砂型和砂芯制造
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对铸造的影响：过低会产生气孔、呛火、浇不足；过高 表明砂粒间空隙较大，金属液易渗入，造成表面粗糙、粘 砂。
影响透气性的因素：砂粒大小、分布、粒形、含泥量、 粘结剂及加入量、紧实度。
（2） 测量方法 原理：通过在一定条件下气体流过式样时所受到的阻力
的大小来间接反映。用在单位压力下通过单位面积和单位 长度试样的气体量来度量。
因此，根据紧实率大小的变化，就可以检查出型砂水分是 否合适，克服了主观因素。
应用：加水量根据紧实率范围控制，称为最适宜水分。如： 手工造型用型砂，在最适宜干湿状态下的紧实率接近50%， 高压造型为35-45%，挤压造型为35-40%。
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2.2 透气性
（1）概念：紧实的型砂能让气体通过而逸出的能力，用透 气率表示。
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第2节 湿型砂的性能要求、检测原理及检测方法
对湿型砂的性能要求取决于铸造条件（包括：合金、浇注 温度、模样、造型方法、铸件结构）。
湿型砂的主要性能：水分、透气性、强度、紧实率、变形 量、破碎指数、流动性、含泥量、颗粒组成、发气性、附 加物含量、抗夹砂性、抗粘砂性等。
检测方法 在线检测：偏重造型性能，如紧实率、水分、抗压强度等，
单纯地用湿态抗压强度衡量型砂性能并不太合适，引入劈裂 强度的概念。
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劈裂强度（如图2-1-3所示）
在标准圆柱试样的径向加栽，使 试样沿其轴向平面断裂。劈裂强 度可以按照下式计算：
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（3）紧实率
方法：如图2-1-1，用1MPa的压力紧实，测量紧实前后高 度的变化率。已列入国家标准GB2684-81。
紧实率=（筒高-紧实距离）/筒高×100%
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依据：较干的型砂自由流入试样筒时，砂粒堆得比较密实。 在相同的紧实力作用下，型砂体积减小较少，紧实率高。 这种砂发脆、韧性差，起模容易损坏，砂型转角处容易破 碎，铸件容易产生冲砂、砂眼缺陷；而较湿的型砂流动性 差，未被紧实前砂粒堆积疏松，紧实后体积减少较多，紧 实率低。使用这种砂浇注时急速产生大量气体，铸件可能 产生气孔、胀砂、夹砂、表面粗糙。
第二篇 砂型和砂芯的制造
重点：型砂水分、透气性、强度； 难点：型砂变形量的测试。
型砂的分类 按粘接剂的类型：粘土砂、树脂砂、水玻璃砂、油砂等。 按粘结力产生机理不同：如图2-0-1。
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物理固结：不含粘结剂，用物理学原理。例如磁型铸造、 V法造型。
化学粘结：在造型（芯）时依靠粘结剂物理化学作用达到 硬化，建立强度，使砂粒结合牢固。
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2.3 湿态强度
（1） 对铸造过程的影响：承受工序中的机械力、浇注时 的冲刷、静压力。
过低：塌箱、砂眼、胀砂、跑火。 过高：增加粘土和最适宜含水量，降低透气性；提高成
本；增加混砂、紧实、落砂困难。
（2） 测量：用标准式样在外力作用下遭到破坏时的应力 值表示。MPa、KPa。
可及时反映现场砂处理情况，适用于流水线。 线外检测：在实验室中检测，周期长、效率低，不能实时
控制，适用于手工造型、单件小批生产。
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2.1 水分、最适宜干湿程度和紧实率 （1）水分 表示型砂中所含水的质量百分数。 测定原理：称取50g型砂，在红外线烘干器中烘干， 105-
110℃，4-8min烘至恒重，称量烘干前后的质量变化。
指标：湿态抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、劈裂强度
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湿态抗压强度表示起模后砂型（芯）自身及受外力作用时能 保持型腔（或砂芯）形状的能力。
普通机器造型控制在0.06-0.12MPa， 高密度造型控制在0.09-0.20MPa。
许多情况下，砂型破坏是由拉应力引起的。当型砂中粉尘和 死粘土含量高时，虽然湿态抗压强度高，但是湿拉强度和变 形量很低，可塑性差，很容易破坏，使造型操作困难，并引 起铸造缺陷。
表面干型：在浇注前对型腔表层烘干，厚度5-10mm，大 件大于20mm。
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（2）按造型时的使用情况 面砂：特殊配制，覆盖在模样表面。 背砂：填充砂箱用。 单一砂：用于中小件，简化生产管理和操作。
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1.2 湿型铸造的特点
（1）优点 不需要烘干，简化、灵活、生产周期短。 成本低、生产率高、易于实现机械化。 砂箱寿命长。
（2）缺点 易产生铸造缺陷，如气孔、夹砂、砂眼等。
（3）湿型铸造的发展 砂处理设备：湿型砂检测、质量保证程度提高。 特别适用于机பைடு நூலகம்化铸造，如高压、高密度造型，能生产
高尺寸精度和好的表面质量的铸件，见表2-1-1 。
获得轮廓清晰、表面光洁、尺寸精度高、内在质量好的 铸件，必须保证型砂质量，从型砂的配方、混制、储运等 方面必须始终保持优良性能。
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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
k=VH/Spt
式中:
V--通过式样的空气体积，2000cm3； p--试样前压力（mmH2O）； H--试样高度； S--式样截面积； t--2000cm3空气通过式样的时间。
机械粘结：以粘土作粘结剂。
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第1章 湿 型
第1节 湿型铸造特点
1.1 粘土砂类型
（1）按砂型在合箱和浇注时的状态
湿砂型、湿型：不烘干。 湿型使用最广泛、最简便，但是对于大件、厚件不适合，
容易产生铸造缺陷。
干砂型、干型：合箱前烘干。 干型强度高，气体少，退让性差，成本高，周期长。
X=（G-G1）/G×100%
局限性：只表达水的绝对数量，不代表型砂的干湿程度。 如砂中含有大量的吸水性粉尘、型砂成分不同，最适宜干 湿程度的水分不同。
（2） 手捏感觉 型砂是否容易成团、是否沾手。 易于成团，不沾手，且有柔和感觉，砂团上的手指痕迹
清晰。 局限性：凭经验、不够准确稳定，不能定量，欠科学。
影响透气性的因素：砂粒大小、分布、粒形、含泥量、 粘结剂及加入量、紧实度。
（2） 测量方法 原理：通过在一定条件下气体流过式样时所受到的阻力
的大小来间接反映。用在单位压力下通过单位面积和单位 长度试样的气体量来度量。
因此，根据紧实率大小的变化，就可以检查出型砂水分是 否合适，克服了主观因素。
应用：加水量根据紧实率范围控制，称为最适宜水分。如： 手工造型用型砂，在最适宜干湿状态下的紧实率接近50%， 高压造型为35-45%，挤压造型为35-40%。
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2.2 透气性
（1）概念：紧实的型砂能让气体通过而逸出的能力，用透 气率表示。
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第2节 湿型砂的性能要求、检测原理及检测方法
对湿型砂的性能要求取决于铸造条件（包括：合金、浇注 温度、模样、造型方法、铸件结构）。
湿型砂的主要性能：水分、透气性、强度、紧实率、变形 量、破碎指数、流动性、含泥量、颗粒组成、发气性、附 加物含量、抗夹砂性、抗粘砂性等。
检测方法 在线检测：偏重造型性能，如紧实率、水分、抗压强度等，
单纯地用湿态抗压强度衡量型砂性能并不太合适，引入劈裂 强度的概念。
第16页/共265页
劈裂强度（如图2-1-3所示）
在标准圆柱试样的径向加栽，使 试样沿其轴向平面断裂。劈裂强 度可以按照下式计算：
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（3）紧实率
方法：如图2-1-1，用1MPa的压力紧实，测量紧实前后高 度的变化率。已列入国家标准GB2684-81。
紧实率=（筒高-紧实距离）/筒高×100%
第10页/共265页
依据：较干的型砂自由流入试样筒时，砂粒堆得比较密实。 在相同的紧实力作用下，型砂体积减小较少，紧实率高。 这种砂发脆、韧性差，起模容易损坏，砂型转角处容易破 碎，铸件容易产生冲砂、砂眼缺陷；而较湿的型砂流动性 差，未被紧实前砂粒堆积疏松，紧实后体积减少较多，紧 实率低。使用这种砂浇注时急速产生大量气体，铸件可能 产生气孔、胀砂、夹砂、表面粗糙。
第二篇 砂型和砂芯的制造
重点：型砂水分、透气性、强度； 难点：型砂变形量的测试。
型砂的分类 按粘接剂的类型：粘土砂、树脂砂、水玻璃砂、油砂等。 按粘结力产生机理不同：如图2-0-1。
第1页/共265页
物理固结：不含粘结剂，用物理学原理。例如磁型铸造、 V法造型。
化学粘结：在造型（芯）时依靠粘结剂物理化学作用达到 硬化，建立强度，使砂粒结合牢固。
第14页/共265页
2.3 湿态强度
（1） 对铸造过程的影响：承受工序中的机械力、浇注时 的冲刷、静压力。
过低：塌箱、砂眼、胀砂、跑火。 过高：增加粘土和最适宜含水量，降低透气性；提高成
本；增加混砂、紧实、落砂困难。
（2） 测量：用标准式样在外力作用下遭到破坏时的应力 值表示。MPa、KPa。
可及时反映现场砂处理情况，适用于流水线。 线外检测：在实验室中检测，周期长、效率低，不能实时
控制，适用于手工造型、单件小批生产。
第8页/共265页
2.1 水分、最适宜干湿程度和紧实率 （1）水分 表示型砂中所含水的质量百分数。 测定原理：称取50g型砂，在红外线烘干器中烘干， 105-
110℃，4-8min烘至恒重，称量烘干前后的质量变化。
指标：湿态抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、劈裂强度
第15页/共265页
湿态抗压强度表示起模后砂型（芯）自身及受外力作用时能 保持型腔（或砂芯）形状的能力。
普通机器造型控制在0.06-0.12MPa， 高密度造型控制在0.09-0.20MPa。
许多情况下，砂型破坏是由拉应力引起的。当型砂中粉尘和 死粘土含量高时，虽然湿态抗压强度高，但是湿拉强度和变 形量很低，可塑性差，很容易破坏，使造型操作困难，并引 起铸造缺陷。
表面干型：在浇注前对型腔表层烘干，厚度5-10mm，大 件大于20mm。
第5页/共265页
（2）按造型时的使用情况 面砂：特殊配制，覆盖在模样表面。 背砂：填充砂箱用。 单一砂：用于中小件，简化生产管理和操作。
第6页/共265页
1.2 湿型铸造的特点
（1）优点 不需要烘干，简化、灵活、生产周期短。 成本低、生产率高、易于实现机械化。 砂箱寿命长。
（2）缺点 易产生铸造缺陷，如气孔、夹砂、砂眼等。
（3）湿型铸造的发展 砂处理设备：湿型砂检测、质量保证程度提高。 特别适用于机பைடு நூலகம்化铸造，如高压、高密度造型，能生产
高尺寸精度和好的表面质量的铸件，见表2-1-1 。
获得轮廓清晰、表面光洁、尺寸精度高、内在质量好的 铸件，必须保证型砂质量，从型砂的配方、混制、储运等 方面必须始终保持优良性能。
第12页/共265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
k=VH/Spt
式中:
V--通过式样的空气体积，2000cm3； p--试样前压力（mmH2O）； H--试样高度； S--式样截面积； t--2000cm3空气通过式样的时间。
机械粘结：以粘土作粘结剂。
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第1章 湿 型
第1节 湿型铸造特点
1.1 粘土砂类型
（1）按砂型在合箱和浇注时的状态
湿砂型、湿型：不烘干。 湿型使用最广泛、最简便，但是对于大件、厚件不适合，
容易产生铸造缺陷。
干砂型、干型：合箱前烘干。 干型强度高，气体少，退让性差，成本高，周期长。
X=（G-G1）/G×100%
局限性：只表达水的绝对数量，不代表型砂的干湿程度。 如砂中含有大量的吸水性粉尘、型砂成分不同，最适宜干 湿程度的水分不同。
（2） 手捏感觉 型砂是否容易成团、是否沾手。 易于成团，不沾手，且有柔和感觉，砂团上的手指痕迹
清晰。 局限性：凭经验、不够准确稳定，不能定量，欠科学。