机械粘砂又称（chēng）为金（jīn）属液渗透粘砂，是（shì）由液态金属或金属（shǔ）氧化物通过毛细管渗透或气（qì）相渗透方式钻入型腔表（biǎo）面砂粒间隙，在铸件表（biǎo）面形（xíng）成的金属（shǔ）和砂（shā）粒机（jī）械混（hún）合（hé）的粘附（fù）层。清（qīng）铲粘砂层时可见金属（shǔ）光泽。机械（xiè）粘砂表面呈海绵状，牢固地粘（zhān）附在铸件（jiàn）表面，多发（fā）生在（zài）砂（shā）型和砂芯表面受热（rè）作用强烈（liè）及砂型紧实度低的部位，如浇冒口附近、铸（zhù）件厚大（dà）截面、内角和（hé）凹槽处。

机械粘砂不仅（jǐn）影响铸造铸件的（de）外（wài）观质量，甚至引起报废，因此对铸件的机械粘砂必（bì）须引起足够（gòu）的重视，以（yǐ）提高产品成品率。笔者（zhě）结（jié）合多年（nián）的（de）生产实践（jiàn）经验（yàn）并参阅有关（guān）资料，谈谈铸件机械粘砂的产生原因及其防止措（cuò）施。

1、铸（zhù）件和模样设（shè）计（jì）

如果铸件和模样的结构会使砂型具有（yǒu）尖角、悬伸或突出的形状，或具（jù）有扁薄的砂台（tái）或砂芯，则这种设计会促进机械粘砂（shā）产生（shēng）。因为（wéi）这类结构的铸件会使砂型、砂芯局部热量（liàng）集中（zhōng），其正常的性能受到破（pò）坏，砂型（xíng）、砂芯表面提前溃散，熔融金属或金属（shǔ）氧化物易（yì）于渗（shèn）入而产生机械粘（zhān）砂。对此（cǐ），可（kě）在（zài）热量集中的部位采用特殊砂型，如（rú）锆砂（shā）或橄榄（lǎn）石（shí）砂，以提高其长时间（jiān）受热或受高温辐照的能力。 

2、模样

 (1)模样的工（gōng）艺设计不良，使砂（shā）型舂不紧实（shí）或紧实度不匀，会造成型腔（qiāng）表面粗糙（cāo）或疏松（sōng），对产生机（jī）械粘砂有直接影响。模样的工（gōng）艺设计常出现（xiàn）以下错误： 

一是分（fèn）模面选择不当，致使上型过高（gāo），或在砂（shā）型中形成很深（shēn）的型腔（qiāng）。 

二是模样在（zài）模（mó）底板上的（de）位置（zhì）布置不当，使凹（āo）陷处（chù）难于舂实（shí），这可能是由于模样距箱（xiāng）壁（bì）太近，或模样排列过密所致。由于（yú）模（mó）样（yàng）排列过于拥（yōng）挤，会引起（qǐ）铸件产生胀砂，即使没有明（míng）显的胀砂，也会发生（shēng）机械粘砂。由于产生缺陷的根源相（xiàng）同，机械（xiè）粘砂和胀砂会出现（xiàn）在同一个铸（zhù）件上。 

三是直浇（jiāo）道、冒口（kǒu）和横浇道的位置布置（zhì）不当，会出现不易舂（chōng）实的凹陷（xiàn）部位，这与浇（jiāo）冒（mào）口（kǒu）系统的布局有（yǒu）关。 

四是（shì）起（qǐ）模斜度（dù）<1.5°时，即使整个砂型的（de）紧实度合适，也会使砂型表面撕裂（liè），易（yì）于使金属或金（jīn）属氧化物渗（shèn）入。 

 (2)模（mó）样的工艺结构（gòu）不良，导致（zhì）金属液静压力（lì）过高。由于静压力的增（zēng）高，砂（shā）型的负荷也就加重，因此需要采用特殊的砂型或更紧实的造型（xíng）方法，以抵挡金属液对砂（shā）型的渗透压（yā）力。 

3、砂箱

砂（shā）箱的设（shè）计及构造不（bú）合（hé）理，致使砂型紧实度不匀（yún）或舂砂过软。 

产生这些问题的一般原因如（rú）下（xià）： 

 (1)箱带（dài）的位（wèi）置不当，妨碍某些凹陷部（bù）位的舂（chōng）实，因（yīn）而导（dǎo）致砂型局部过软，引起胀砂或机械粘砂。 

 (2)因砂箱（xiāng）太小造成舂砂不实。 

 (3)箱带位置不（bú）当（dāng），使直浇道和冒口不能放在合适的（de）位（wèi）置上，以致（zhì）冒口或直浇道与模样（yàng）间的型砂（shā）舂不紧（jǐn）实。又因该（gāi）处必然造成热（rè）量集中（zhōng），使机械粘砂更为严重。因此，如（rú）直（zhí）浇道或冒口的位置不能改变，则必（bì）须将（jiāng）箱带割去（qù）一块或（huò）整个去（qù）掉。 

 (4)上（shàng）箱过高。机械粘砂通常与型腔表面的抗渗透能力及金（jīn）属液的静压力（lì）有关，金属液压力的大小，与金属的密度和上箱高度有（yǒu）关。如（rú）从铸件补缩需要出发，上箱应（yīng）有一定高度，但型砂性能也一定要（yào）随之加（jiā）以改善。 

4、浇冒口系统

 (1)浇冒口的（de）位（wèi）置不当导致砂型局部过热，从而促使型腔（qiāng）表面（miàn）过早毁坏，金属液或（huò）在高温下形（xíng）成（chéng）的金（jīn）属氧化物就更（gèng）容易渗入（rù）型腔（qiāng）表面。 

这类（lèi）情（qíng）况较典型（xíng）的例子有下列几（jǐ）种: 

第yi，直浇道或（huò）冒口距（jù）型面过近，形成一个热节区，这一（yī）热节区的砂型如未舂实，则机械粘砂缺陷就会十分严重。 

第二，在一定的型腔（qiāng）表面上（shàng）流过（guò）的金属液过多（duō），会把型面加热到足以毁坏的程度。如果型腔中初期凝固的硬壳被后来（lái）流入的金属（shǔ）液重熔，则粘（zhān）砂就更为严重（chóng）。 

第三，在浇（jiāo）注（zhù）时，凡能造成金（jīn）属液压力过高的任何因素，均可能导致铸件产（chǎn）生机械粘砂。当金属液不（bú）仅压（yā）力高，而（ér）且温度也高时，情况尤为（wéi）严重。 

 (2)直浇道（dào）、横浇道和（hé）内浇道的截面（miàn）比例不（bú）当，使金（jīn）属液在浇注时不断受（shòu）到（dào）氧化（huà），增加了金属（shǔ）氧化物的数量，并导致对型砂的助熔作用。在浇注过程（chéng）中，浇注（zhù）系统应始终（zhōng）充满金属液，否（fǒu）则（zé），在（zài）浇注系统中的任何部位均能使（shǐ）金属（shǔ）液受到（dào）氧化。 

 (3)冒（mào）口（kǒu）颈尺寸过大，将（jiāng）造（zào）成其周围型（xíng）砂过热，这是一个较（jiào）为（wéi）普遍的问题。这一问题常是由于冒口颈太长引起的，为了使冒口（kǒu）颈中金属液不致过早凝固，就不得不加大颈（jǐng）部尺（chǐ）寸。如果（guǒ）因为冒口颈设计不当导致补缩不到，那么zui好是缩短冒口颈，以防止凝固，而不是加大其（qí）尺寸。尺寸较（jiào）小的冒口颈，可（kě）以（yǐ）减少（shǎo）砂型受热。 

 (4)浇口杯或直（zhí）浇道设（shè）计不当（dāng），以致浇注时卷入（rù）空气造成金（jīn）属液氧化，这（zhè）通常是由于湍流（liú）引起的，随着金属液表面氧（yǎng）化膜的不（bú）断积累会引起机械粘砂。 

5、型砂

 (1)原（yuán）砂粒度分布（bù）不均（jun1）匀，会造成（chéng）砂型紧实度（dù）低，原砂的粒（lì）度分布（bù）对砂型的zui大紧实度有直接影响（xiǎng）。 

 (2)型砂的流动性和成型性（xìng）差（chà）。 

 (3)壳型砂上树（shù）脂的覆膜太薄，会使型壳的局部（bù）强度降（jiàng）低和（hé）局部砂粒（lì）未被树脂覆盖，往（wǎng）往由于这种简单（dān）的原（yuán）因（yīn），使（shǐ）铸（zhù）件发生机械粘砂。 

 (4)铸型的透气性过（guò）高，这（zhè）是型（xíng）砂颗粒太粗（cū）的（de）另一种反映。透气性（xìng）和紧实度是相互影响的两个因素。紧实度低则透气性好（hǎo），反之亦然。 

 (5)型砂中碳（tàn）素材料或脱氧物质不足，会（huì）产生（shēng）过多的金属氧化（huà）物，使氧（yǎng）化物湿润砂粒而易于渗入。 

6、制芯

 (1)未刷涂料砂芯的砂粒太（tài）粗或粒度分布（bù）不佳，与原砂粒度（dù）分布不（bú）均匀一样，对产生机械粘砂有影响（xiǎng）。 

 (2)砂芯未舂实，与（yǔ）砂（shā）型（xíng）未舂实的（de）性质一样，对机械粘砂有（yǒu）重（chóng）大（dà）影响。 

 (3)砂芯（xīn）表面粗糙或多孔，会引起机械粘砂。熔融金属或金属氧（yǎng）化物浸润（rùn）了这种粗（cū）糙（cāo）的（de）或多（duō）孔的表面（miàn）后就会渗入砂芯。 

 (4)砂芯在（zài）储存期间吸湿（shī）。对砂芯来说（shuō），水（shuǐ）分过多更为麻烦。因为砂（shā）芯水分过多不易（yì）察觉。有的砂芯（xīn）看上去像是（shì）干的，但实际上其水分仍（réng）然很高。 

 (5)砂芯在搬运时操作不慎，或（huò）在涂料尚处于湿态时搬运（yùn）而（ér）招致破（pò）损（sǔn）或擦（cā）伤涂层。其后（hòu）果是（shì）造成（chéng）砂芯上的涂（tú）料不够，以致（zhì）不能阻止金（jīn）属或金属氧化物渗入砂芯。涂料破损处就好像（xiàng）在（zài）砂芯上开（kāi）了一个出气孔（kǒng）一样，造成金属液沸腾而产生机械粘砂。 

 (6)砂芯涂料浸入太浅，会直（zhí）接（jiē）引起机械粘砂。 

 (7)砂芯涂料的高温强度低。由于涂料中的（de）粘（zhān）土不足，或是溶剂太多（duō），以致（zhì）粘结剂含量减少，造成涂料高温强度降低而引起（qǐ）机（jī）械（xiè）粘砂。 

 (8)芯砂混制不良，使砂芯个别部位强度过低，在浇注（zhù）时造（zào）成崩落，因而产生机械粘砂。 

 (9)砂芯清扫和修整不良时，会直接造（zào）成机械粘（zhān）砂（shā）。对砂芯加强检（jiǎn）验，这类（lèi）缺陷是应该能够避免的。 

 (10)砂芯在浸、喷涂料后未再次烘干。与砂芯在砂型中吸湿返潮一（yī）样，涂层不干极（jí）易发生剥落与掉皮（pí）。 

 (11)芯盒不干净，会使芯（xīn）砂粘附在芯盒上（shàng），造成砂芯表面粗糙（cāo）。质量优良的砂芯有（yǒu）致（zhì）密的表（biǎo）面层，芯盒不（bú）干（gàn）净就得不到具有（yǒu）致密表面层（céng）的（de）优质砂芯。 

7、造型

 (1)舂砂松软和（hé）紧实（shí）度不均匀。在（zài）大多（duō）数（shù）情况下，舂砂紧（jǐn）实和紧实度均匀（yún）同样重要（yào）。然（rán）而，有时紧实度不（bú）均匀比砂型整体松软的危害更（gèng）大。 

 (2)砂型修补不良。砂型修补面（miàn）粗糙疏松，会引起（qǐ）机械粘（zhān）砂;修型（xíng）过度（dù）或修补部位（wèi）水分过高，也会造成金（jīn）属液沸腾（téng）而引起机械粘砂（shā）。 

 (3)补砂不（bú）良的部位毛糙、疏松，会发生机械粘砂。 

 (4)砂（shā）型涂料（liào）不匀或不足。 

 (5)表干型的（de）涂料干燥（zào）不匀或未充分烘干（gàn）。 

 (6)脱（tuō）模液用量过（guò）多会削弱砂型表面强（qiáng）度，促成（chéng）金属液（yè）沸（fèi）腾而产（chǎn）生铸件机械粘砂。 

 (7)砂（shā）型涂料的波美度太（tài）低（dī），涂料（liào）就会被（bèi）砂型（xíng）吸（xī）入，因而发生涂料掉（diào）皮、掉（diào）屑或剥落而造成（chéng）机（jī）械粘（zhān）砂（shā）。 

 (8)模样表（biǎo）面覆盖的面砂量不足，这是常见（jiàn）的操作疏忽。 

 (9)冷热材料（liào）(砂芯、砂（shā）型、芯撑、冷铁等)接触（chù）到一起。冷热材料相遇，会使水分凝聚。水分能（néng）引起（qǐ）沸（fèi）腾型机械粘砂（shā），同（tóng）时大幅（fú）增（zēng）加（jiā）氧化物的生成速度，随后便（biàn）会发（fā）生金属氧（yǎng）化物的渗入。这（zhè）是产（chǎn）生机械粘砂的一般（bān）原因，也是（shì）高压造型产生机械粘砂的主要（yào）原因。 

8、金（jīn）属成分

 (1)易于形成流动性好（hǎo）的金（jīn）属氧化物（wù），流动性好（hǎo）的（de）金属比表面张（zhāng）力（lì）高或粘稠的金属更容易引起机械（xiè）粘砂。 

 (2)合金中含有低熔点成分，如铅青铜中的铅（qiān）就（jiù）容易引起机械粘砂。因为铅比母（mǔ）体金属温（wēn）度还低很多时（shí）仍然处（chù）于流（liú）动状态。 

 (3)需（xū）要高温浇注的合金。由于合金流动（dòng）性好，容易产（chǎn）生（shēng）机械粘（zhān）砂。此外，因浇注温度高，加速了氧化（huà）物的生成速（sù）度，故（gù）更具有形成氧化性机械粘（zhān）砂（shā）的倾向。 

9、浇注

 (1)浇注温度过高时，不但会（huì）使金属液流动性提高，还会使金属（shǔ）液（yè）迅（xùn）速氧化，因而加（jiā）速了氧化性机械粘（zhān）砂（shā）的发生（shēng）。 

 (2)浇包（bāo）抬得过高和（hé）上箱过高一（yī）样，会（huì）形成过高（gāo）的金属压头，促使金属或金属氧化物（wù）进入砂型的（de）孔隙中（zhōng）。