湿型砂透气性影响因素的分析探讨
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筛孔尺寸对型砂透气性的影响并不十分明显。碾 轮式混砂机混制的型砂过 ６ 目筛， 透气性提高 １０， 过 ２０ 目筛使型砂达到特别松散的程度， 透气性也是提 高 １０。关于碾轮式混砂机造成型砂透气性大幅度下 降， 并通过 ２０ 目筛使型砂松散到 ０．８５ｍｍ 的程度也 不能有效恢复其透气性的原因和机理， 还需作进一步 的探讨。 ２．２ 紧实度对湿型砂透气性的影响
紧实度越高， 型砂质点的排列就越紧凑砂粒间空 隙也越小， 透气率也越低。图 １ 表明了湿型砂紧实度
湿透气性
３００ ２５０ ２００ １５０ １００ ５０
１２３４５ ６７８ 撞击次数
图 １ 紧实度与透气性的关系
与透气性的关系。表 ５ 列举了紧实度、砂型（ 表面） 硬
度与透气性的关系。
表 ５ 紧实度、砂型（ 表面） 硬度与透气性的关系
关键词： 湿型砂， 混砂工艺， 透气性 中图分类号： ＴＧ２２１ ；文献标识码： Ａ； 文章编号： １ ００６－ ９６５８（ ２００７） ０１ － ３
透气性是反映型砂性能的一项重要指标， 特别是 湿型砂， 在金属液浇入砂型时， 会产生大量气体。型砂 透气性低， 铸型排气能力差， 就会发生呛火， 或形成气 孔、浇不足等缺陷。铸型透气性过高， 又可能造成铸件 表面粗糙和发生粘砂缺陷。因此， 了解型砂透气性的 影响因素， 控制好型砂透气性， 对于提高产品质量和 铸造成品率， 具有非常重要的意义。
３．理论计算值是指根据公式： 综合透气性＝Ｔ ／)铸 型 壁 厚 （ ｍｍ） ／５０ ＋ ［芯 头 厚 度 （ ｍｍ） ／５０］×Ｔ ／Ｔ１/演 化 而 来 的 简 便 公 式 ： 综 合 透 气 性＝ Ｔａ ／ （ １＋Ｔａ ／Ｔｂ） 计算得数。
理论计算值
１
２０６
２０６
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１０３
２
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９３．３
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８２
８３．８５
５
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７９．４
６
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１２８
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７７．５９
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７４
７４．５７
８
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７１
７１．４
９
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６８
５０
５０．５５
１１
１９７
６４
４９
４８．３
表 １ 对比试验一
混砂工 紧实率 水分 标准试 湿压强 湿剪强 透气率
艺编号 （ ％） （ ％） 样（ ｇ） 度 ／ＭＰａ 度 ／ＭＰａ
备注
１＃ ４２ ５．９５ １４１ ０．１２ ０．０２４ ２３８ 新光生产线用砂
１＃ 型 砂 用 ＳＨＮ ２＃ ４６ ６．２ １４３ ０．１４ ０．０２７ １１９ 碾轮混砂机混粘
２ 影响湿型砂透气性的几个主要因素 原砂的粒度、形状、粒度均匀性和膨润土的性质、
含量以及型砂的水分、含泥量等， 都是影响湿型砂透 气性的重要因素， 有关教科书已经对其作了详细的分 析， 这里不再赘述。本文重点就生产实践中混砂工艺、 紧实率及型砂厚度等铸造工艺参数对砂型透气性的 影响作一探讨分析。 ２．１ 混砂工艺对型砂透气性的影响
６ｍｉｎ
３＃ ４６ ６．２ １４３
２＃ 型 砂 过 ６ 目 １２９
筛
为了检测筛孔尺寸对透气性的影响， 我们仍按上 述 办 法 采 样 并 混 碾 ６ｍｉｎ 再 过 ２０ 目 筛 （ 筛 孔 尺 寸 ０．８５０ｍｍ） ， 其透气性数据见表 ２。
表 ２ 对比试验二
混砂工 紧实率 水分 透气率
艺编号 （ ％） （ ％）
用一个试样筒分次填加不同的砂层厚度所制备 的型砂试样， 因其紧实度不同而无法准确测定砂层厚 度对透气性的影响。采用均匀同质的同一批型砂试 样， 分别用两个试样筒制备两个标准试样， 测出每个 试样的透气性后， 采用不同实验方案进行砂层叠加透 气实验。
方案一： 如图 ２ 所示， 两个试样筒（ 连同试样） 相 对叠加放在透气性测定仪上， 在上层的试样筒上施加 一定的压力（ 类似于合箱后用箱卡夹紧） ， 透气性基本 未变， 等于下层试样的透气性。
１２
２００
３８
３２
３１．９３
１３
１８０
１５８
８４
８４．１４
注：１．Ａ 样 与 Ｂ 样 叠 加 后 的 综 合 透 气 性，是 指 如 图 ３ 所 示，在 试 样 桶 分 型 面 上 湿 水（注 意 不 要 将 砂 型 弄 湿），使 两 个 试 样 筒（连 同 试 样）顺 向叠加放在透气性测定仪上， 在上边的试样筒施加一定的压力， 使试样筒不漏气时的透气性。 ２．由于透气性测定仪刻度较稀， 表中实测值精确度为±２。
立湿砂型实际透气性的数学模型， 再依据浇注温度、 浇注速度、型砂水分及发气量等参数， 通过计算机分 析判断铸件产生侵入性气孔的几率， 具有重要的实用 价值。根据大量实验和理论分析， 得出湿砂型透气性 计算公式如下（ 表 ６ 为湿砂型透气性计算公式验证数 据对比表） ：
砂型实际透气性＝Ｔ ／［砂型壁厚（ ｍｍ） ／５０（ ｍｍ） ］ 砂芯与芯座紧密连接， 而且两者透气性不同时， 两者的综合透气性为： 综合透气性＝Ｔ ／)出气端芯座壁厚（ ｍｍ） ／５０＋
１ 问题的由来 在型砂试验时， 我们发现， 采用 １００％新砂＋６％钠
基膨润土＋６％煤粉的配比， 用 ＳＨＮ 碾轮式混砂机混 碾 ６ｍｉｎ， 在水分与生产线用型砂（转子式混砂机混制） 相同的情况下， 其透气性只有生产线用型砂透气性的 一半。第一次发现这一情况时， 我们误认为是新砂采 样不具代表性所致。后来的试验连续出现上述结果， 促使我们对型砂透气性作了进一步的分析探讨。
备注
４＃ ３０ ５．６４ ２６０ 新光生产线用砂
５＃ ４０ ５．７４ １３０ ４＃ 型砂用 ＳＨＮ 碾轮混砂机混粘 ６ｍｉｎ
６＃ ４０ ５．７４ １４０ ５＃ 型砂过 ２０ 目筛
为了探究碾轮式混砂机混砂时间对透气率的影 响， 我们从新光生产线（ 采用转子式混砂机） 采取已混 制 好 的 型 砂 试 样 ， 分 别 用 碾 轮 混 砂 机 混 碾 １．５ｍｉｎ、 ３ｍｉｎ、６ｍｉｎ， 混砂时间及透气率见表 ３。
４２
中国铸造装备与技术 １ ／２００７
材料工艺 ＭＡＴＥＲＩＡＬ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
型砂试样 （ 上型）
试样筒 分型面
型砂试样 （ 上型）
试样筒 分型面
型砂试样 （ 下型）
试样筒
型砂试样 （ 下型）
透气性仪 工作台
试样筒
透气性仪 工作台
图 ２ 形式Ⅰ
图 ３ 形式Ⅱ
试验表明， 在实际生产中， 分型面是型砂出气的
［芯头厚度（ ｍｍ） ／５０］×Ｔ ／Ｔ１/ 式中 Ｔ— ——与砂型紧实度相同时标准试样透气性；
Ｔ１— ——与砂芯紧实度相同时标准试样透气性。 计算湿砂型实际透气性， 首先需要测定标准试样 与铸型紧实度相同时标准试样的透气性， 测定方法有 两种： 方法一： 测出铸型的表面硬度， 然后制备一个相 同表面硬度的标准试样， 测定其透气性。 方法二： 测出铸型的密度， 然后制备一个相同密 度的标准试样， 测定其透气性。
０．０２３
９８
为了进一步核实上述实验， 我们取新光生产线用 的旧砂、新砂、膨润土、煤粉等材料， 采用 Ｓ１１４ 碾轮混 砂机进行混制， 在配比、水分及抗压强度相近的情况 下 ， Ｓ１４２０ 转 子 式 混 砂 机 混 制 型 砂 的 透 气 率 为 ２４０， Ｓ１１４ 碾轮式混砂机混制型砂的透气率为 １１３。
４ 结论 （ １） 混砂方式对型砂的透气性有较大的影响。转
子式混砂机混出的型砂透气性最好， 约为碾轮式混砂 机透气性的一倍； 单碾轮单转子式混砂机透气性次
表 ６ 湿砂型透气性计算公式验证数据对比表
Ａ 样（单测）透 Ｂ 样（单测）透 Ａ 样与 Ｂ 样叠加后的综合透气性 序号
气性 ／Ｔａ
气性 ／Ｔｂ
实测值
材料工艺 ＭＡＴＥＲＩＡＬ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
湿型砂透气性影响因素的分析探讨
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ Ｆａｃｔｏｒ ｓ ｏｎ Ｇｒ ｅｅｎ Ｓａｎｄ Ｐｅｒ ｍｅａｂｉｌｉｔｙ
裴柯兴（ 山西汤荣汽车配件制造有限公司， 山西候马 ０４３００９）
摘要： 通过试验对影响湿型砂透气性的砂处理工艺（ 包括混砂方式、松砂、筛砂工艺等） 和分型面、砂层厚度、 紧实度等工艺因素进行了定量分析， 为生产实践中采取适当工艺措施提高铸型透气性， 提供了理论依据。
Ｓ１３２０ 型 ４３ ５．９５ １３８ ０．０９６ ０．０２２ １０３ 单碾轮单转子
Ｓ１１２０ 型 ４５ ６．２ １４２ ０．０９５ ０．０１３ ６２
双碾轮
以上数据说明， 混砂方式对型砂的透气性有较大 的影响。转子式混砂机混出的型砂透气性最好， 约为 碾轮式混砂机透气性的一倍； 单碾轮单转子式混砂机 透气性次之； 碾轮式混砂机混碾型砂的透气性最差。
重要通道， 上型分型面对下型透气性影响甚微。透气
性与砂型厚度成反比。在工艺设计和生产实际中， 在
工艺允许的范围内， 尽量减小砂层厚度， 通过砂箱钻
孔、设置出气管、扎出气孔等工艺措施， 对于提高铸型
透气性， 降低废品率， 都是非常有效的措施。
３ 湿砂型实际透气性的分析计算 在造型材料和砂处理工艺基本确定的情况下， 建
中国铸造装备与技术 １ ／２００７
４１
材料工艺 ＭＡＴＥＲＩＡＬ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
表 ３ 对比试验三
新光线型砂用碾轮 湿压强度 ／ＭＰａ 湿剪强度 ／ＭＰａ
混砂机混碾时间
未混碾
１０．３
０．０２８
透气率 ２３０
１．５ｍｉｎ
１１．５
０．０２１
１４８
３ｍｉｎ
１２．１
０．０２３
１２８
６ｍｉｎ
１３．６
方案三： 如图 ３ 所示， 在试样筒分型面上湿水（ 注 意不要将砂型弄湿） ， 使两个试样筒（ 连同试样） 顺向 叠加放在透气性测定仪上， 在上边的试样筒施加一定 的压力， 使试样筒分型面不要漏气， 此时， 两个试样叠 加后的透气性等于单个试样透气性的二分之一， 即分 型面不漏气时方案二与方案三试验效果一致。
碾轮式混砂机混砂时间也对型砂的透气性有一 定影响。混砂时间越长， 湿压强度越高， 透气性也越 差。因此， 碾轮式混砂机的湿混时间必须加以控制。
型砂通过松砂、筛砂， 也能够提高透气性， 透气率 大约提高 １０， 在铸造生产中， 松砂或筛砂， 对于提高 型砂均匀度和综合性能（ 包括透气性） ， 提高铸件表面 质量， 是十分必要的。
方案二： 将高于两个试样筒的型砂用平刮刀刮 平， 在试样筒圆周面（ 即分型面） 上湿水（ 注意不要将 砂型弄湿） ， 使两个试样筒（ 连同试样） 如同图 ２ 相对 叠加放在透气性测定仪上， 在上边的试样筒施加一定 的压力， 使试样筒分型面不要漏气， 此时， 两个试样叠 加后的透气性等于单个试样透气性的二分之一， 即透 气性与砂层厚度成反比。
如上所述， 为了验证“实验室混碾的型砂试样中 的原砂比生产线用型砂中原砂的平均粒度小是造成 透气性不一的主要原因”这一推断 ， 我们进行了试样 原砂及生产线用型砂的原砂粒度分析， 结果未发现有
收稿日期： ２００６－ ０９－ ２９ 文章编号： ２００６－ １７０
明显的粒度变化。说明我们原先的推断是错误的。鉴 于生产线用混砂机为转子式混砂机， 而实验室为碾轮 式混砂机， 我们进一步推断混砂工艺的不同是造成生 产线用型砂和实验室型砂透气性差异的主要原因。为 此， 我们在生产线取同一批型砂（ 要求均匀同质） ， 并 分成 １＃、２＃ 两部分。２＃ 型砂在 ＳＨＮ 碾轮式混砂机中 混碾 ６ｍｉｎ， １＃ 型砂直接进行性能分析， 分析结果见表 １。
汤荣三厂生产线装有两台 Ｓ１３２０ 型（ 单碾轮单转 子式） 混砂机， 一台 Ｓ１１２０ 型（ 双碾轮） 混砂机， 三台混 砂机均采用相同的原砂、膨润土、煤粉及配方， 型砂性 能见表 ４。
表 ４ 对比试验四
混砂机 紧实率 水分 标准试 湿压强 湿剪强 透气率 混碾方式
型 号 （ ％） （ ％） 样重 ／ｇ 度 ／ＭＰａ 度 ／ＭＰａ
撞击次数 １
２
３
４
５
６
７
８
表面硬度 Ｂ ７４ ８１．５ ８５ ８７．５ ９０ ９２ ９３ ９３．５
透气率 ２９５ １７５ １３０ １０８ ９０ ７８ ６９ ６２
在实际生产中， 往往通过提高砂型紧实度来防止 胀型和疏松缺陷， 提高铸件（ 特别是球墨铸铁件） 的致 密性， 提高产品质量。了解了紧实度对透气性的影响 规律， 通过调控原砂粒度、型砂配比、水分及砂处理工 艺， 达到控制铸型透气性的目的， 具有重要的现实意 义。 ２．３ 砂层厚度及分型面对型砂透气性的影响
紧实度越高， 型砂质点的排列就越紧凑砂粒间空 隙也越小， 透气率也越低。图 １ 表明了湿型砂紧实度
湿透气性
３００ ２５０ ２００ １５０ １００ ５０
１２３４５ ６７８ 撞击次数
图 １ 紧实度与透气性的关系
与透气性的关系。表 ５ 列举了紧实度、砂型（ 表面） 硬
度与透气性的关系。
表 ５ 紧实度、砂型（ 表面） 硬度与透气性的关系
关键词： 湿型砂， 混砂工艺， 透气性 中图分类号： ＴＧ２２１ ；文献标识码： Ａ； 文章编号： １ ００６－ ９６５８（ ２００７） ０１ － ３
透气性是反映型砂性能的一项重要指标， 特别是 湿型砂， 在金属液浇入砂型时， 会产生大量气体。型砂 透气性低， 铸型排气能力差， 就会发生呛火， 或形成气 孔、浇不足等缺陷。铸型透气性过高， 又可能造成铸件 表面粗糙和发生粘砂缺陷。因此， 了解型砂透气性的 影响因素， 控制好型砂透气性， 对于提高产品质量和 铸造成品率， 具有非常重要的意义。
３．理论计算值是指根据公式： 综合透气性＝Ｔ ／)铸 型 壁 厚 （ ｍｍ） ／５０ ＋ ［芯 头 厚 度 （ ｍｍ） ／５０］×Ｔ ／Ｔ１/演 化 而 来 的 简 便 公 式 ： 综 合 透 气 性＝ Ｔａ ／ （ １＋Ｔａ ／Ｔｂ） 计算得数。
理论计算值
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表 １ 对比试验一
混砂工 紧实率 水分 标准试 湿压强 湿剪强 透气率
艺编号 （ ％） （ ％） 样（ ｇ） 度 ／ＭＰａ 度 ／ＭＰａ
备注
１＃ ４２ ５．９５ １４１ ０．１２ ０．０２４ ２３８ 新光生产线用砂
１＃ 型 砂 用 ＳＨＮ ２＃ ４６ ６．２ １４３ ０．１４ ０．０２７ １１９ 碾轮混砂机混粘
２ 影响湿型砂透气性的几个主要因素 原砂的粒度、形状、粒度均匀性和膨润土的性质、
含量以及型砂的水分、含泥量等， 都是影响湿型砂透 气性的重要因素， 有关教科书已经对其作了详细的分 析， 这里不再赘述。本文重点就生产实践中混砂工艺、 紧实率及型砂厚度等铸造工艺参数对砂型透气性的 影响作一探讨分析。 ２．１ 混砂工艺对型砂透气性的影响
６ｍｉｎ
３＃ ４６ ６．２ １４３
２＃ 型 砂 过 ６ 目 １２９
筛
为了检测筛孔尺寸对透气性的影响， 我们仍按上 述 办 法 采 样 并 混 碾 ６ｍｉｎ 再 过 ２０ 目 筛 （ 筛 孔 尺 寸 ０．８５０ｍｍ） ， 其透气性数据见表 ２。
表 ２ 对比试验二
混砂工 紧实率 水分 透气率
艺编号 （ ％） （ ％）
用一个试样筒分次填加不同的砂层厚度所制备 的型砂试样， 因其紧实度不同而无法准确测定砂层厚 度对透气性的影响。采用均匀同质的同一批型砂试 样， 分别用两个试样筒制备两个标准试样， 测出每个 试样的透气性后， 采用不同实验方案进行砂层叠加透 气实验。
方案一： 如图 ２ 所示， 两个试样筒（ 连同试样） 相 对叠加放在透气性测定仪上， 在上层的试样筒上施加 一定的压力（ 类似于合箱后用箱卡夹紧） ， 透气性基本 未变， 等于下层试样的透气性。
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注：１．Ａ 样 与 Ｂ 样 叠 加 后 的 综 合 透 气 性，是 指 如 图 ３ 所 示，在 试 样 桶 分 型 面 上 湿 水（注 意 不 要 将 砂 型 弄 湿），使 两 个 试 样 筒（连 同 试 样）顺 向叠加放在透气性测定仪上， 在上边的试样筒施加一定的压力， 使试样筒不漏气时的透气性。 ２．由于透气性测定仪刻度较稀， 表中实测值精确度为±２。
立湿砂型实际透气性的数学模型， 再依据浇注温度、 浇注速度、型砂水分及发气量等参数， 通过计算机分 析判断铸件产生侵入性气孔的几率， 具有重要的实用 价值。根据大量实验和理论分析， 得出湿砂型透气性 计算公式如下（ 表 ６ 为湿砂型透气性计算公式验证数 据对比表） ：
砂型实际透气性＝Ｔ ／［砂型壁厚（ ｍｍ） ／５０（ ｍｍ） ］ 砂芯与芯座紧密连接， 而且两者透气性不同时， 两者的综合透气性为： 综合透气性＝Ｔ ／)出气端芯座壁厚（ ｍｍ） ／５０＋
１ 问题的由来 在型砂试验时， 我们发现， 采用 １００％新砂＋６％钠
基膨润土＋６％煤粉的配比， 用 ＳＨＮ 碾轮式混砂机混 碾 ６ｍｉｎ， 在水分与生产线用型砂（转子式混砂机混制） 相同的情况下， 其透气性只有生产线用型砂透气性的 一半。第一次发现这一情况时， 我们误认为是新砂采 样不具代表性所致。后来的试验连续出现上述结果， 促使我们对型砂透气性作了进一步的分析探讨。
备注
４＃ ３０ ５．６４ ２６０ 新光生产线用砂
５＃ ４０ ５．７４ １３０ ４＃ 型砂用 ＳＨＮ 碾轮混砂机混粘 ６ｍｉｎ
６＃ ４０ ５．７４ １４０ ５＃ 型砂过 ２０ 目筛
为了探究碾轮式混砂机混砂时间对透气率的影 响， 我们从新光生产线（ 采用转子式混砂机） 采取已混 制 好 的 型 砂 试 样 ， 分 别 用 碾 轮 混 砂 机 混 碾 １．５ｍｉｎ、 ３ｍｉｎ、６ｍｉｎ， 混砂时间及透气率见表 ３。
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材料工艺 ＭＡＴＥＲＩＡＬ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
型砂试样 （ 上型）
试样筒 分型面
型砂试样 （ 上型）
试样筒 分型面
型砂试样 （ 下型）
试样筒
型砂试样 （ 下型）
透气性仪 工作台
试样筒
透气性仪 工作台
图 ２ 形式Ⅰ
图 ３ 形式Ⅱ
试验表明， 在实际生产中， 分型面是型砂出气的
［芯头厚度（ ｍｍ） ／５０］×Ｔ ／Ｔ１/ 式中 Ｔ— ——与砂型紧实度相同时标准试样透气性；
Ｔ１— ——与砂芯紧实度相同时标准试样透气性。 计算湿砂型实际透气性， 首先需要测定标准试样 与铸型紧实度相同时标准试样的透气性， 测定方法有 两种： 方法一： 测出铸型的表面硬度， 然后制备一个相 同表面硬度的标准试样， 测定其透气性。 方法二： 测出铸型的密度， 然后制备一个相同密 度的标准试样， 测定其透气性。
０．０２３
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为了进一步核实上述实验， 我们取新光生产线用 的旧砂、新砂、膨润土、煤粉等材料， 采用 Ｓ１１４ 碾轮混 砂机进行混制， 在配比、水分及抗压强度相近的情况 下 ， Ｓ１４２０ 转 子 式 混 砂 机 混 制 型 砂 的 透 气 率 为 ２４０， Ｓ１１４ 碾轮式混砂机混制型砂的透气率为 １１３。
４ 结论 （ １） 混砂方式对型砂的透气性有较大的影响。转
子式混砂机混出的型砂透气性最好， 约为碾轮式混砂 机透气性的一倍； 单碾轮单转子式混砂机透气性次
表 ６ 湿砂型透气性计算公式验证数据对比表
Ａ 样（单测）透 Ｂ 样（单测）透 Ａ 样与 Ｂ 样叠加后的综合透气性 序号
气性 ／Ｔａ
气性 ／Ｔｂ
实测值
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湿型砂透气性影响因素的分析探讨
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ Ｆａｃｔｏｒ ｓ ｏｎ Ｇｒ ｅｅｎ Ｓａｎｄ Ｐｅｒ ｍｅａｂｉｌｉｔｙ
裴柯兴（ 山西汤荣汽车配件制造有限公司， 山西候马 ０４３００９）
摘要： 通过试验对影响湿型砂透气性的砂处理工艺（ 包括混砂方式、松砂、筛砂工艺等） 和分型面、砂层厚度、 紧实度等工艺因素进行了定量分析， 为生产实践中采取适当工艺措施提高铸型透气性， 提供了理论依据。
Ｓ１３２０ 型 ４３ ５．９５ １３８ ０．０９６ ０．０２２ １０３ 单碾轮单转子
Ｓ１１２０ 型 ４５ ６．２ １４２ ０．０９５ ０．０１３ ６２
双碾轮
以上数据说明， 混砂方式对型砂的透气性有较大 的影响。转子式混砂机混出的型砂透气性最好， 约为 碾轮式混砂机透气性的一倍； 单碾轮单转子式混砂机 透气性次之； 碾轮式混砂机混碾型砂的透气性最差。
重要通道， 上型分型面对下型透气性影响甚微。透气
性与砂型厚度成反比。在工艺设计和生产实际中， 在
工艺允许的范围内， 尽量减小砂层厚度， 通过砂箱钻
孔、设置出气管、扎出气孔等工艺措施， 对于提高铸型
透气性， 降低废品率， 都是非常有效的措施。
３ 湿砂型实际透气性的分析计算 在造型材料和砂处理工艺基本确定的情况下， 建
中国铸造装备与技术 １ ／２００７
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材料工艺 ＭＡＴＥＲＩＡＬ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
表 ３ 对比试验三
新光线型砂用碾轮 湿压强度 ／ＭＰａ 湿剪强度 ／ＭＰａ
混砂机混碾时间
未混碾
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透气率 ２３０
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６ｍｉｎ
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方案三： 如图 ３ 所示， 在试样筒分型面上湿水（ 注 意不要将砂型弄湿） ， 使两个试样筒（ 连同试样） 顺向 叠加放在透气性测定仪上， 在上边的试样筒施加一定 的压力， 使试样筒分型面不要漏气， 此时， 两个试样叠 加后的透气性等于单个试样透气性的二分之一， 即分 型面不漏气时方案二与方案三试验效果一致。
碾轮式混砂机混砂时间也对型砂的透气性有一 定影响。混砂时间越长， 湿压强度越高， 透气性也越 差。因此， 碾轮式混砂机的湿混时间必须加以控制。
型砂通过松砂、筛砂， 也能够提高透气性， 透气率 大约提高 １０， 在铸造生产中， 松砂或筛砂， 对于提高 型砂均匀度和综合性能（ 包括透气性） ， 提高铸件表面 质量， 是十分必要的。
方案二： 将高于两个试样筒的型砂用平刮刀刮 平， 在试样筒圆周面（ 即分型面） 上湿水（ 注意不要将 砂型弄湿） ， 使两个试样筒（ 连同试样） 如同图 ２ 相对 叠加放在透气性测定仪上， 在上边的试样筒施加一定 的压力， 使试样筒分型面不要漏气， 此时， 两个试样叠 加后的透气性等于单个试样透气性的二分之一， 即透 气性与砂层厚度成反比。
如上所述， 为了验证“实验室混碾的型砂试样中 的原砂比生产线用型砂中原砂的平均粒度小是造成 透气性不一的主要原因”这一推断 ， 我们进行了试样 原砂及生产线用型砂的原砂粒度分析， 结果未发现有
收稿日期： ２００６－ ０９－ ２９ 文章编号： ２００６－ １７０
明显的粒度变化。说明我们原先的推断是错误的。鉴 于生产线用混砂机为转子式混砂机， 而实验室为碾轮 式混砂机， 我们进一步推断混砂工艺的不同是造成生 产线用型砂和实验室型砂透气性差异的主要原因。为 此， 我们在生产线取同一批型砂（ 要求均匀同质） ， 并 分成 １＃、２＃ 两部分。２＃ 型砂在 ＳＨＮ 碾轮式混砂机中 混碾 ６ｍｉｎ， １＃ 型砂直接进行性能分析， 分析结果见表 １。
汤荣三厂生产线装有两台 Ｓ１３２０ 型（ 单碾轮单转 子式） 混砂机， 一台 Ｓ１１２０ 型（ 双碾轮） 混砂机， 三台混 砂机均采用相同的原砂、膨润土、煤粉及配方， 型砂性 能见表 ４。
表 ４ 对比试验四
混砂机 紧实率 水分 标准试 湿压强 湿剪强 透气率 混碾方式
型 号 （ ％） （ ％） 样重 ／ｇ 度 ／ＭＰａ 度 ／ＭＰａ
撞击次数 １
２
３
４
５
６
７
８
表面硬度 Ｂ ７４ ８１．５ ８５ ８７．５ ９０ ９２ ９３ ９３．５
透气率 ２９５ １７５ １３０ １０８ ９０ ７８ ６９ ６２
在实际生产中， 往往通过提高砂型紧实度来防止 胀型和疏松缺陷， 提高铸件（ 特别是球墨铸铁件） 的致 密性， 提高产品质量。了解了紧实度对透气性的影响 规律， 通过调控原砂粒度、型砂配比、水分及砂处理工 艺， 达到控制铸型透气性的目的， 具有重要的现实意 义。 ２．３ 砂层厚度及分型面对型砂透气性的影响