机械粘砂又称为金属液渗透粘（zhān）砂，是由液（yè）态金属或金属氧化物通过（guò）毛细（xì）管渗透或气相渗透方式钻入型腔（qiāng）表面（miàn）砂粒（lì）间隙（xì），在（zài）铸件表（biǎo）面形（xíng）成的金属和砂（shā）粒机械混合（hé）的（de）粘附层。清（qīng）铲（chǎn）粘（zhān）砂（shā）层（céng）时（shí）可见金属光泽。机（jī）械粘（zhān）砂表面（miàn）呈海绵（mián）状，牢固地粘附在铸（zhù）件表面，多发生在砂（shā）型和砂芯表面受热作用强烈（liè）及（jí）砂型紧（jǐn）实度（dù）低的部（bù）位，如（rú）浇冒口附近、铸（zhù）件厚大截面、内角和凹槽处。

机械粘砂不仅影响铸（zhù）造铸件的外观质量，甚至引起报废，因（yīn）此对铸（zhù）件的机械粘砂必须引起足够的重视，以提高产品成品率。笔者结合（hé）多年的生产实践（jiàn）经验并参阅有关资料，谈谈铸件（jiàn）机械粘砂（shā）的产生原因及其防止措施（shī）。 

1、铸（zhù）件和模样设计

如果铸件和模样的结构会（huì）使砂型具有尖角、悬伸或突出的（de）形（xíng）状，或具有（yǒu）扁薄的砂台或砂芯，则（zé）这种设（shè）计会促进机械粘（zhān）砂产生（shēng）。因（yīn）为这类结构的铸件会使砂（shā）型、砂芯局（jú）部热量集中（zhōng），其正常的性能受到破坏，砂型（xíng）、砂（shā）芯表面提前溃散（sàn），熔融金属或金属氧（yǎng）化（huà）物易于渗（shèn）入而（ér）产生机械粘砂（shā）。对此，可在热量（liàng）集中的部（bù）位（wèi）采用特殊砂型，如锆砂或橄榄石砂（shā），以提高其长时间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（shǐ）砂型舂不（bú）紧实或紧实度不匀，会造成型腔表面粗糙或疏松，对产生（shēng）机械粘砂有直接影响。模样的工艺设计常出现以下错误： 

①分模（mó）面选择不当（dāng），致使上型（xíng）过高，或在砂型（xíng）中形成很深（shēn）的型腔。 

②模样在模底板上的位置布（bù）置不（bú）当，使（shǐ）凹陷处难于舂实，这可能是由于模样距箱壁（bì）太近，或模样排列过密所致。由于模样排列过于拥挤，会引起铸件（jiàn）产生（shēng）胀（zhàng）砂，即使没有明（míng）显（xiǎn）的胀砂，也（yě）会发生机（jī）械粘砂。由于（yú）产生缺（quē）陷的根源相同，机械粘砂和胀（zhàng）砂会（huì）出现在同一个铸件上。 

③直浇道、冒口和横（héng）浇道（dào）的位（wèi）置（zhì）布置不（bú）当，会出现不易（yì）舂（chōng）实的凹陷部（bù）位，这与浇冒口系统的布（bù）局有关。 

④起模斜度<1.5°时，即使整个砂型的（de）紧实度（dù）合适，也（yě）会使砂型（xíng）表（biǎo）面撕裂（liè），易于使金属（shǔ）或金属氧化物渗入。 

(2)模样的工艺结构不（bú）良（liáng），导（dǎo）致（zhì）金属液（yè）静压力过高。由于（yú）静压（yā）力的增高，砂型的负（fù）荷（hé）也就（jiù）加重（chóng），因此需要采用特殊的（de）砂型或（huò）更紧实的造型方法，以抵（dǐ）挡金（jīn）属液对砂（shā）型的渗透压力。 

3、砂箱

砂箱的设计及构造不合（hé）理，致（zhì）使砂型紧实度不（bú）匀或舂砂过软。 

产（chǎn）生这些问（wèn）题的一般原因如下： 

(1)箱带的位（wèi）置不当，妨碍某些凹陷部位的舂实，因而（ér）导致砂型局部（bù）过软，引起胀砂或（huò）机械粘砂（shā）。 

(2)因砂箱太小造（zào）成舂砂不（bú）实。 

(3)箱带位置不当（dāng），使（shǐ）直浇道和冒口不能放在合适的位置（zhì）上，以致（zhì）冒口或直浇道与模样间的型砂舂不紧实。又（yòu）因该处必然造成热量（liàng）集中，使机械粘砂更为严重。因（yīn）此，如直浇（jiāo）道或冒（mào）口的（de）位置不能（néng）改变，则必须将箱带割去一块或整（zhěng）个去掉。 

(4)上箱过（guò）高。机械粘砂通常（cháng）与型腔（qiāng）表（biǎo）面的抗渗透（tòu）能力及金属（shǔ）液的静压力有关，金（jīn）属液压力的大小，与（yǔ）金属的密度和上（shàng）箱高度有关。如从铸件补缩需要（yào）出（chū）发，上箱应有一定高度，但型砂性能也一定要随之加以改善。 

4、浇冒口（kǒu）系（xì）统（tǒng）

(1)浇冒口的（de）位（wèi）置不（bú）当导致（zhì）砂型局部（bù）过热，从而促使型腔表（biǎo）面过早（zǎo）毁坏，金属（shǔ）液或在高温下形成的金属氧化物就更容易渗入（rù）型腔表面。 

这类情况较典型的例子有下列几种: 

第yi，直浇道或（huò）冒口距型面过近，形成一（yī）个热节区，这一热节区的砂型如未（wèi）舂实，则（zé）机械粘砂缺陷就会十分严重（chóng）。 

第二（èr），在（zài）一（yī）定（dìng）的（de）型腔（qiāng）表面上流（liú）过的金属液过多，会（huì）把型面加（jiā）热到足以毁坏的程（chéng）度（dù）。如果（guǒ）型腔中（zhōng）初期凝固的硬壳被后来（lái）流入（rù）的金（jīn）属（shǔ）液重熔（róng），则粘砂就（jiù）更为严（yán）重。 

第三，在浇注时，凡能造（zào）成金（jīn）属（shǔ）液压力过高的任何因素，均可能导致铸件产生机械（xiè）粘砂。当金属液不仅压力高，而且温度（dù）也高时，情况尤为严重。 

(2)直浇道、横浇（jiāo）道和（hé）内浇道的（de）截面（miàn）比例不当，使金属液在浇注时不断（duàn）受到（dào）氧化，增（zēng）加了金属氧化（huà）物的数量，并导致对型砂的助熔（róng）作用。在浇注过（guò）程（chéng）中，浇注系统应始终充满金（jīn）属（shǔ）液，否则（zé），在浇注系（xì）统中的任何部位均能使金属液受到氧化。 

(3)冒（mào）口（kǒu）颈尺寸（cùn）过大，将造（zào）成其周围型砂（shā）过热，这是一个较为普遍的问题。这（zhè）一问题（tí）常是（shì）由于冒口颈太长引起（qǐ）的，为了使冒口颈中金属液（yè）不致（zhì）过早凝（níng）固（gù），就不得不（bú）加大颈部尺寸。如果因（yīn）为冒口颈设计不当（dāng）导致补缩不到，那么zui好是缩短冒口颈，以防（fáng）止（zhǐ）凝固，而不（bú）是（shì）加大其尺寸（cùn）。尺寸较小的冒口颈（jǐng），可以减少砂型受热。 

(4)浇口杯或（huò）直浇道设计不（bú）当，以致（zhì）浇注时卷入空气（qì）造成（chéng）金（jīn）属液（yè）氧化（huà），这通常（cháng）是由于湍流引（yǐn）起的，随（suí）着金属液表面氧化膜的不断积累会引起机械（xiè）粘砂。 

5、型砂

(1)原砂粒度分布不均匀，会造（zào）成砂（shā）型紧实（shí）度低，原砂的粒度分布对砂型的zui大紧实度有直接影（yǐng）响。 

(2)型砂的流（liú）动（dòng）性和（hé）成型性差。 

(3)壳型砂上树（shù）脂（zhī）的覆膜太薄，会使型壳的（de）局部（bù）强度降低和（hé）局（jú）部砂粒未被树脂覆盖，往往由于这种简（jiǎn）单（dān）的原因，使铸件发生（shēng）机械粘（zhān）砂。 

(4)铸型（xíng）的透气性过高（gāo），这是型砂（shā）颗粒太（tài）粗的（de）另一种反映。透气（qì）性和紧实度是相互影响的（de）两（liǎng）个因素。紧（jǐn）实度低则透（tòu）气性（xìng）好，反之亦然。 

(5)型砂中（zhōng）碳素材料或脱氧物（wù）质不（bú）足（zú），会产生过多的金属氧（yǎng）化（huà）物（wù），使氧化物湿润砂（shā）粒而易于渗入。

6、制芯

(1)未刷（shuā）涂料砂芯的砂粒太（tài）粗或粒度（dù）分布不佳，与原砂粒度分布不均匀（yún）一样，对产（chǎn）生机械粘砂有影响。 

(2)砂（shā）芯（xīn）未舂实，与砂型（xíng）未舂实的性质一样，对机械粘砂有（yǒu）重大（dà）影响。 

(3)砂芯表面粗糙（cāo）或多孔，会引（yǐn）起机械粘砂。熔融金（jīn）属或（huò）金属氧化（huà）物浸润了（le）这种粗糙的或多孔（kǒng）的表面后就会渗入（rù）砂芯（xīn）。 

(4)砂芯在储存期间（jiān）吸湿。对砂芯（xīn）来说，水分（fèn）过多更为麻烦（fán）。因为砂（shā）芯水分过多不易察觉。有的（de）砂芯看上去像是干的，但实际上其（qí）水分（fèn）仍然很高。 

(5)砂芯在搬运时操作不（bú）慎（shèn），或在涂料尚（shàng）处（chù）于湿态（tài）时搬运（yùn）而招致破（pò）损或擦（cā）伤涂（tú）层。其后果是造成（chéng）砂芯上的（de）涂（tú）料不够（gòu），以（yǐ）致不能阻止（zhǐ）金属或金属氧化（huà）物渗入砂芯。涂料破损处就好像在砂（shā）芯（xīn）上开了一个出气孔一样，造成金属液沸腾而产生（shēng）机械粘砂（shā）。 

(6)砂芯涂料（liào）浸入太（tài）浅，会直接引起（qǐ）机械粘（zhān）砂。 

(7)砂芯涂料的高温强度低。由于（yú）涂料中的（de）粘（zhān）土不足，或是溶剂太多，以致粘结（jié）剂含量（liàng）减少，造（zào）成涂（tú）料高温强度（dù）降低而（ér）引起机械（xiè）粘砂。 

(8)芯砂混制不良，使砂芯个别（bié）部位强度过低（dī），在浇注时造成（chéng）崩落（luò），因而（ér）产生机械粘砂（shā）。 

(9)砂芯清扫和修整（zhěng）不良时（shí），会直接造成机械粘砂。对（duì）砂（shā）芯加强（qiáng）检验，这类缺陷是应该能够避（bì）免的。 

(10)砂芯在浸（jìn）、喷涂料后未再（zài）次烘（hōng）干。与砂芯在砂型（xíng）中吸湿（shī）返潮一（yī）样，涂层不干极易发生（shēng）剥落与掉皮。 

(11)芯盒不干净，会（huì）使芯砂粘附在（zài）芯盒上，造成砂芯表面粗糙。质量优良的砂芯（xīn）有致密的表面层，芯盒不干净就得不到具（jù）有（yǒu）致密表面层的优质砂芯。 

7、造型

(1)舂（chōng）砂松软和紧实（shí）度不（bú）均匀（yún）。在大（dà）多数情况下，舂砂紧实和紧（jǐn）实度均匀（yún）同样重要。然而，有时紧实（shí）度不均匀比砂型整体松软的危（wēi）害更（gèng）大。 

(2)砂型（xíng）修补不良。砂型修补面粗（cū）糙疏松，会引起机械粘砂;修型过度或修补部位水分过高，也会造成金属（shǔ）液沸腾而（ér）引起机械粘砂。 

(3)补砂不良的部位（wèi）毛糙（cāo）、疏松，会发生机械粘砂。 

(4)砂型涂（tú）料不匀或不（bú）足。 

(5)表（biǎo）干（gàn）型的涂（tú）料干燥（zào）不匀或未充分烘（hōng）干。 

(6)脱模液用量过多会（huì）削弱（ruò）砂型表（biǎo）面（miàn）强度，促成金属液沸（fèi）腾而产（chǎn）生铸件机械粘砂。 

(7)砂型涂料（liào）的波美度（dù）太低，涂料就会（huì）被砂（shā）型吸入，因而（ér）发生涂（tú）料掉（diào）皮、掉屑或剥落而造成机械粘（zhān）砂。 

(8)模样表面（miàn）覆盖（gài）的面砂量不足，这是常（cháng）见的（de）操作疏（shū）忽。 

(9)冷热材料(砂芯、砂型、芯撑、冷铁等)接触到（dào）一起（qǐ）。冷热材料相（xiàng）遇，会使水分（fèn）凝（níng）聚。水（shuǐ）分能引起沸腾型机械粘砂，同时大幅增（zēng）加氧化（huà）物的（de）生（shēng）成速度，随后便会发生金属氧化物的渗入。这（zhè）是（shì）产生（shēng）机械粘砂的一般（bān）原因，也（yě）是高（gāo）压造型产生（shēng）机械粘（zhān）砂（shā）的主要原因。 

8、金属（shǔ）成分

(1)易（yì）于形（xíng）成（chéng）流动性好的金属氧化物（wù），流动性好的金属比表面张力高或粘稠的（de）金属更（gèng）容易引起机械粘砂。 

(2)合（hé）金中含有低熔点成分，如（rú）铅青铜中的铅就容易（yì）引起（qǐ）机械粘砂（shā）。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（xū）要高温浇注（zhù）的合（hé）金（jīn）。由于合金流动（dòng）性好，容易产生机械粘砂。此（cǐ）外，因浇注温度高，加速了氧（yǎng）化物的（de）生成速度（dù），故更具有形成氧（yǎng）化性机械粘砂的倾向。 

9、浇注

(1)浇（jiāo）注温度过（guò）高时，不但会使金属液流动性提高，还会使金（jīn）属液迅速氧化，因（yīn）而加速了（le）氧（yǎng）化性机械粘砂的发生。 

(2)浇包抬得（dé）过高（gāo）和上箱（xiāng）过高一样（yàng），会形成过高的金属压头，促使金（jīn）属或金属氧化（huà）物进入砂型的孔（kǒng）隙中。