机械粘砂又称（chēng）为金属液渗透粘砂，是由液态金属或（huò）金属氧化物（wù）通过毛细（xì）管渗（shèn）透（tòu）或气相渗透方式钻入型腔表面砂粒间隙，在铸件（jiàn）表面形成的金属和砂粒机械混合（hé）的粘附（fù）层。清铲粘砂层（céng）时可见金属光泽。机械粘砂（shā）表（biǎo）面呈海绵状，牢（láo）固地粘附在铸件表面，多发生（shēng）在砂型和（hé）砂芯表面受热作用（yòng）强烈及砂（shā）型紧实度低的部位，如浇（jiāo）冒口（kǒu）附近、铸件厚大截面、内角和凹（āo）槽处。

机械粘砂不仅影响铸造铸件的外观质量，甚至引（yǐn）起报（bào）废，因此对铸件的机械粘砂必（bì）须引起足（zú）够（gòu）的重视，以提高产品成品（pǐn）率。笔者结合多年（nián）的生产实（shí）践（jiàn）经（jīng）验并参阅有关资料，谈谈铸件机械粘砂的产生原（yuán）因及其防止措施。

1、铸件（jiàn）和（hé）模（mó）样设计

如果铸件和模（mó）样的结构会使砂型具有尖角（jiǎo）、悬伸（shēn）或（huò）突出的形状，或（huò）具（jù）有扁薄的砂台（tái）或砂（shā）芯，则这种设计会促进机械粘砂产生。因为这类结构的（de）铸件会使砂型、砂芯局部热量集中，其正常（cháng）的性能受到破（pò）坏，砂（shā）型、砂芯（xīn）表面（miàn）提前溃散，熔融金属或（huò）金属氧化物易于渗（shèn）入而产（chǎn）生机（jī）械粘砂（shā）。对此，可在热量集中（zhōng）的部位采用特殊砂型，如锆砂或橄榄石砂，以提高（gāo）其长（zhǎng）时间受热或受高（gāo）温辐照的能（néng）力。 

2、模（mó）样

 (1)模样的（de）工艺设计不良，使砂（shā）型（xíng）舂不紧实或紧实度不匀，会（huì）造成型腔表面粗糙（cāo）或疏松，对产生机械粘砂有直接影响（xiǎng）。模样的工艺设计常出现以（yǐ）下错误： 

一是分模面选（xuǎn）择（zé）不当（dāng），致使（shǐ）上型过高，或（huò）在砂型（xíng）中形成很深（shēn）的型腔。 

二是模样在（zài）模底板上的（de）位置布（bù）置不（bú）当，使（shǐ）凹陷处（chù）难于舂实，这可能（néng）是由于模样距箱壁太近（jìn），或模样排列（liè）过（guò）密（mì）所致（zhì）。由于模样（yàng）排列（liè）过于拥挤，会引起铸件产（chǎn）生胀砂，即使没有明显的胀砂，也会（huì）发生机械粘砂。由于产生缺（quē）陷的（de）根源相同（tóng），机械粘砂和胀（zhàng）砂会（huì）出现在同一个铸件上（shàng）。 

三是直浇道（dào）、冒口（kǒu）和横浇道的位置布置不当（dāng），会出现不（bú）易舂实（shí）的凹陷部位，这与（yǔ）浇冒口系统（tǒng）的（de）布局有（yǒu）关。 

四是起模斜度<1.5°时，即使整（zhěng）个砂型的紧实（shí）度合适（shì），也会使（shǐ）砂（shā）型表面撕（sī）裂，易于使金属或（huò）金属氧化物渗入。 

 (2)模样的工艺结构不良（liáng），导致金（jīn）属液静压力（lì）过高。由于（yú）静压（yā）力的增（zēng）高，砂型的负荷也就加（jiā）重，因此需要采用特殊（shū）的砂型或（huò）更紧实的造型方法，以（yǐ）抵挡（dǎng）金属液对砂（shā）型的渗透压力。 

3、砂箱（xiāng）

砂箱的设计（jì）及构造不（bú）合理（lǐ），致使砂（shā）型紧实度不（bú）匀或舂（chōng）砂过软。 

产生这些问题的一（yī）般原（yuán）因如下： 

 (1)箱带的位置（zhì）不当，妨碍某些凹（āo）陷部位的舂实（shí），因而导致砂型局部过软，引起胀砂（shā）或机械粘砂（shā）。 

 (2)因砂箱（xiāng）太小造成（chéng）舂砂不实。 

 (3)箱带（dài）位（wèi）置不当，使（shǐ）直浇道和冒口不能放在合适的位置上，以致冒口或（huò）直浇道与模样间的型砂舂不紧实（shí）。又因该处必然造成（chéng）热量集中，使机械粘砂更为严重（chóng）。因此，如直浇道或冒口的位置（zhì）不能改变，则必须（xū）将箱带割去一块或整个去掉。 

 (4)上箱过高（gāo）。机械（xiè）粘砂（shā）通常与型腔表（biǎo）面（miàn）的抗渗透能力（lì）及金属液（yè）的静（jìng）压力有关，金属液压（yā）力的大小，与金属的密度和上箱高度有关（guān）。如从铸件补缩需要（yào）出（chū）发，上箱（xiāng）应有一定（dìng）高度，但型砂性能也一定（dìng）要随之加以改善。 

4、浇冒口系（xì）统（tǒng）

 (1)浇（jiāo）冒口的位置不当导致（zhì）砂（shā）型局部过热（rè），从而促使型腔表面过早毁坏，金（jīn）属液或（huò）在高温下形（xíng）成的金属氧化物就更容易渗入型腔表面。 

这（zhè）类（lèi）情况（kuàng）较典型（xíng）的例子有（yǒu）下列几种: 

第yi，直浇道或冒口距型（xíng）面过近，形成一（yī）个热节区（qū），这一热节（jiē）区（qū）的砂型如未舂实，则（zé）机械（xiè）粘（zhān）砂缺陷就会十分严（yán）重。 

第二，在一（yī）定的型腔（qiāng）表（biǎo）面（miàn）上（shàng）流过的金属液过（guò）多，会把型面加热到（dào）足（zú）以毁坏的程度。如果型腔中初（chū）期凝固的硬壳被后（hòu）来流入（rù）的金（jīn）属液重（chóng）熔，则粘砂就更为（wéi）严重（chóng）。 

第三，在浇注（zhù）时，凡能造成金属液压力过高的任何因素（sù），均可能导致铸件产生机械粘砂。当（dāng）金属液（yè）不（bú）仅压力（lì）高，而（ér）且（qiě）温度也高时，情况尤为严重。 

 (2)直（zhí）浇道、横（héng）浇道和（hé）内浇道的（de）截面（miàn）比例不当，使金属（shǔ）液在浇（jiāo）注时不断受到氧化，增加了金属氧化（huà）物的数量，并导（dǎo）致对（duì）型砂（shā）的助（zhù）熔作用（yòng）。在浇注过程中，浇注系统应始（shǐ）终充（chōng）满金属（shǔ）液（yè），否则，在浇（jiāo）注系统中的任（rèn）何部位均（jun1）能使（shǐ）金属液（yè）受到氧化。 

 (3)冒口颈尺（chǐ）寸过大，将造成其（qí）周围型砂过热，这是一个较为普（pǔ）遍的问题。这一问题常是由（yóu）于冒口颈太（tài）长引起的，为了使冒口颈中金（jīn）属液不致过早凝固（gù），就不得不加大颈部尺寸。如果因为（wéi）冒口颈设计不当导致补缩不到，那么zui好是缩短冒口（kǒu）颈，以防止凝固，而不是加大（dà）其尺寸。尺寸较小的冒口颈，可以减少砂型受热。 

 (4)浇口杯（bēi）或直浇道设计（jì）不当，以致浇注时卷入空气造成金属（shǔ）液氧化，这通常是由于（yú）湍流引起的，随着金（jīn）属液表（biǎo）面氧化（huà）膜的不（bú）断积累（lèi）会（huì）引起机械粘砂（shā）。 

5、型砂

 (1)原（yuán）砂粒度（dù）分布不（bú）均匀，会造（zào）成砂型紧实度低，原（yuán）砂（shā）的粒（lì）度分布对砂型（xíng）的zui大紧实度有直接影响。 

 (2)型砂的流动性和成型性差。 

 (3)壳型砂（shā）上树脂的覆（fù）膜太薄，会使（shǐ）型（xíng）壳的局部（bù）强（qiáng）度降低和局部砂粒未被树脂（zhī）覆盖，往往（wǎng）由于（yú）这种（zhǒng）简单（dān）的原因，使铸件（jiàn）发生机械（xiè）粘砂。 

 (4)铸型的透气性（xìng）过高，这是（shì）型砂颗粒太粗（cū）的（de）另一种反映。透气性和紧实度（dù）是（shì）相互影响的（de）两个因（yīn）素。紧实度低则透气性好，反之亦（yì）然。 

 (5)型砂中碳素材料或脱氧物质不足，会产（chǎn）生过（guò）多的金属氧化物，使（shǐ）氧（yǎng）化物湿润砂粒而易于渗入。 

6、制芯

 (1)未刷（shuā）涂料砂芯的（de）砂粒太粗或粒度分布不（bú）佳，与（yǔ）原砂（shā）粒度（dù）分布（bù）不均（jun1）匀一样，对（duì）产生机（jī）械粘砂有影响。 

 (2)砂芯未舂实，与砂型未舂实的性（xìng）质（zhì）一（yī）样（yàng），对机械粘砂有重大影响。 

 (3)砂芯表面（miàn）粗糙或多（duō）孔（kǒng），会（huì）引起机械粘砂。熔（róng）融金属（shǔ）或金属氧化物浸润了这（zhè）种（zhǒng）粗（cū）糙（cāo）的或多孔的表面（miàn）后就会渗入（rù）砂（shā）芯。 

 (4)砂芯（xīn）在储（chǔ）存期间吸湿。对砂（shā）芯来说，水分过多更为麻（má）烦（fán）。因（yīn）为砂芯水分（fèn）过多不易（yì）察（chá）觉。有的砂芯看上去（qù）像是干的，但实际上其水（shuǐ）分仍然很高。 

 (5)砂（shā）芯（xīn）在（zài）搬运时操作不慎，或在涂料尚处于湿态（tài）时搬运而招致破损或擦伤涂层。其后果是造（zào）成砂芯上（shàng）的涂料不够，以致不能（néng）阻止金属或金（jīn）属氧化物渗入砂芯。涂（tú）料破损处就好像在砂芯上开了一个（gè）出气孔一样，造（zào）成金（jīn）属液沸腾而产生（shēng）机械粘砂。 

 (6)砂芯涂料浸入太浅，会直接引（yǐn）起机械粘砂。 

 (7)砂芯涂料的（de）高温强度低。由于涂（tú）料中（zhōng）的粘（zhān）土不足，或是溶剂太（tài）多，以致粘结剂含量减少，造成涂料高（gāo）温强度降低而引起机械粘（zhān）砂。 

 (8)芯砂混制不良，使砂芯个别部位（wèi）强度过低，在浇注时造成崩落，因（yīn）而（ér）产生（shēng）机（jī）械粘砂。 

 (9)砂芯清扫和修整不良时（shí），会直接造成机（jī）械粘砂。对砂芯加强检验，这类缺陷是应该能够（gòu）避（bì）免的。 

 (10)砂芯在浸、喷（pēn）涂料后未（wèi）再次烘干。与砂（shā）芯在砂型中吸（xī）湿返潮一样，涂层不干极易发生（shēng）剥落与掉皮。 

 (11)芯盒不干（gàn）净，会使芯砂（shā）粘附在芯盒（hé）上，造成砂芯表面粗糙。质量优（yōu）良的砂（shā）芯有（yǒu）致密的表面层，芯（xīn）盒不（bú）干净就得不到具有致密表面层的优质砂芯。 

7、造型

 (1)舂砂松（sōng）软和（hé）紧实度不均匀（yún）。在大多数情况下，舂砂紧实和紧实度均匀同样重要。然而，有时紧实度不均匀比砂型整体松（sōng）软（ruǎn）的危害（hài）更大。 

 (2)砂型修补不良。砂型修补面粗糙疏松，会（huì）引（yǐn）起机械粘砂（shā）;修（xiū）型过（guò）度或修补部位（wèi）水（shuǐ）分过高，也会造成金属液沸（fèi）腾（téng）而引（yǐn）起机械粘砂。 

 (3)补砂不良（liáng）的部位（wèi）毛糙、疏松，会发生机械粘砂。 

 (4)砂型涂料不匀或不足。 

 (5)表干型的涂料干燥不匀或未充分烘干。 

 (6)脱模液用量过（guò）多会（huì）削（xuē）弱（ruò）砂型表面强度，促成（chéng）金属液沸腾而产（chǎn）生铸件机械粘砂。 

 (7)砂型涂料的波美度太低，涂料就会被砂型吸入，因而发生涂料掉皮（pí）、掉屑或剥落而造（zào）成机械粘砂。 

 (8)模样表面覆盖（gài）的面砂量（liàng）不（bú）足，这是（shì）常见的（de）操作（zuò）疏忽。 

 (9)冷热材料(砂芯、砂型、芯撑、冷铁等)接触到一起。冷热（rè）材（cái）料相（xiàng）遇，会使水分凝聚。水分能引起沸腾型（xíng）机械粘砂，同时大幅增加氧化物的（de）生成速度，随后便（biàn）会发生金属（shǔ）氧化物的渗入。这是产（chǎn）生机械粘砂的一般原因，也（yě）是高压（yā）造型产生机械（xiè）粘砂（shā）的主要原因。 

8、金（jīn）属成分

 (1)易（yì）于形成（chéng）流动性好（hǎo）的金属氧化物，流（liú）动性好的金属比表面张（zhāng）力（lì）高或粘（zhān）稠的金属（shǔ）更（gèng）容易引（yǐn）起机械粘砂。 

 (2)合金中含有低熔点成分，如铅（qiān）青铜中的铅就容（róng）易（yì）引起机械（xiè）粘砂。因为铅比母体金属温度还低很多（duō）时仍（réng）然处于流动状（zhuàng）态。 

 (3)需要高温（wēn）浇（jiāo）注的合金。由（yóu）于合（hé）金（jīn）流动性好，容易产生机械粘砂。此外，因浇（jiāo）注温度高（gāo），加速了氧（yǎng）化物的生（shēng）成速度（dù），故更具有形（xíng）成氧化性（xìng）机械（xiè）粘（zhān）砂的倾向。 

9、浇注（zhù）

 (1)浇注温度（dù）过高时，不但会使金属液流动性提（tí）高（gāo），还会使金属液（yè）迅（xùn）速氧化，因（yīn）而加（jiā）速（sù）了氧化性（xìng）机械粘砂的发（fā）生。 

 (2)浇包（bāo）抬得过（guò）高和上箱过高（gāo）一样，会形成过高的金（jīn）属压（yā）头，促使金属或金属氧化物进入（rù）砂型的（de）孔隙中。