铸造工艺学第二章湿型
(6)铸造湿型砂概述
2.3 湿态强度 湿型砂必须具备一定强度以承受各种外力的作用。如果湿态强度不足，在起模、搬运
砂型、下芯、合型等过程中，砂型有可能破损和塌落；浇注时可能承受不住金属液的冲刷 和冲击而使铸件造成砂孔缺陷甚至跑火(漏铁水)；由于砂型缺乏足够强度以保证其硬度， 浇注铁水后石墨析出会造成型壁移动而导致铸件疏松和胀砂缺陷。另一方面，生产较大铸 件的高密度砂型所用砂箱都无箱带，高强度型砂可以避免塌箱、胀箱和漏箱。无箱造型的 砂型在浇注时需要承受金属液压力，挤压造型时顶出的砂型还要推动其它砂型向前移动， 也对型砂的强度提出较高要求。但强度也不宜过高，因为高强度的型砂需要加入更多的粘 土，不但影响型砂的水分、透气性和铸件的生产成本，也给混砂、紧实和落砂带来困难。
2.型砂性能检验项目分论 2.1 型砂的干湿程度、紧实率和含水量 (1)型砂干湿程度–––型砂如果太干，就不能充分发挥膨润土的粘结力，型砂的韧性不
足，砂型容易破碎，起模困难，砂型表面强度低，铸件容易产生冲砂和砂孔等缺陷。型砂 不可太湿，否则型砂流动性差，砂型紧实程度不均匀，还易使铸件产生针孔、气孔、水爆 炸粘砂、呛火、跑火、胀砂和夹砂缺陷。因此，型砂的干湿程度应保持在最适宜范围内。 型砂的含水量只是说明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 大量的细粉类吸水性材料，虽然含水量已高达5%，型砂仍然会显得过分干脆。如果型砂 只是由纯净的新砂和优质膨润土混制而成，含水量5.0%的型砂会显得又湿又粘。
第二篇砂型和砂芯制造_湿型
第一章
湿 型
第二篇 砂型和砂芯的制造
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第二篇 砂型和砂芯的制造
第一章
湿 型
用型砂、芯砂造型、造芯，根据砂型、砂芯本身建 立强度过程中其粘(固)结机理的不同，通常可分三种类 型的方法，即机械黏结造型(芯)；化学黏结造型(芯)和 物理固结造型(芯)。
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第二篇 砂型和砂芯的制造
含水量只能说明型砂中所含自由水的绝对数值，并不 能反映型砂的干湿程度。
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第二篇 砂型和砂芯的制造第一章ຫໍສະໝຸດ 湿 型（3）紧实率
试验时，使型砂通过3mm的筛网松散的填入直径
50mm、有效高度120mm的试样筒中，将试样筒上端 实践表明：比较干的型砂在未紧实前，颗粒间堆积比较紧密， 用刮板刮平，然后用压头给型砂施以1MPa的压力或 即松态密度高，紧实后，体积减小不多；而比较湿的型砂，未 用锤击式制样机（见下图）锤击3次，试样体积被压 紧实前的松态密度小，紧实后，体积减小大。所以可以根据型 缩的程度作为其紧实率，紧实率可直接从制样机上读 砂在试样筒内紧实前后的体积变化（紧实率）来检查型砂的干 出或用紧实高度与试样筒高度之比来表示。 湿状态。
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第二篇 砂型和砂芯的制造
第一章
湿 型
一、水分、最适宜湿程度和紧实率
水分不足时，型砂太干时，型砂强度低，韧性和可塑 性差，砂型易破碎，不易起模，铸件易产生冲砂、砂眼 等缺陷。 水分过高时，可塑性和韧性虽好，但湿强度却较低， 砂型易变形，铸件薄处可能浇不足，厚处则表面粗糙， 易产生夹砂缺陷。故控制型砂适宜水分十分重要。 （l）含水量 它是表示型砂中所含水分的质量百分数。
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第二篇 砂型和砂芯的制造
第一章
湿 型
湿型铸造铸件缺陷产生的原因与控制
湿型铸造铸件缺陷产生的原因与控制变成钠膨润土，可以增加高湿度弱砂带的热湿拉强度，要使用优质粘土，还应增加型砂中粘土含量，以保证有高热湿拉强度。
可以在湿型型砂中添加淀粉来增加型砂的热湿拉强度。
在手工造型时，造型完毕，常在上箱型腔顶面插入钉子，并使钉子头与型腔表面齐平，钉子的作用是浇注时，将型壁表层的干砂层牢牢地钉住在后背的砂层中，使干砂层不能突出，翘起，防止夹砂产生。
3）砂型紧实均匀，有利于减少夹砂缺陷。
另外在造型操作中砂型扎出通气孔对防止夹砂缺陷是有效的。
防止夹砂有以下三方面对策：（1）减少砂型（芯）的宏观膨胀量。
（2）增加干砂层与砂型本体之间的水份凝聚区的热湿拉强度（3）增加干砂层的热变形量，使热变形量值超过它的受热膨胀值。
2．砂眼生成原因主要来自于造型材料，型砂和芯砂灰分高，强度低或水分及发气物质过多，则浇注时由于砂型或砂芯的强度不足或甚至金属液发生沸腾而使型砂掉落。
造型时紧实不匀，修型不当，以及在下芯，合箱时因不注意而发生碰撞都会造成砂粒的掉落，从而造成砂眼。
防止砂眼除了要注意造型和合箱操作以及尽量减少金属液对砂型的过分冲刷外，主要应合理控制型砂水份，提高型砂的韧性和强度。
3．气孔：金属液在凝固过程中，陷入金属中的气泡在铸件中形成的孔洞，称之为气孔，气孔属于孔壁光滑的孔洞类铸件缺陷。
与缩松，缩孔，砂眼，夹渣是不一样的，其形成原因也非常复杂。
或是因为砂型中的水分含量过高，或是型腔的排气不好，砂芯之间通气不畅，或炉料没有烘干等都易造成气孔缺陷。
跟据气孔形成的机理分为侵入气孔，裹携气孔，析出气孔，内生式反应气孔，外生式反应气孔，侵入气孔是从浇注到铸件表面凝固成固体壳的期间内，外部气体源（砂型，砂芯等）发生的气体侵入型腔内的金属液中，形成气泡而产生的气孔。
防止侵入气孔生成的对策：（1）降低砂粒间毛细管中气体压力主要是增大砂型型壁或砂芯的通气能力，减少和控制砂型或砂芯等气体源真实发气量以降低砂粒间毛细管中的气体压力，避免外部气体侵入金属液中，首先要控制型砂湿透气性和湿型表面硬度，人工增强砂型型壁和砂芯-砂型排气系统的通气能力，除了依靠型砂和芯砂的透气性来保证通气能力外，生产中主要采取人工增强通气能力的措施来防止和消除侵入气孔。
砂型铸造湿型砂功能详解
各種砂粒の熱膨脹率 日本鋳物協会編：鋳物便覧(改訂4版、丸善、1986)より抜粋
熱影響
骨材 熱膨張
①产生砂粒间 的空隙
②由于内部应 力产生龟裂 由那个部位 进入铁水
粒形
天然硅砂 人造硅砂
JACT法分類
添加材表面 包覆模式図
圆形
圆角形
多角形
セラビーズ
ジルコン クロマイト
尖角形 尖平角形
圆形 多角形
30
粒度指数44.5
20
10
0 28 35 48 65 100 150 200 270 PAN 网眼（mesh）
像上图那样:粒度指数的近似値分布也有所不同 因此,日常管理希望进行粒度指数和粒度分布两种粒 度分布的理想形态,为了得到充填时的石垣効果,分布 的峰值 2 ~ 3 比较好。
粒度带来的影响
砂模的透气性
铸件表面的粗度
悪 砂模气体散出 良 通気度
1400 1200
粒度指数と通気度の関係
1000 800 600
400
200
0
20
40
粗
60 粒度指数
粒度
80
100
細
粒度粗砂 铁水
粒度細砂 铁水
鋳物表面
砂模表面 鋳物表面
粒度与鋳型的通气性和铸件表面有关。 粒度粗→通気性良(气体缺陷不易发) 铸件表面→粗 粒度細→通気性悪(气体缺陷易发生) 铸件表面→良
粒度指数 表示単位重量均得的总表面积 粒度指数大 ⇒ 粒度分布細 粒度指数小 ⇒ 粒度分布粗
粒度試験法
网眼 大
W Wｎ
処理後
小
摇砂机
粒度（％）＝Ｗn÷Ｗ×100 W：試料全重量(g)
铸造工艺学
1湿型浇注十分迁移时，传热传质特征：通过温度梯度导热，未被吸收的热通过干砂区传导至蒸发界面汽化；靠蒸汽相传递热，蒸汽的迁移依赖于蒸汽的压力梯度。
干砂区外侧为蒸发界面及水分凝聚区无温度梯度。
铸件表面温度与干砂区厚度及其蓄热系数有关。
2湿型铸造时夹砂结疤鼠尾：铸型表面砂层受热膨胀产生压应力，若不能吸收该应力砂粒不重新排列表面就收到破坏而产生缺陷；铸型浇注金属后表面产生很薄干燥层紧接产生高水层其强度远低于湿型本体，表面受热膨胀，强度低的高水层产生应力集中而裂痕，由鼠尾发展为夹砂；夹砂结疤与裂纹发生时间有关；最易产生条件是浇注时间长铸件壁厚和外形平坦处。
措施：减少膨胀应力提高砂型强度；缩短浇注时间；设计浇注系统使铁液进入砂型型腔时平稳冲力不大，内交口适当分散避免局部过热；平板铸件采用倾斜浇注；铸型上扎气眼利于水蒸气等气体排出减少气体压力对表面层的影响；修型时避免用压力来回压平面防止分层；3型壁移动：金属浇入铸型后砂型避发生位移的现象。
4侵入性气孔：界面上局部气体压力大于金属液表面包括表面张力的反压力时，气体在铸件凝固初期侵入金属液成为气泡；若此时金属液温度粘度等有利于气泡上浮逸出则不会出现气泡，否则形成气泡。
形成条件（P气》P反》P静+P阻+P腔）5铸钢件皮下气孔-气核CO：钢液表层反应使钢液二次氧化，生成FE0凝固速度快扩散不充分，提高其浓度时与C产生CO，不溶于钢液容易沿凝固金属晶体或夹杂界面析出形成气核6铸钢件-反应性气孔：成因无统一说法，目前有氢气，氮和CO引起针孔的说法。
防止：选用炉衬孕育剂含铝低干净，减少铁液和气相接触时间和量，浇注时型内有较强还原气氛以降低氢氮分压；注意排气以减少树脂分解的气氛与金属界面接触时间；采用低氮无氮呋喃树脂防止或减少该皮下气孔产生；采用透气性符合要求的型砂减少界面压力溶解铝抵消多余FEO 7芳基磺酸作催化：热分解产生含硫气体在界面附近先反应产生MgS,MnS使石墨球化作用的镁减少，MgS密度小在金属液上浮集于表面，使其与中心组织不同，球化不良；措施：增球化剂；呋喃树脂产球铁件时用特殊涂料防止铸件表层异常组织；用碳酸等不含硫催化剂能防止铸件表层球化不良；适当降低浇注温度防球化不良；用不含硫树脂粘结剂产球磨铸件8湿型铸造特点：砂型无需烘干不存在硬化过程；生产灵活性大产率高周期短便于流水生产，易实现机械化和自动化，材料成本低节省设备电力及生产面积延长砂箱寿命；易产生缺陷。
铸造技术精选：湿型砂铸造工艺技术总汇
铸造技术精选：湿型砂铸造工艺技术总汇（一）概述1．砂型铸造的特征及工艺流程配制型砂—造型—合型—浇注—冷却—落砂—清理—检查—热处理—检验—获得铸件特征：使用型砂构成铸型并进行浇注的方法，通常指在重力作用下的砂型铸造过程。
造型(芯)方法按机械化程度可分为手工造型(芯)和机器造型(芯)两大类。
选择合适的造型(芯)方法和正确的造型(芯)工艺操作，对提高铸件质量、降低成本、提高生产率有极重要的意义。
传统砂型铸造技术视频（1）手工造型(芯) 手工造型(芯)是最基本的方法，这种方法适应范围广，不需要复杂设备，而且造型质量一般能够满足工艺要求，所以，到目前为止，在单件、小批生产的铸造车间中，手工造型(芯)仍占很大比重。
在航空、航天、航海领域应用广泛。
手工造型(芯)劳动强度大，生产率低，铸件质量不易稳定，在很大程度上取决于工人的技术水平和熟练程度。
手工造型方法很多，如模样造型、刮板造型、地坑造型，各种造型方法有不同的特点和应用范围。
（２）机器造型（芯）用机器完成全部或部分造型工序，称为机器造型，与手工造型相比，机器造型生产效率高，质量稳定，劳动强度低，对工人的技术要求不像手工造型那样高，生产准备时间长，一般适用于一个分型面的两箱造型。
机器造型（芯）主要适用于黑色金属铸件的大批量生产。
2．砂型/芯制造方法分类在制造各砂型、芯的过程中，根据其本身建立强度时其粘结机理的不同，通常可分为三大类：（1）机械粘结剂型芯----以粘土为粘结剂的粘土型芯砂所产生的粘结；（2）化学粘结剂型芯----型芯砂在造型、芯过程中，依靠其粘结剂本身发生物理、化学反应达到硬化，从而建立强度，使砂粒牢固地粘结为一个整体。
有机、无机粘结剂，其中无机粘结剂包括钠水玻璃及硅溶胶，而有机粘结剂则包括热硬、自硬和气硬树脂砂型（芯）；（3）物理固结----指用物理学原理产生的力将不含粘结剂的原砂固结在一起，磁型铸造法、负压造型法或真实密封造型法或薄膜负压造型法，以及消失模造型法。
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。
砂型铸造-湿型铸造.
砂型铸造-湿型铸造1 概述粘土砂型可分为湿型、干砂型和表面烘干砂型。
三者之间的主要差别在于：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；表面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，大件20mm以上）。
目前，湿型砂是使用最广泛的、最方便的造型方法，大约占所有砂型使用量的60～70％，但是这种方法还不适合很大或很厚实的铸件。
表面烘干型与干型比，可节省烘炉，节约燃料和电力，缩短生产周期，所以曾在中型和较大型铸铁件的生产中推广过。
通常采用较粗砂粒（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），其型腔表面必须涂敷涂料。
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表面质量。
其型砂和砂型的质量比较容易控制，但是砂型生产周期长，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，包括表面烘干的粘土政型已大部分被化学粘结的自硬砂型所取代。
2 湿型铸造2.1湿型铸造特点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大，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；材料成本低；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。
但是，采用湿型铸造，也容易使铸件产生一些铸造缺陷，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；加上现代化砂处理设备使型砂质量得到了一定保证；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，促进了湿型铸造方法应用范围的扩大。
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，现都已成功地采用湿型铸造。
湿型砂解析PPT课件
5.韧性：韧性是指型砂抵抗外力破坏的性能。 6.不粘模性：型（芯）砂粘附模样或芯盒表面的性质。 （2）铸件浇注、冷却、落砂、清理要求。
1.耐火度：型（芯）砂抵抗高温作用的性能。 2.透气性：砂型让气体通过而逸出的能力。 3.发气量和有效煤粉含量：型砂中煤粉或有机物（如 重油、沥青等）受热挥发气体量称发气量； 4.退让性：型砂随铸件收缩而体积减小的能力 5.溃散性：型芯砂在清理时的溃散性能。
山砂——风化后的产物或就地贮集的砂矿称为山砂，含泥分较多
， 粒形不规则，如江苏六合红砂、河北唐山红砂等。
河砂、湖砂、海砂——经过水力搬运，含泥量少，颗粒较圆，
粒度均匀，海砂如北戴河砂、新会砂、福建东山砂；湖砂如江西都 昌砂、星子砂；河砂如上海吴淞砂、河南郑庵 砂；
风砂——经风力搬运的砂称为风积砂。内蒙古通辽市大林、哲里木
• 原理：通过在一定条件下气体流过试样时所受到的阻 第11页/共92页
• 测量方法
• 标准法：如图2-1-2，在 水封钟罩内吸入2000cm3 空气，造成10g/cm2的压 力条件，用秒表测出在 该压力下2000cm3空气通 过试样流出的时间t，并 记下气压计读数（p）
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• 透气率
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• 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。
• 跌碎法：试样从1.8米的高 第23度页/直共9接2页坠 落 到 铁 砧 上 。
第25页/共92页
（2）测量
测热湿拉强度
见图2-1-9。模拟金属浇 入铸型后型砂的受热情况。 湿型砂试样φ50mmх50mm， 加热板温度320±10℃， 紧贴20-30s，形成5mm左 右的干砂层及水分凝聚区， 测定热湿拉强度。
铸造工艺及设备 第4版 第2章 铸型的制备
三、砂芯的修整、检验、联结和装配
1．砂芯的修整
即对分块制造并烘干后的砂芯，在装配联结前，用 刮刀或砂轮修磨各联结面（分芯面），使其平整
2．砂芯的检验 即是检查砂芯是否烘干、是否开裂损坏、通气孔是
否堵塞，及尺寸是否合格。
芯头排出，砂芯中必须留有通气孔道。
型芯的通气方式 a)扎通气孔 b)挖通气孔 c)埋蜡线 d)放焦炭或炉渣
二、砂芯制备 砂芯制备可分为用芯盒造芯和用刮板造芯两类
（一）芯盒造芯
芯盒造芯过程示意图 a)固定芯盒，填砂，刮平 b)扎通气孔，从两侧取开芯盒
图2-23 用钢管作芯骨车板造芯示意图 1—管子芯骨 2—草绳 3—砂芯 4—刮板架 5—刮板
五、活砂造型（抽砂造型）
图2-7 活砂造型原理示意图 a）铁砧模样 b）造活砂部位 c）造上砂型 d）起模
1—活砂 2—抽砂托板 3—定位标记
六、多箱造型
图2-8 三箱造型过程示意图 a）铸件 b）模样 c）造下砂型 d）造中砂型 e）造上砂型
图2-8 三箱造型过程示意图（续） f）起模 g）铸型
2．砂芯的通气和补正
在合型时应使各砂芯的通气道相互贯通，并使 通气道与型外大气连通，以便使型芯内的气体顺 利而迅速排出型外。
当砂芯已固定在砂型内，在合盖箱以前，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ要 将砂芯吊环处用芯砂补好并烘干。
3．型腔尺寸的检验
铸造生产过程中型腔尺寸的检验，除了砂芯、砂 型需要分别检验外，在铸型装配时，还要对装配后 型腔的主要尺寸进行检验。
芯骨应根据砂芯的结构形状和工作条件设计制造
对芯骨的要求是： 要有足够的强度和刚度 避免防碍铸件的收缩 中大砂芯的芯骨要设吊运装置（如吊环），吊环的
砂型铸造-湿型铸造
砂型铸制-干型铸制之阳早格格创做1 概括粘土砂型可分为干型、搞砂型战表面烘搞砂型.三者之间的主要没有共正在于：干型是制佳的砂型没有经烘搞，曲交浇进下温金属液体；搞砂型是正在合箱战浇注前将所有砂型收进窑中烘搞；表面烘搞砂型只正在浇注前对付型腔表层用切合要领烘搞一定深度（普遍5～10mm，大件20mm以上）.暂时，干型砂是使用最广大的、最便当的制型要领，约莫占所有砂型使用量的60～70％，然而是那种要领还没有切合很大大概很薄真的铸件.表面烘搞型与搞型比，可节省烘炉，俭朴焚料战电力，收缩死产周期，所以曾正在中型战较庞大铸铁件的死产中推广过.常常采与较细砂粒（使有下的透气性），加进较多粘土战火分，偶尔还正在型砂中加1～2％的木屑（普及抗夹砂结疤本领），其型腔表面必须涂敷涂料.搞型主要用于沉型铸铁件战某些铸钢件，为了预防烘搞时铸型启裂，普遍正在加进膨润土的共时还加进一般粘土.搞型主要靠涂料包管铸件表面品量.其型砂战砂型的品量比较简单统制，然而是砂型死产周期少，需要博门的烘搞设备，铸件尺寸细度较好，果此，近些年的搞型，包罗表面烘搞的粘土政型已大部分被化教粘结的自硬砂型所与代.2 干型铸制干型铸制法的基础个性是砂型（芯）无需烘搞，没有存留硬化历程.其主要便宜是死产机动性大，死产率下，死产周期短，便于构制流火死产，易于真止死产历程的板滞化战自动化；资料成本矮；节省了烘搞设备、焚料、电力及车间死产里积；延少了砂箱使用寿命等.然而是，采与干型铸制，也简单使铸件爆收一些铸制缺陷，如：夹砂、结疤、鼠尾、粘沙、气孔、砂眼、胀砂等.随着铸制科教技能的死少，对付金属与铸型相互效率本理的明白越收深刻；对付型砂品量的统制更为灵验；加上新颖化砂处理设备使型砂品量得到了一定包管；进步的制型板滞使型砂紧真匀称，起模稳固，铸型的品量较下，促进了干型铸制要领应用范畴的夸大.比圆汽车、干脆机、柴油机等工业中，品量正在300～500kg以下的薄壁铸铁件，现皆已乐成天采与干型铸制.新颖化制型要领有：一般呆板制型、微震压真制型、多触头下压制型、射压制型、冲打制型及静压制型等.百般制型要领的个性及所死产的铸件尺寸细度战表面细糙度值睹表1.2.2 干型砂用本资料(铸制用砂数据查询)干型砂是由本砂、粘土、附加物及火按一定配比组成的.时常使用的加料程序是先将回用砂战新砂、粘土粉、煤粉等搞料混匀，再加火混至央供的火分.型砂的配圆应根据浇注合金种类、铸件个性战央供、制型要领战工艺、浑理要领等果素决定型砂应具备的本能范畴，而后再根据百般制型本资料的品种战规格、砂处理要领战设备本能、砂铁比等果素拟定.(1) 石英量本砂(简曲参数请查询铸制技能数据-铸制技能-铸制工艺参数-铸制制型资料-铸制用砂)铸制死产中使用量最大的本砂是以石英为主要矿物身分的天然硅砂.天然硅砂资材歉富，分集极广，易于启采，代价矮廉，能谦脚铸制上普遍情况的央供.死产中常常根据铸件的合金种类、品量、壁薄的分歧去选定本砂的化教身分战矿物组成.比圆铸钢的浇注温度下达1500℃安排，钢液含碳量较矮，型腔中缺累能预防金属氧化的强还本性气氛，与铸型相交触的界里上金属简单氧化死成FeO战其余金属氧化物，果而较易与型砂中纯量举止化教反应而制成化教粘砂.所以央供本砂中SiO2含量应较下，有害纯量亦应庄重统制.铸钢件的浇注温度越下，壁薄越薄，则对付本砂中SiO2含量的央供便越下表1 百般制型要领的个性及所死产的铸件尺寸细度战表面细糙度(2) 非石英量本砂非石英量本砂是指矿物组成中没有含大概只会少量游离SiO2的本砂.虽然硅砂根源广，代价矮，能谦脚普遍铸铁、铸钢战非铁合金铸件死产的央供而得到广大应用，然而是硅砂另有一些缺面：热伸展系数比较大，热扩集率比较矮，蓄热系数比较矮，简单与铁的氧化物起效率等.那些皆市对付铸型与金属的界里反应起没有良效率.正在死产下合金铜铸件大概庞大铸钢件时，使用硅砂配制的型砂，铸件简单爆收粘砂缺陷，使铸件的浑理格中艰易.浑砂历程中，工人少久吸进硅石粉尘易患矽肺. 为了普及铸件表面品量，革新处事条件，正在铸钢死产中已渐渐采与一些非石英量本砂去配制无机战有机化教粘结剂型砂、芯砂大概涂料.那些资料与硅砂相比，大普遍皆具备较下的耐火度、热导率、热扩集率战蓄热系数，热伸展系数矮而且伸展匀称，与金属氧化物的反应本领矮等便宜，能得到表面品量下的铸件并革新浑砂处事条件.然而那些资料中有的代价较下，比较稀缺，故应当合理采用.暂时可用的非石英量本砂有橄榄石破、锆砂、铬铁矿砂、石灰石砂、镁砂、刚刚玉砂、钛铁矿砂、铝矾土砂等等.(3) 粘土(粘结剂数据查询)粘土是干型砂的主要粘结剂.粘土被火干润后具备粘结性战可塑性，烘搞后硬结，具备搞强度.而硬结的粘土加火后又能回复粘结性战可塑性，果而具备较佳的复用性.粘土资材歉富，代价矮廉，所以应用广大.粘土主假如由细小结晶量的粘土矿物所组成的土状资料.按晶体结构可分为下岭石（kaolinite）组，包罗下岭石、珍珠陶土、天启石、埃洛石等；受脱石（montrillonite）组，包罗受脱石、贝得石、绿脱石、白石等；伊利石（illite）组，包罗依利石、海绿石等. 铸制处事者常常根据所含粘土矿物种类分歧将所采与的粘土分为铸制用粘土（fireclay）战铸制用膨润土二类.膨润土主假如由受脱石组矿物组成的，主要用于干型铸制的型砂粘结剂.铸制用粘土主要含有下岭石大概依利石类矿物.(4) 附加物(辅帮资料数据查询)型砂中除了含有本砂、粘土战火等资料以中，常常还加进一些附加物如煤粉、渣油、淀粉等，脚段是使型砂具备特定的本能，并革新铸件的表面品量. 正在铸铁及有色合金用干型砂中加进煤粉，不妨预防铸件表面爆收粘砂缺陷，并能革新铸件的表面光净程度.干型铸铁件所用型砂中煤粉的含量常正在3～8％（品量分数）范畴内，根据铸件大小战薄薄而同. 煤粉的代用资料，包罗固体沥青大概其乳化液，渣油大概煤焦油大概其乳合液，膨润土与沥青大概其余石油衍死物的混同粉终大概浆液，固态大概火中分别的合成散合物战淀粉等.铸铁里砂中淀粉含量（按品量分数计）普遍为0.5％安排，铸钢里砂正在0.5～1.0％安排.3 干型砂本能央供及检测要领下品量型砂应当具备为铸制出下品量铸件所必备的百般本能.根据铸件合金的种类，铸件的大小、薄薄、浇注温度、金属液压头、砂型紧真要领、紧真比压、起模要领、浇注系统的形状、位子战出气孔情况，以及砂型表面风搞情况等的分歧，对付干型砂本能提出分歧的央供.最主要的，即曲交效率铸件品量战制型工艺的干型本能有火分、透气性、强度、紧真率、变形量、破碎指数、震动性、含泥量、灵验粘土含量、颗粒组成、缅化物、砂温、收气性、灵验煤粉含量、灼烧减量、抗夹砂性、抗粘砂性等.3.1 火分、最相宜干程度战紧真率为了得到所需要的干态强度战韧性，粘土砂必须含有适量火分，太搞大概太干均没有适于制型，也易铸制出合格铸件.果此，型砂的搞干程度必须脆持正在一个相宜的范畴内.推断型砂搞干程度有以下几种要领：（l）火分也喊含火量大概干度它是表示型砂中所含火分的品量百分数，那是普遍工厂中决定型砂搞干程度最时常使用的保守要领.测定的本理是称与定量的型砂，搁进105～110℃烘搞拆置中使之搞燥，由烘搞前后的品量好别估计出型砂的火分. （2）脚捏感觉有本量支配的混砂大概制型工人常根据用脚捏型砂时砂是可简单成团战是可沾脚去推断型砂的搞干程度，还根据捏紧动做中砂是可柔硬战变形情况去推断型砂的可塑性；根据脚指掐碎砂团时用力大小去推断型砂的强度是可符合. （3）紧真率是指干型砂用 1MPa的压力压真大概者正在饱打式创制机上挨打三次，其试样体积正在紧真前后的变更百分率，用试样紧真前后下度变更的百分数去表示，睹图1，即紧真率=［（筒下一紧真距离）筒下］×100%.脚工战呆板制型用型砂最适搞干状态下的紧真率交近50％；下压制型战睦冲制型时为35～45％；挤压制型时为35～40％；没有管型砂中灵验膨润上、煤粉战灰分的含量有几，只消将紧真率统制正在上述范畴内，脚捏感觉的搞干程度便处于最相宜状态.那时型砂的火分可称为最相宜火分.图1 紧真率测定法示企图a)挖谦型砂b)刮去多余型砂c)紧真3.2 透气性紧真的型砂能让气体通过而劳出的本领称为透气性. 透气性的下矮主要受砂粒的大小、粒度分集、粒形、含泥量、粘结剂种类、加进量战混砂时粘结剂正在砂粒上的分集情景以及型砂紧真度的效率.对付于干型的简单砂战里砂而止，透气性没有单要有下限，而且必须庄重确定其上限.图2为透气性测定仪本理图，它是测出气钟内的气氛正在压力下通过试样的时间去估计透气性k.图2透气性测定仪示企图1 一气钟 2一木简 3一三通阀 4一试样座 5一试样筒 6一尺度试样 7一微压表 8一阻流孔3.3 干态强度型砂必须具备一定的强度以启受百般中力的效率.型砂的强度用型砂尺度试样正在中力效率下受到益害时的应力值去表示.时常使用计量单位为兆帕(MPa)大概千帕(kPa).干型铸制时，往往主要查看型砂石的干态抗压强度，有的也测干态抗剪强度战干态抗推强度.对付一般呆板制型用干型砂，常常统制干压强度为0.06~0.12MPa之间，下稀度制型用干型砂，干压强度常统制正在0.09~0.20MPa. 正在死产中常采与表面硬度计测定硬度，以此反映型砂紧真的品量，反映铸型表面强度.3.4 震动性型砂正在中力大概自沉效率下，沿模样战砂粒之间相对付移动的本领称为震动性.震动性佳的型砂可产死紧真度匀称、无局部疏紧、表面浑晰、表面光净的型腔，那有帮于预防板滞粘砂，赢得光净的铸件.别的，还能减少制型紧真砂的处事强度，普及死产率战便于真止制型、制芯历程的板滞化. 暂时测震动性的要领还已统一，较多采与以下几种圆要领去判决型砂震动性：①用干型硬度计测定尺度试样二个端里硬度值的没有共，硬度没有共越小，指明型砂的震动性越佳；②正在尺度圆柱形试样简中搁置一齐下25mm的半圆形金属块，测定阶梯试样二仄里的硬度好值；③测定正在底侧有环形空腔型砂试样筒中冲打成的试样的下度；④侧孔法：测定正在冲打型砂试样时圆柱形试样简正里 12mm 小孔中挤出的型砂的品量.⑤试样品量法：即对付比测定紧真率后的试样品量，容积稀度愈大，则震动性佳.3.5 起模性、变形量、韧性战破碎指数型砂的起模性是表示起模时模样大概模板与砂型分散是可简单益坏，是可爆收掉降的本能. 型砂的变形量常常是正在用强度考查机测定型砂抗压强度的共时，用一个百分表测出试样破碎前的变形量（下度减小量）.由此也可估计出型砂韧性，将要型砂干压强度(MPa)启变形量(cm)再乘1000的乘机去表示韧性(MPa.cm). 对付干型砂而止，有人认为韧性也可用破碎指数去代表，即测定正在冲打条件下型砂的韧性.图3为用降球法测定破碎指数示企图.干型砂尺度抗压试样搁正在铁砧上受到一个自 lm下度自由降下的φ50mm、510g钢球的冲打，破碎的型砂，碎的通过网眼为12.7mm（0.5in）的筛网，留正在筛网上的大块型砂的品量占试样本品量的比值即为破碎指数.常常震压制型的破碎指数统制正在68～75％，下压制型型砂的破碎指数央供正在68％安排.图3.6 收气量战灵验煤粉含量为了查看铸铁件用干型砂的抗板滞粘砂本领战推算出型砂中灵验煤粉含量，尔国一致采与的是测定型砂收气性的办法.收气性（收气量）测定多数是让待测定量样品正在稀关体系中加热气化，大概测定所爆收气体的容积（用单位品量析出的气体体积表示，cm／g）；大概测定气体的压力（容积恒定，收气量大，压力大）；大概称量残留物的品量（灼烧碱量），以决定收气量.4 干型砂制备正在拟定型砂的配圆之前，必须最先根据浇注合金种类、铸件个性战央供、制型要领战工艺、浑理要领等果素决定型砂应具备的本能范畴.而后再根据百般制型本资料的品种战规格、砂处理要领战设备本能、砂铁比战各项资料烧棉比率等果素拟定型砂的配圆一个车间的型砂本能指标战配圆要经少久死产磨练才搞决定.4.1 干型砂的本能战配圆个性表2是一些工厂用型砂本能的真例.表2 铸铁件干型砂典型本能4.2 旧砂的个性及其处理死产1t干型铸件约需要5～10t型砂，正在本量死产中，配制型砂时皆尽管回用旧砂（即沉复使用过的型砂）、那没有然而是经济上的需要，而且也是呵护环境、预防公害的需要.图4为铸铁干型简单砂循环历程的示企图.不妨瞅出，混砂时还需背旧砂中补充加进新砂、膨润土、煤粉战火等资料，才搞使混制出的型砂本能切合央供. 铸件挨箱后，砂中常有铁块、铁豆战砂块等纯物，果而旧砂要通过多次磁选、破碎团块及过筛去除纯物.还该当通过除尘处理，降矮旧砂中的粉尘含量，而后回用.其余，还要采与一系列步伐以降矮旧砂温度.图4铸铁干型简单砂循环历程示企图4.3 干型砂的混制工艺死产中时常使用的混砂机有碾轮式、晃轮式、叶片式等.有些洪量死产的铸制工厂使用的单碾盘碾轮式混砂机，是一种下死产率的连绝式混砂机.时常使用的加料程序是先将回用砂战新砂、粘土粉、煤粉等搞料混匀，再加火混至央供的火分.对付干型砂而止，混砂时庄重统制加火量是需要的.。
湿型铸造
湿型铸造定义砂型造好后，不烘干就进行浇注的铸型称为湿型。
优点是成本低、生产率高，劳动条件得到改善，易于实现机械化自动化；但铸型水分多、强度低。
易产生呛火、夹砂、气孔、冲砂、粘砂、涨箱等铸造缺陷。
湿型砂是使用最广泛的、最方便的造型方法，大约占所有砂型使用量的60～70％，但是这种方法还不适合很大或很厚实的铸件。
表面烘干型与干型比，可节省烘炉，节约燃料和电力，缩短生产周期，所以曾在中型和较大型铸铁件的生产中推广过。
通常采用较粗砂粒（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），其型腔表面必须涂敷涂料。
编辑本段特点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大，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；材料成本低；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。
但是，采用湿型铸造，也容易使铸件产生一些铸造缺陷，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；加上现代化砂处理设备使型砂质量得到了一定保证；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，促进了湿型铸造方法应用范围的扩大。
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，现都已成功地采用湿型铸造。
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。
湿型砂用原材料(铸造用砂数据查询)编辑本段所用原材料湿型砂是由原砂、粘土、附加物及水按一定配比组成的。
常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材料的品种和规格、砂处理方法和设备性能、砂铁比等因素拟定。
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
砂型铸造-湿型铸造1 概述粘土砂型可分为湿型、干砂型和表面烘干砂型。
三者之间的主要差别在于：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；表面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，大件20mm以上）。
目前，湿型砂是使用最广泛的、最方便的造型方法，大约占所有砂型使用量的60～70％，但是这种方法还不适合很大或很厚实的铸件。
表面烘干型与干型比，可节省烘炉，节约燃料和电力，缩短生产周期，所以曾在中型和较大型铸铁件的生产中推广过。
通常采用较粗砂粒（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），其型腔表面必须涂敷涂料。
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表面质量。
其型砂和砂型的质量比较容易控制，但是砂型生产周期长，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，包括表面烘干的粘土政型已大部分被化学粘结的自硬砂型所取代。
2 湿型铸造2.1湿型铸造特点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大，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；材料成本低；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。
但是，采用湿型铸造，也容易使铸件产生一些铸造缺陷，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；加上现代化砂处理设备使型砂质量得到了一定保证；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，促进了湿型铸造方法应用范围的扩大。
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，现都已成功地采用湿型铸造。
铸造工艺学第二篇第二章
溶胶失去流动性为止所经历的时间。
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铸造工艺学第二篇第二章
n 3、硅酸在溶液内的聚合作用机制(尚无定论） 1）戴安邦观点（两种不同机制）
n 以原硅酸钠为例，硅酸离子的逐步酸化过程：
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H+
H+
H+
n
H2SiO42-→H3SiO4-→H4SiO4→H5SiO4 +
n ① 在碱性、中性和微酸性溶液中的缩聚作用；
n
目前，铸造生产中常用的一些硬化方法，
都是基于加入能直接或间接影响上述反应平衡
点的气态、液态或粉状硬化剂，以与氢氧根离
子作用，并降低PH值，或靠失水，或靠上述
二者的复合作用来达到硬化。
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铸造工艺学第二篇第二章
㈠失水发生由液态向固态的转变
n
1、去除钠水玻璃中水分的方法：烘、吹
热空气或干燥的压缩空气，真空脱水，微波照
①膜由两层组成
表层Ⅰ:主要成分是 硅酸胶体以及碳酸钠、 碳酸氢钠结晶。
里层Ⅱ:主要成分硅 酸钠胶体。
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铸造工艺学第二篇第二章
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②两层的相对厚度
n
取决于钠水玻璃的化学反应程度，受硬化
工艺，钠水玻璃模数等因素的影响。
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6、各种硬化方法所得钠水玻璃砂的强度—
P136表2-2-4
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铸造工艺学第二篇第二章
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n 2）粘结形成机制
n 由于脱水以及二氧化硅与氧化钠的摩尔比即M 变化引起的粘度改变。
n 3）负作用—目前较少用铁-硅粉。
n 氢气易爆炸，加入高锰酸钾之类的氯化剂可使 氢气浓度降低。
铸造湿型砂完整过程控制
湿型砂概述 1998/12/15初稿， 2002/02，2006/06改写一，湿型砂性能检测与品质控制1. 引言影响湿型铸件表面品质的各生产工序中以型砂品质最为关键。
我国不少铸造工厂对型砂品质的检验不够重视。
很多铸造厂的型砂实验室只偶尔检测型砂性能，或者仅只测定型砂的三、四种性能，因而不足以判断型砂的品质如何，也无法确定铸件缺陷是由哪个型砂性能数据引起的。
为了保证湿型铸件表面良好，必须对所使用型砂的性能有全面了解。
铸造工厂对湿型砂性能的具体要求随造型方法和砂处理设备不同而有区别。
高密度造型方法（包括多触头高压、气冲、挤压、射压、静压等造型方法）的生产效率高、铸件品质较好，对型砂性能的要求甚为严格。
但是，机器造型和手工造型也不可忽视型砂性能检测，否则必然会出现大量铸件缺陷。
下面将简要介绍常用的湿型砂性能与铸件品质的关系，以及检验方法的原理。
具体的试验步骤可参考其它资料，不在此赘述。
在本文中将举例提到一些国内外铸造工厂的型砂性能和品质数据，这些数据仅代表当时搜集到的资料，并不说明目前的实际情况。
2.型砂性能检验项目分论2.1 型砂的干湿程度、紧实率和含水量(1)型砂干湿程度–––型砂如果太干，就不能充分发挥膨润土的粘结力，型砂的韧性不足，砂型容易破碎，起模困难，砂型表面强度低，铸件容易产生冲砂和砂孔等缺陷。
型砂不可太湿，否则型砂流动性差，砂型紧实程度不均匀，还易使铸件产生针孔、气孔、水爆炸粘砂、呛火、跑火、胀砂和夹砂缺陷。
因此，型砂的干湿程度应保持在最适宜范围内。
型砂的含水量只是说明所含自由水的绝对数量，并不反映型砂的干湿程度。
如果型砂含有大量的细粉类吸水性材料，虽然含水量已高达5%，型砂仍然会显得过分干脆。
如果型砂只是由纯净的新砂和优质膨润土混制而成，含水量5.0%的型砂会显得又湿又粘。
(2)紧实率–––有实际操作经验的人可以根据手捏型砂来判断其干湿程度，但手捏的感觉因人而异，而且不能用数值表示。
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第二节 湿型砂性能要求、检测原理及检测方法
• 二、透气性 • 透气性：紧实的型砂能让气体透过而逸出的能力。 • 测定原理：测出气钟内的空气在压力下通过试样 的时间，计算其透气性。
V—通过试样的空气体积；H—试样高度；
S—试样截面积；p—试样前压力（mmH2O)； t—2000cm3空气通过试样的时间
第三节 湿型砂用原材料及其质量要求
原砂的质量要求 1. 含泥量
• 原砂的含泥量—指原砂中直径小于0.02mm的细小颗粒的含量。
• 含泥量对湿型砂的性能的影响 ① 原砂中泥分增多，孔隙半径减小，透气性降低。 ② 原砂中泥分增多，湿态抗压强度提高，达到最适宜干湿状态的型砂含水量也提高。 ③ 若原砂的泥分中不含粘土矿物，则 原砂中含泥量增多会使型砂变脆，起模性能变坏。
第二节 湿型砂性能要求、检测原理及检测方法
一、水分、最适宜干湿度和紧实率 • 判断型砂的干湿程度的几种方法
1.
2. 3.
水分（含水量或湿度）--最常用
手捏感觉--经验 紧实率--很多工厂列其为最经常性检 验性能的项目之一 紧实率:锤击后试样体积的压缩程度
紧实率=[（筒高-紧实距离）/筒高] ×100%
第三节 湿型砂用原材料及其质量要求
一、石英质原砂 原砂的分类：
山砂；海砂；湖砂；河砂；风积砂。
成份及形成过程： • 天然硅砂—小颗粒，是由岩石风化形成的。 • 石英砂岩—沉积的石英颗粒被胶体的二氧化硅或氧化铁、碳酸钙等物胶结成块状。 • 石英岩—经过变质而形成的坚固整体的岩石。 • 人造石英砂—坚固岩石经过人工破碎、筛分。
但是，原砂是众多形状和重量各异的砂粒组成的集合，要确定出与其相对应的 假想圆球的直径就成为计算原砂理论比表面积的关键。
第三节 湿型砂用原材料及其质量要求
a、目前，应用较普遍的方法是—“筛孔直径平均值法” 即：对于单筛砂，取 d m=(dp+dr)/2作为假想球体的直径。
式中：
dm—假想球体的直径 dp—通过筛的筛孔直径 dr—停留筛的筛孔直径 特点—较简单，但不够准确
① 湿态抗压强度
② 抗拉 ③ 抗剪 ④ 抗弯 ⑤ 劈裂强度
第二节 湿型砂性能要求、检测原理及检测方法
四、流动性 • 型砂在外力或自身重力作用下，砂粒间相互移动的能力称为流动性。 • 流动性好的型砂的特点——可形成紧实作用下，砂粒间相互移动的能力。 • 测定方法——5种 1. 2. 测定标准试样两个端面硬度值的差别。 测定阶梯试样两平面的硬度值差。
第二节 湿型砂性能要求、检测原理及检测方法
三、湿态强度
• 型砂为什么要有足够的强度？
a. b. 铸型有可能破损塌落；冲刷，冲击而造成砂眼，胀砂，跑火。 强度不宜过高—因需加入更多粘土，影响水分，透气性，成本高，混砂、紧实和 落砂困难。
第二节 湿型砂性能要求、检测原理及检测方法
• 表示和测定实验 表示——型砂标准试样在受外力作用下遭到破坏时的应力值。
砂型和砂芯的制造—湿型
13铸造 刘昕捷 201300150102
概述:
一、物理固结 • 磁性铸造法
• 负压造型
二、化学粘结 化学粘结是指型砂、芯砂在造型、造芯过程中，依靠其粘结剂本身发生物理— 化学反应ห้องสมุดไป่ตู้到硬化，建立强度，使砂粒牢固地粘结成为一个整体。 三、机械粘结 机械粘结指粘土作粘结剂的粘土型砂产生的粘结。由于自然界中粘土资源丰富， 价格低廉（开采后只需稍作加工即可供生产使用），砂型制造工艺简单，旧砂回用处 理容易等，因此广泛用来配制型砂制造砂型（芯）。
• 圆形砂—Ｏ • 多角形砂—□ • 尖角形砂—△
第三节 湿型砂用原材料及其质量要求
粒形测定方法（最常用的方法）—计算原砂的角形系数。 1）原理—等体积的各种几何体中，球形的表面积最小。
角形系数=单位质量原砂的实测表面积（即实际比表面积SW）/ 单位质量同样粗细 想圆球的表面积（即：理论比表面积Sth）
第二节 湿型砂性能要求、检测原理及检测方法
• 造型方法与紧实率的关系： a. 手工和机器造型用型砂—最适宜干湿程度下的紧实率为50%
b. 高压造型和冲击造型—最适宜干湿程度下的紧实率为40~50%
c. 挤压造型—最适宜干湿程度下的紧实率为35~40%
不管型砂中有效膨润土、煤粉和灰粉的含量有多少，只要将紧实率控制在上述 范围内，手感的干湿程度就处于最适宜状态，这时水分可称为最适宜水分 （optimum moisture content)。
b) 用砂粒集中的相邻三筛的中间筛孔尺寸毫米后的两位数作为粒度符号表示。
第三节 湿型砂用原材料及其质量要求
（2）累积曲线表示法 • 德国铸造学会的方法是以
各筛和底盘的余留砂的质
量为100%，计算出各筛的 累积通过量。
第三节 湿型砂用原材料及其质量要求
（3）美国铸造协会平均细度 • AFS细度=各筛停留量与相应的乘数的乘积总和 / 砂粒部分的质量分数总和
型砂激热试验仪
图2-1-12
第二节 湿型砂性能要求、检测原理及检测方法
七、发气量和有效煤粉量 • 受热后，产生大量挥发分，在高温下进行气相分解，在砂粒表面沉积“光泽碳”—防止 铸铁件表面机械粘砂，提高铸件表面光洁度。 • 煤粉等附加物的光泽碳含量的测定—可用特殊装置测出，但湿型砂的光泽碳形成能力 较低，很难直接测量。 • 发气量测定法—可检查铸铁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。 • 发起量测定原理：称取经过干燥的型砂盛入小瓷舟中推入850℃管式炉加热，产生的气 体经含冷凝管进入带刻度的玻璃管中，可测出在大气压下型砂所发出的气体体积。
第二节 湿型砂性能要求、检测原理及检测方法
• 测量步骤： 1. 测出1g型砂的发气量。
2.
3.
用吸蓝量法测定出型砂中有效膨润土含量， 并且用发气量测定仪测出1g膨润土的发气量。
用发气量测定仪测出0.01g煤粉的发气量。 即可推算出型砂中有效煤粉的含量。
第二节 湿型砂性能要求、检测原理及检测方法
• 型砂的有效煤粉含量要适当 过高，发气量过大，同时透气性又差，则会产生气孔、冷隔、浇不足等缺陷。
第三节 湿型砂用原材料及其质量要求
4.原砂的矿物组成和化学成份 （1）砂的矿物组成
a) 水分高，易形成气孔。
b) 水迁移形成水分凝聚层，易造成件表面夹砂、结疤和鼠尾。 c) 强度低，是干型砂1/5~1/10，易掉落。 d) 刚度，硬度低，变形、型壁移动使铸件尺寸公差增大、缩松、缩孔。
第二节 湿型砂性能要求、检测原理及检测方法
• 湿型砂性能要求 根据合金种类、造型方法、铸件大小等条件的不同，对型砂的性能要求也有所 不同。主要有：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、鲕化物、砂温、发气性、有效煤粉含量、灼烧减量、抗夹 砂性、抗粘砂性等。 • 检测原理及检测方法 在线控制：向混砂控制系统发出调节指令来确保型砂质量。 线性控制：实验室仪器检测方法
第三节 湿型砂用原材料及其质量要求
（4）用砂粒平均尺寸表示 称100g干砂，振动15min.各筛预留质量×乘数的乘积相加除以余留各筛砂的质 量分数总和，P81表2-1-6，计算实例。
第三节 湿型砂用原材料及其质量要求
3.原砂的颗粒形状及表面状况 （1）原砂的颗粒形状
用光学显微镜或扫描电子显微镜观察原砂的颗粒形状分类：
第一章 湿型 第一节 湿型铸造特点
一、粘土砂型类别
干型
面砂
背砂 单一砂
粘土砂
湿型
表干型
第一节 湿型铸造特点
二、湿型铸造特点
• 优点
与干砂型相比，便于组织流水线,易实现机械化自动化等，延长砂箱适用寿命， 工序简单，生产周期短，生产率高，无需烤干，可节省烤干设备和燃料。
第一节 湿型铸造特点
• 缺点 铸型的金属界面作用反应较激烈，铸件容易出现一些缺陷。
第三节 湿型砂用原材料及其质量要求
b、等粒数圆球直径法 称量一定的单筛砂，数出砂粒个数。然后按P84页式2-1-7计算出Sth2 。
③角形系数的计算
按筛孔直径平均值法的角形系数： E1=Sw/Sth1 按等粒数圆球直径法的角形系数： E2=Sw/Sth2
第三节 湿型砂用原材料及其质量要求
（2）粒形对型砂性能的影响 • 形状越圆—型砂就越易紧实，标准型砂试样的重量就越大，透气性也就越低；对于 使用树脂等化学粘结剂的型砂和芯砂而言，粒形对强度的影响尤为显著；粘结剂加 入量相同的条件下，用圆粒砂的试样紧实程度高，而且砂粒实际比表面小，比尖角 砂强度高很多。 （3）原砂的表面状况 • 若有侵蚀沟痕，裂缝和孔洞存在，粘剂消耗量增大。
第三节 湿型砂用原材料及其质量要求
• 表示方法 （1）符号表示法：
a)
用砂粒集中的相邻三筛的头尾筛号加总停留量表示。
例：100/200-67.76 % 表示 100、140、200目三个筛号的停留占总的67.76%。 60Q —Q表示前筛余量大于后筛。（表示 20、30、40目三个筛号的停留较多） 60H —H表示后筛余量大于前筛。
第二节 湿型砂性能要求、检测原理及检测方法
20世纪，60年代初国外有人提出—型砂的热湿拉强度是控制铸件表面夹砂结疤类缺陷的关键，可根据热 湿拉强度和热压应力的关系，进行综合分析判断。 • 测定方法：
1.热湿拉强度的测定方法图2-1-9—测出试样在水分凝聚区
的热湿拉强度。 2.热压应力的测定试验图2-1-10—型砂受热膨胀收到阻抑后 产生的热应力大小。 3.型砂激热性能试验法—高温烘烤观察试样沟槽尖角的开 始脱皮时间，即可代表型砂的抗夹结疤类缺陷的能力。 带“V”槽的圆饼试样 图2-1-11
总结 综合以上7方面性能，可以看出：对各种性能要求必须适量。由于各性能之间有 很多联系，对某一性能要求过分就有可能使其它性能更差。
第三节 湿型砂用原材料及其质量要求