2 湿型砂用原资料(铸造用砂数据查询)湿型砂是由原砂、粘土、附加物及水按一定配比组成的.经常使用的加料顺序是先将回用砂和新砂、粘土粉、煤粉等干料混匀，再加水混至要求的水分.型砂的配方应根据浇注合金种类、铸件特征和要求、造型方法和工艺、清理方法等因素确定型砂应具有的性能范围，然后再根据各种造型原资料的品种和规格、砂处置方法和设备性能、砂铁比等因素拟定.(1) 石英质原砂(具体参数请查询铸造技术数据-铸造技术-铸造工艺参数-铸造造型资料-铸造用砂)铸造生产中使用量最年夜的原砂是以石英为主要矿物成份的天然硅砂.天然硅砂资源丰富，分布极广，易于开采，价格昂贵，能满足铸造上大都情况的要求.生产中通常根据铸件的合金种类、质量、壁厚的分歧来选定原砂的化学成份和矿物组成.例如铸钢的浇注温度高达1500℃左右，钢液含碳量较低，型腔中缺乏能防止金属氧化的强还原性气氛，与铸型相接触的界面上金属容易氧化生成FeO和其他金属氧化物，因而较易与型砂中杂质进行化学反应而造成化学粘砂.所以要求原砂中SiO2含量应较高，有害杂质亦应严格控制.铸钢件的浇注温度越高，壁厚越厚，则对原砂中SiO2含量的要求就越高表1 各种造型方法的特点及所生产的铸件尺寸精度和概况粗拙度(2) 非石英质原砂非石英质原砂是指矿物组成中不含或只会少量游离SiO2的原砂.虽然硅砂来源广，价格低，能满足一般铸铁、铸钢和非铁合金铸件生产的要求而获得广泛应用，可是硅砂还有一些缺点：热膨胀系数比力年夜，热扩散率比力低，蓄热系数比力低，容易与铁的氧化物起作用等.这些城市对铸型与金属的界面反应起不良影响.在生产高合金铜铸件或年夜型铸钢件时，使用硅砂配制的型砂，铸件容易发生粘砂缺陷，使铸件的清理十分困难.清砂过程中，工人长期吸入硅石粉尘易患矽肺. 为了提高铸件概况质量，改善劳动条件，在铸钢生产中已逐渐采纳一些非石英质原砂来配制无机和有机化学粘结剂型砂、芯砂或涂料.这些资料与硅砂相比，年夜大都都具有较高的耐火度、热导率、热扩散率和蓄热系数，热膨胀系数低而且膨胀均匀，与金属氧化物的反应能力高等优点，能获得概况质量高的铸件并改善清砂劳动条件.但这些资料中有的价格较高，比力稀缺，故应当合理选用.目前可用的非石英质原砂有橄榄石破、锆砂、铬铁矿砂、石灰石砂、镁砂、刚玉砂、钛铁矿砂、铝矾土砂等等.(3) 粘土(粘结剂数据查询)粘土是湿型砂的主要粘结剂.粘土被水湿润后具有粘结性和可塑性，烘干后硬结，具有干强度.而硬结的粘土加水后又能恢复粘结性和可塑性，因而具有较好的复用性.粘土资源丰富，价格昂贵，所以应用广泛.粘土主要是由细小结晶质的粘土矿物所组成的土状资料.按晶体结构可分为高岭石（kaolinite）组，包括高岭石、珍珠陶土、地开石、埃洛石等；蒙脱石（montrillonite）组，包括蒙脱石、贝得石、绿脱石、皂石等；伊利石（illite）组，包括依利石、海绿石等. 铸造工作者通常根据所含粘土矿物种类分歧将所采纳的粘土分为铸造用粘土（fireclay）和铸造用膨润土两类.膨润土主要是由蒙脱石组矿物组成的，主要用于湿型铸造的型砂粘结剂.铸造用粘土主要含有高岭石或依利石类矿物.(4) 附加物(辅助资料数据查询)型砂中除含有原砂、粘土和水等资料以外，通常还加入一些附加物如煤粉、渣油、淀粉等，目的是使型砂具有特定的性能，并改善铸件的概况质量. 在铸铁及有色合金用湿型砂中加入煤粉，可以防止铸件概况发生粘砂缺陷，并能改善铸件的概况光洁水平.湿型铸铁件所用型砂中煤粉的含量常在3～8％（质量分数）范围内，根据铸件年夜小和厚薄而异. 煤粉的代用资料，包括固体沥青或其乳化液，渣油或煤焦油或其乳合液，膨润土与沥青或其他石油衍生物的混合粉末或浆液，固态或水中分散的合成聚合物和淀粉等.铸铁面砂中淀粉含量（按质量分数计）一般为0.5％左右，铸钢面砂在0.5～1.0％左右.3 湿型砂性能要求及检测方法高质量型砂应当具有为铸造出高质量铸件所必备的各种性能.根据铸件合金的种类，铸件的年夜小、厚薄、浇注温度、金属液压头、砂型紧实方法、紧实比压、起模方法、浇注系统的形状、位置和出气孔情况，以及砂型概况风干情况等的分歧，对湿型砂性能提出分歧的要求.最主要的，即直接影响铸件质量和造型工艺的湿型性能有水分、透气性、强度、紧实率、变形量、破碎指数、流动性、含泥量、有效粘土含量、颗粒组成、缅化物、砂温、发气性、有效煤粉含量、灼烧减量、抗夹砂性、抗粘砂性等.3.1 水分、最适宜湿水平和紧实率为了获得所需要的湿态强度和韧性，粘土砂必需含有适量水分，太干或太湿均不适于造型，也难铸造出合格铸件.因此，型砂的干湿水平必需坚持在一个适宜的范围内.判断型砂干湿水平有以下几种方法：（l）水分也叫含水量或湿度它是暗示型砂中所含水分的质量百分数，这是一般工厂中确定型砂干湿水平最经常使用的传统方法.测定的原理是称取定量的型砂，放入105～110℃烘干装置中使之干燥，由烘干前后的质量不同计算出型砂的水分. （2）手捏感觉有实际把持的混砂或造型工人常根据用手捏型砂时砂是否容易成团和是否沾手来判断型砂的干湿水平，还根据捏紧举措中砂是否柔软和变形情况来判断型砂的可塑性；根据手指掐碎砂团时用力年夜小来判断型砂的强度是否合适. （3）紧实率是指湿型砂用 1MPa的压力压实或者在鼓击式制作机上冲击三次，其试样体积在紧实前后的变动百分率，用试样紧实前后高度变动的百分数来暗示，见图1，即紧实率=［（筒高一紧实距离）筒高］×100%.手工和机器造型用型砂最适干湿状态下的紧实率接近50％；高压造型和气冲造型时为35～45％；挤压造型时为35～40％；不论型砂中有效膨润上、煤粉和灰分的含量有几多，只要将紧实率控制在上述范围内，手捏感觉的干湿水平就处于最适宜状态.这时型砂的水分可称为最适宜水分.图1 紧实率测定法示意图a)填满型砂b)刮去过剩型砂c)紧实3.2 透气性紧实的型砂能让气体通过而逸出的能力称为透气性. 透气性的高低主要受砂粒的年夜小、粒度分布、粒形、含泥量、粘结剂种类、加入量和混砂时粘结剂在砂粒上的分布状况以及型砂紧实度的影响.对湿型的单一砂和面砂而言，透气性不单要有下限，而且必需严格规定其上限.图2为透气性测定仪原理图，它是测出气钟内的空气在压力下通过试样的时间来计算透气性k.图2透气性测定仪示意图1 一气钟 2一木简 3一三通阀 4一试样座 5一试样筒 6一标准试样 7一微压表 8一阻流孔3.3 湿态强度型砂必需具备一定的强度以接受各种外力的作用.型砂的强度用型砂标准试样在外力作用下遭到破坏时的应力值来暗示.经常使用计量单元为兆帕(MPa)或千帕(kPa).湿型铸造时，往往主要检查型砂石的湿态抗压强度，有的也测湿态抗剪强度和湿态抗拉强度.对普通机器造型用湿型砂，通常控制湿压强度为0.06~0.12MPa之间，高密度造型用湿型砂，湿压强度常控制在0.09~0.20MPa. 在生产中常采纳概况硬度计测定硬度，以此反映型砂紧实的质量，反映铸型概况强度.3.4 流动性型砂在外力或自重作用下，沿模样和砂粒之间相对移动的能力称为流动性.流动性好的型砂可形成紧实度均匀、无局部疏松、轮廓清晰、概况光洁的型腔，这有助于防止机械粘砂，获得光洁的铸件.另外，还能减轻造型紧实砂的劳动强度，提高生产率和便于实现造型、造芯过程的机械化. 目前测流动性的方法还未统一，较多采纳以下几种方方法来判定型砂流动性：①用湿型硬度计测定标准试样两个端面硬度值的分歧，硬度分歧越小，指明型砂的流动性越好；②在标准圆柱形试样简中放置一块高25mm的半圆形金属块，测定阶梯试样两平面的硬度差值；③测定在底侧有环形空腔型砂试样筒中冲击成的试样的高度；④侧孔法：测定在冲击型砂试样时圆柱形试样简正面 12mm 小孔中挤出的型砂的质量.⑤试样质量法：即比较测定紧实率后的试样质量，容积密度愈年夜，则流动性好.3.5 起模性、变形量、韧性和破碎指数型砂的起模性是暗示起模时模样或模板与砂型分离是否容易损坏，是否发生失落落的性能. 型砂的变形量通常是在用强度试验机测定型砂抗压强度的同时，用一个百分表测出试样破碎前的变形量（高度减小量）.由此也可计算出型砂韧性，即将型砂湿压强度(MPa)承变形量(cm)再乘1000的伺机来暗示韧性(MPa.cm). 对湿型砂而言，有人认为韧性也可用破碎指数来代表，即测定在冲击条件下型砂的韧性.图3为用落球法测定破碎指数示意图.湿型砂标准抗压试样放在铁砧上受到一个自 lm高度自由落下的φ50mm、510g钢球的冲击，破碎的型砂，碎的通过网眼为12.7mm（0.5in）的筛网，留在筛网上的年夜块型砂的质量占试样原质量的比值即为破碎指数.通常震压造型的破碎指数控制在68～75％，高压造型型砂的破碎指数要求在68％左右.图3.6 发气量和有效煤粉含量为了检查铸铁件用湿型砂的抗机械粘砂能力和推算出型砂中有效煤粉含量，我国普遍采纳的是测定型砂发气性的法子.发气性（发气量）测定年夜都是让待测定量样品在密闭体系中加热气化，或测定所发生气体的容积（用单元质量析出的气体体积暗示，cm／g）；或测定气体的压力（容积恒定，发气量年夜，压力年夜）；或称量残留物的质量（灼烧碱量），以确定发气量.4 湿型砂制备在拟定型砂的配方之前，必需首先根据浇注合金种类、铸件特征和要求、造型方法和工艺、清理方法等因素确定型砂应具有的性能范围.然后再根据各种造型原资料的品种和规格、砂处置方法和设备性能、砂铁比和各项资料烧棉比例等因素拟定型砂的配方一个车间的型砂性能指标和配方要经长期生产考验才华确定.4.1 湿型砂的性能和配方特点表2是一些工厂用型砂性能的实例.表2 铸铁件湿型砂典范性能4.2 旧砂的特性及其处置生产1t湿型铸件约需要5～10t型砂，在实际生产中，配制型砂时都尽量回用旧砂（即重复使用过的型砂）、这不单是经济上的需要，而且也是呵护环境、防止公害的需要.图4为铸铁湿型单一砂循环过程的示意图.可以看出，混砂时还需向旧砂中弥补加入新砂、膨润土、煤粉和水等资料，才华使混制出的型砂性能符合要求. 铸件打箱后，砂中常有铁块、铁豆和砂块等杂物，因而旧砂要经过屡次磁选、破碎团块及过筛去除杂物.还应该经过除尘处置，降低旧砂中的粉尘含量，然后回用.另外，还要采用一系列办法以降低旧砂温度.图4铸铁湿型单一砂循环过程示意图4.3 湿型砂的混制工艺生产中经常使用的混砂机有碾轮式、摆轮式、叶片式等.有些年夜量生产的铸造工厂使用的双碾盘碾轮式混砂机，是一种高生产率的连续式混砂机.经常使用的加料顺序是先将回用砂和新砂、粘土粉、煤粉等干料混匀，再加水混至要求的水分.对湿型砂而言，混砂时严格控制加水量是需要的.。
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湿型砂的性能为了保证湿型铸件具有良好的表面质量, 必须使用良好性能的型砂。
本文将介绍高质量湿型砂的性能要求、工厂实际应用实例, 并分析型砂性能与铸件品质之间的关系。
一般认为使用造型紧实压力150〜400kPa的普通震压式造型机，砂型平面硬度才只有70〜80度，垂直面下端硬度可能只有50〜60度,铸件局部极易产生缩孔、缩松、胀砂与粘砂缺陷。
由于砂型平均密度仅1 、2〜1.3 g/cm 3，称为低密度造型或低压造型。
为了克服上述缺点，出现了气动微震造型机，在压实的同时增添了震动作用，改善了砂型紧实时型砂的流动性能，使压实比压几乎相当于提高了一倍，达到400〜700kPa 左右，砂型平面硬度大约为80〜90 度，平均密度可能在1、4〜1.5g/cm 3范围内。
密度比较均匀，减少了局部缩松、胀砂与粘砂缺陷。
近代化造型机的压实比压有可能提高到700kPa 或稍高，所得到砂型表面硬度大约为90〜95 度，平均密度可达1 、5〜 1.6g/cm 3，称为高密度造型方法。
高密度造型的生产效率高、铸件尺寸精度高，机械加工余量少。
应用多触头高压、气冲、挤压（即垂直分型无箱射压造型）、射压、静压等造型机制成砂型都可能达到上述的紧实密度，因而国内外应用日益普遍。
为了具体说明湿型砂的性能与控制范围，本文数据搜集大部分取自上世纪90 年代中外公开发行刊物。
还有一部分数据就是由国内各工厂的工程师提供的，凡属未正式发表过的都不注明工厂名称，所列举数据只就是当时情况，并不代表目前实际状况。
本文中各种性能排列顺序基本上按照日常检验的顺序与常用性。
有关型砂检测方法另有专门文章中介绍。
1 紧实率与含水量型砂的手感干湿程度就是极为重要的性能，它反映型砂就是否处于最适宜的造型状态。
直到1969年才找到如何用数值衡量型砂干湿程度的方法，即测定型砂的紧实率。
湿型砂不可太干，紧实率不可过低，因为型砂中膨润土未被充分润湿，性能较为干脆，起模困难，砂型易碎，表面的耐磨强度低，铸件容易生成砂孔与冲蚀缺陷。
型砂也不可太湿，紧实率不可过高，否则型砂太粘，造型时型砂容易在砂斗中搭桥与降低造型流动性，还易使铸件产生针孔、气孔、呛火、水爆炸、夹砂、粘砂等缺陷。
根据造型方法、操作习惯不同，对型砂的干湿程度要求也不相同。
手工造型要求起模性好，希望型砂较湿一些。
高密度造型要求型砂具有较高流动性，以便砂型各处紧实均匀，希望型砂稍干一些。
型砂紧实率控制应以造型处取样测定为准。
从混砂机运送到造型机时紧实率下降幅度因气候温度与湿度状况、运输距离、型砂温度等因素而异。
工厂实测经验表明，一般情况下造型机处紧实率可能比混砂机中低2％以上。
南方潮湿阴冷季节，紧实率下降可能不足1%。
以前的论点就是手工造型与震压式机器造型用型砂要求起模性好，最适宜干湿状态下的紧实率大约在50%;高压造型与气冲造型时为45%;射压与挤压造型要求较高的流动性好，紧实率为40%。
近年来各国铸造工厂的型砂紧实率都有降低趋势。
这就是因为高密度造型设备的起模精度提高，而且砂型各部位硬度均匀分布的要求使型砂的流动性成为更重要的考虑因素。
工厂的控制原则大多就是只要不影响起模，就尽量压低紧实率。
DISA 公司挤压造型与HWS 公司静压造型都建议用40 2％;AGM 公司要求水平无箱吸压造型用40 5％;GF、BMD 与FA 公司推荐气冲造型用型砂紧实率分别为35~40％、38~42％与36~39％。
加拿大矿业能源技术中心1988 年调查76 家各种造型方法的铸铁工厂中铸件品质优良的高密度造型型砂紧实率为35~45％。
日本土芳公司1979~1985 年调查125 种湿型（包括中、高密度造型）铸铁生产线的紧实率平均值为38、0%;1998 年再一次调查94 种型砂紧实率平均值降为35、8%。
GF、BMD 与FA 公司推荐气冲造型用型砂紧实率分别为35〜40%、38〜42%与36〜39%。
目前铸件品质较好的高密度造型的工厂中，造型机处取样型砂紧实率通常都在34~38% 之间，比起当年有明显的降低趋势。
震压造型与气动微震造型的的起模精度稍差，型砂紧实率可能在36〜45%。
手工造型需要型砂更湿一些，紧实率约在45〜55%。
型砂含水量指含有水分的绝对量，它就是紧实率的从变数。
当型砂的干湿程度（紧实率）要求确定后如果型砂含泥量高,就需提高含水量;含泥量低, 就要降低含水量。
不过, 在正常生产条件下, 型砂含水量与紧实率仍然具有一个比率关系。
从混砂机运送到造型机时含水量也会下降，大约降低0、1〜0、22/左右, 控制型砂性能应以造型处为准。
由资料上可以瞧到国外用高压造型、气冲造型方法生产汽车、拖拉机等铸件的灰铁与球铁铸造工厂高密度砂型的型砂含水量大多数在2、6~3、8％之间（集中在3、2％左右）。
例如美国通用汽车公司Pontiac铸造厂生产缸体、缸盖的型砂-—0~3、3% ,Chevolet铸造厂-2、8~3、4%。
福特汽车厂Cleveland 铸造厂汽缸体高压造型线 -3、2 0、2%，生产进排气管-2、8~3、4%。
美国John Deere公司缸体型砂含水3、0~3、4% ,缸盖-3、5~3、8%，泵阀-2、7~3、1 %。
德国大众汽车公司生产缸体-3、4~3、6%。
奔驰汽车厂生产刹车鼓3、2%。
意大利FA 公司推荐气冲造型机用型砂3、0~3、4%。
瑞士GF 公司调查五家欧洲气冲造型铸造厂的型砂含水量分别为2、9%、3、64%、4、1%、4、3%与4、4%。
德国Berndt 调查四家气冲与高压铸造厂平均为3、48%、3、82%、3、87%与4、2%。
日本土芳公司调查八家静压与气冲造型铸造工厂的型砂含水量在2、5~4、0%范围内,平均为3、1%。
欧美各国的铸钢型砂的含水量与挤压造型的铸铁型砂含水量也在上述范围内。
凡就是生产大量树脂砂芯铸件（如发动机铸件）的型砂含水量大多偏于下限。
生产少砂芯铸件的型砂可能接近上限。
这就是因为大量树脂砂芯溃散后混入型砂使含泥量下降,型砂吸水量降低。
国外工厂经验认为湿型砂的含水量也不可过低,假如含水量不足2、5% ,只要有0、2%的波动就会对型砂的各种性能造成巨大影响。
使用震压与气动微震造型的型砂含水量比高密度造型的型砂高一些,可能在3、4〜4、0%,手工造型含水量更高,通常在4、0〜5、5%。
型砂的（紧实率）/（含水量）比值就是个重要的控制参数,可表示每1%型砂含水量能够形成多少紧实率。
高密度造型的型砂最好在10~12。
由国内几家外商独资或合资企业的检验结果计算比值都大致在此范围内。
三家乡镇铸造厂的比值在5、0~8、5之间,说明型砂中吸水物质过多。
2 透气性砂型的排气能力除了靠冒口与排气孔来提高以外, 更要靠型砂的透气性。
因此砂型的透气性不可过低, 以免浇注过程中发生呛火与铸件产生气孔缺陷。
但就是绝不可理解为型砂的透气性能越“高”越“好”。
因为透气性过高表明砂粒间孔隙较大, 金属液易于渗透入砂粒间孔隙中造成铸件表面粗糙, 还可能发生机械粘砂。
所以湿型用面砂与单一砂的透气性能就是否“好”, 指的就是透气性就是否在一个适当的范围内。
型砂工艺规程应当同时规定透气性的下限与上限。
对湿型砂透气性的要求需根据浇注金属的种类与温度、铸件的大小与厚薄、造型方法、就是否分面砂与背砂、型砂的发气量大小、有无排气孔与排气冒口、就是否上涂料与就是否表面烘干等等各种因素而异。
用单一砂生产中小铸件时, 型砂透气性能的选择必须兼顾防止气孔与防止表面粗糙或机械粘砂两个方面。
高密度造型的砂型排气较为困难, 要求型砂的透气性比起低、中密度机器造型（如震压造型、震击造型等）的型砂稍高些。
BMD 公司推荐气冲造型用型砂的透气率为为120~140;新东公司要求水平无箱射压造型为>120。
国际密烘铸铁公司认为高压造型最好用100~200。
B&P 公司的水平无箱射压造型要求60~120。
AGM 水平无箱吸压造型要求80〜120。
国外一些铸造工厂实际应用的高密度砂型的型砂（单一砂、型腔表面无涂料、铸铁及铸钢件）透气率举例如下:德国生产大众汽车缸体的Luitpold 铸造厂型砂为90~110。
Hofmann 调查欧州五家铸造厂气冲型砂分别为67、78、89、110与164。
Berndt调查两条气冲线透气率平均值分别为75与141、8。
加拿大矿业能源技术中心调查76家各种造型方法的球铁与灰铁铸造工厂中,铸件品质优良的透气率在120~180范围内。
德国Rexroth要求高压造型为110~135。
美国使用SPO高压造型线生产缸体与缸盖的John Deere铸造厂为75~90,通用汽车厂Pontiac铸造厂为100~130。
福特汽车厂生产排气管用型砂为150。
日本土芳公司 1 998年对5条高压线调查结果平均为148,26条挤压线平均为108。
宫本润调查 6 条水平分型无箱射压线为60~115。
三菱自动车的2070挤压线作业标准为140 20。
以上数据可以瞧出有些透气率数值>160,其原因可能就是由于有大量粗粒溃碎芯砂混入回用的旧砂中使型砂粒度变粗,或者就是由于除尘系统风力过强使旧砂中微细颗粒被吸掉。
如果已经影响到铸件表面光洁程度,应当及时向型砂中掺入细粒原砂,或者调整除尘风力与将全部旋风分离器中细粒与布袋除尘器中部分的粉料返回旧砂回送系统中。
较为适当的高密度造型型砂透气性大多在100~140 之间。
如果型砂透气性在160以上或更高,除非在砂型表面喷涂料,否则铸件表面会出现粗糙甚至有局部机械粘砂。
一般机器造型的紧实密度稍低,型砂透气性可以为70〜100。
手工造型便于在砂型上扎排气孔，型砂透气性可以更低，例如50〜80。
应当注意型砂标准试样测得的透气性与砂型的排气能力并非同一概念, 因为砂型的排气除了靠型砂的透气性以外，取决于①砂型的实际紧实程度: 砂型的紧实程度与型砂标准试样有极大区别。
同一砂箱中各个部位的差别也会很大。
例如气冲造型砂型的工作表面密度较高，而砂型背面就较松软，有利于排气。
由于型砂的流动性与可紧实性有限，型腔的棱角、凸缘、深坑等处不易紧实到要求的密度。
手工造型与普通机器造型时操作工人可以用手指或用尖头砂冲专门塞紧，而高密度造型机不允许人工操作，这些部位砂型松散最容易造成严重粘砂。
生产厚大铸件、金属液压头较高、金属保持液态时间较长、表面被热透的深度较大，机械粘砂更为严重。
必要时砂型局部或下砂型需喷涂醇基涂料。
②对于有砂芯铸件，必须保证砂芯所发气体能通畅地从芯头排出。
也还需要各种类型的排气渠道将散发入型腔与侵入金属液的气体排出。
生产汽缸体铸件的模样上密布短通气针以及溢流槽、溢流冒口，其目的除了可将混杂气体、渣、砂的脏铁水排出铸件以外，更重要的就是保证排气通畅。
通气针形成的盲孔即使只扎穿砂型厚度的一半，也会使局部的透气能力提高一倍。