机械粘砂又称为金（jīn）属液渗透粘砂，是由液态金属或金属（shǔ）氧化（huà）物通过毛细管渗透或气相渗透（tòu）方（fāng）式钻入（rù）型腔表（biǎo）面（miàn）砂粒间隙，在铸件表（biǎo）面（miàn）形成的金属（shǔ）和砂粒机械混（hún）合的（de）粘附层（céng）。清铲粘（zhān）砂层时可见金属光泽。机械粘砂表面呈海绵状，牢固地粘附在铸件表面，多发生在砂（shā）型（xíng）和砂芯（xīn）表面受热作用强烈及（jí）砂型紧实（shí）度低（dī）的部位，如（rú）浇（jiāo）冒口附近、铸件厚（hòu）大截面、内角和凹槽处。

机械（xiè）粘砂不仅影响铸造铸件（jiàn）的外观质量，甚（shèn）至引起（qǐ）报废，因此对铸件的（de）机械粘砂（shā）必须引起足够（gòu）的重视，以提高产品成品（pǐn）率。笔者结（jié）合（hé）多年的生（shēng）产实践经验并参阅有关资料，谈谈（tán）铸件机械（xiè）粘砂的产生原因及其防止（zhǐ）措施。

1、铸件和模样设计

如果铸件和模样（yàng）的（de）结构会使砂型（xíng）具有尖角、悬伸或突（tū）出的形状，或具（jù）有扁薄的砂（shā）台或（huò）砂芯，则这（zhè）种设计会促进机械粘砂产（chǎn）生。因为这（zhè）类结构的铸（zhù）件（jiàn）会使（shǐ）砂型、砂芯（xīn）局部热量集中（zhōng），其正常的性能受到破坏，砂型、砂芯表面（miàn）提（tí）前溃散，熔融（róng）金属（shǔ）或金属氧化物易于渗入而（ér）产生（shēng）机械粘砂。对此，可在热量（liàng）集中的部位采用特殊砂型，如锆砂或橄（gǎn）榄石砂（shā），以提高（gāo）其（qí）长时间受热或受高温辐照的能力（lì）。 

2、模样（yàng）

 (1)模样（yàng）的工艺设计不良（liáng），使（shǐ）砂（shā）型舂（chōng）不紧实或紧实（shí）度不匀，会造成型（xíng）腔表面粗糙或疏松（sōng），对产（chǎn）生机（jī）械粘（zhān）砂有直（zhí）接影（yǐng）响。模样的工艺设计常出现（xiàn）以下错误： 

一是分模面选择不当，致使上型过高，或在砂（shā）型中形成很深的（de）型腔。 

二（èr）是模（mó）样在模底板上（shàng）的位置（zhì）布置（zhì）不（bú）当，使凹陷处难于舂实，这可能是由（yóu）于（yú）模样距箱壁太近（jìn），或模样排（pái）列过密所致（zhì）。由于（yú）模（mó）样排列（liè）过于拥挤，会引起铸件产生胀砂（shā），即使没有明显的胀砂，也会发生机械粘砂。由于产（chǎn）生缺（quē）陷的根（gēn）源相同，机械粘砂和（hé）胀砂（shā）会（huì）出现在同一个铸件上。 

三是直（zhí）浇（jiāo）道、冒口和横浇道（dào）的位置布（bù）置不当，会出现不易舂实的凹陷部位，这（zhè）与浇冒口系统（tǒng）的布局（jú）有关。 

四是（shì）起模斜（xié）度<1.5°时，即使整个砂型的紧实度合适，也会使砂型表面撕裂（liè），易于使金属或金属氧化物渗入。 

 (2)模样的工艺结构不良，导致金属（shǔ）液静压力过高。由于静压力的（de）增高，砂型（xíng）的负荷也（yě）就加重（chóng），因此需要采用特殊的（de）砂型或更紧实的（de）造型方（fāng）法，以抵挡金属液对砂型的渗透压力。 

3、砂箱

砂箱的设（shè）计及构造不合理，致（zhì）使砂（shā）型紧实度不匀或舂砂过软。 

产生这（zhè）些问题的一般原因如下： 

 (1)箱（xiāng）带的位置不（bú）当，妨碍某些凹（āo）陷部位的（de）舂实，因而导致砂（shā）型局部过软，引起胀砂或机械粘砂。 

 (2)因砂箱（xiāng）太小造成舂（chōng）砂（shā）不实。 

 (3)箱带位置不（bú）当，使直浇道和冒口不能放在合适（shì）的位置上，以致冒口（kǒu）或直浇（jiāo）道与（yǔ）模样（yàng）间的型砂舂不紧实。又因该处（chù）必然造成（chéng）热量集中，使机械粘（zhān）砂更为（wéi）严重。因此，如直浇道或冒口的位置不能改（gǎi）变（biàn），则必须将（jiāng）箱带割去（qù）一块或（huò）整个去（qù）掉。 

 (4)上箱过（guò）高。机械粘砂通常与型腔表面的抗渗透能力（lì）及金属液（yè）的（de）静压力有关，金属液压力的大小，与金（jīn）属的密度和（hé）上箱（xiāng）高度有关。如（rú）从铸件补缩需（xū）要出发，上箱应有一定高度，但型砂性能也一定要随之加以（yǐ）改（gǎi）善。 

4、浇冒（mào）口系统

 (1)浇冒口的位置（zhì）不当导致砂型局（jú）部过热，从（cóng）而促使（shǐ）型腔（qiāng）表面（miàn）过早毁坏，金属液或在高温下形成的金属氧化物就更容（róng）易（yì）渗（shèn）入型腔表面。 

这类情（qíng）况（kuàng）较（jiào）典型的（de）例子有下列几种: 

第yi，直浇（jiāo）道或冒口（kǒu）距型面过近，形成（chéng）一个（gè）热节区，这一热节区的砂型如未舂（chōng）实，则机（jī）械粘砂缺陷（xiàn）就（jiù）会十分严重。 

第二，在一定的型腔表面上流（liú）过的金属液过多，会把（bǎ）型面（miàn）加热到足以毁坏的（de）程度（dù）。如果型腔中初期（qī）凝固的硬壳被后来流入的金属液重熔，则粘砂（shā）就更为严重。 

第三，在浇注时，凡能造成金属液压力过高（gāo）的（de）任何因素，均可能导致铸件产生机（jī）械粘砂（shā）。当金属液不仅压力高，而且（qiě）温度也高时，情况尤为（wéi）严重。 

 (2)直浇道、横浇道和（hé）内浇（jiāo）道的截面比例不当，使金属液在浇（jiāo）注（zhù）时不断受到氧（yǎng）化，增加（jiā）了金属氧化物的数量，并导（dǎo）致对型砂（shā）的（de）助熔作用。在浇注过程中，浇注系（xì）统应始终充（chōng）满金（jīn）属（shǔ）液，否则（zé），在浇注系统中的任何部位均能使金属液受到（dào）氧（yǎng）化。 

 (3)冒口颈尺寸过大，将造成其周（zhōu）围型砂过热（rè），这是一个较为普（pǔ）遍的问题。这（zhè）一问题常是由于冒口颈（jǐng）太（tài）长引起的，为了使（shǐ）冒口颈中金属（shǔ）液（yè）不（bú）致过早凝固，就不（bú）得不加（jiā）大颈部尺（chǐ）寸。如果（guǒ）因（yīn）为冒口颈设计不当（dāng）导致补缩（suō）不到，那（nà）么zui好是缩短（duǎn）冒口颈，以防止凝固，而不（bú）是加大其尺寸。尺寸较小的冒口颈，可以减少砂（shā）型受热。 

 (4)浇口（kǒu）杯或直浇道设计不当（dāng），以（yǐ）致浇注时卷入空气造成金属液氧化，这通（tōng）常是由于湍流引起的，随（suí）着金属液表面氧（yǎng）化膜（mó）的不断积累会引起机械粘（zhān）砂。 

5、型砂

 (1)原砂粒度分布（bù）不均匀，会造成（chéng）砂型紧实度低，原砂的（de）粒度分布对砂型的zui大紧（jǐn）实度有直接影（yǐng）响。 

 (2)型砂的（de）流（liú）动性和（hé）成型性差。 

 (3)壳型（xíng）砂上树脂的（de）覆膜太薄（báo），会使（shǐ）型壳（ké）的局部强度降低和局部砂（shā）粒未被树脂覆盖（gài），往（wǎng）往（wǎng）由于这种简单的原因，使铸件发生机（jī）械粘砂。 

 (4)铸型的透气性过（guò）高，这（zhè）是型砂颗（kē）粒太粗的另（lìng）一种反映。透气（qì）性和紧实度是相互影响的两个因素。紧实度低则透气性好，反之（zhī）亦（yì）然。 

 (5)型砂中（zhōng）碳（tàn）素材料或脱氧物质不（bú）足，会产（chǎn）生过多（duō）的金（jīn）属氧化物（wù），使氧化物湿润砂粒而易（yì）于渗入。 

6、制芯

 (1)未刷涂料砂芯（xīn）的砂粒太粗或粒度分布不佳，与原砂粒度分布不均匀一样，对产生（shēng）机械粘砂（shā）有影响。 

 (2)砂（shā）芯未舂实，与（yǔ）砂型未舂实的性质（zhì）一样，对机械粘砂有（yǒu）重大（dà）影响。 

 (3)砂芯表面粗糙或多（duō）孔（kǒng），会引起机械粘砂。熔融金属或金属氧化物浸润了这（zhè）种粗（cū）糙的或多孔的表面后就会渗入砂芯。 

 (4)砂（shā）芯在储存期间吸湿。对砂芯来（lái）说，水分过多更为（wéi）麻烦（fán）。因为（wéi）砂（shā）芯水（shuǐ）分过多不易（yì）察觉。有的砂芯看（kàn）上去（qù）像是干的，但实际上其水分仍然很高。 

 (5)砂芯在搬运时操（cāo）作不慎，或在涂料尚处于湿（shī）态时搬（bān）运（yùn）而招（zhāo）致破损或擦伤涂层。其后果是造成（chéng）砂芯（xīn）上的涂料不够，以致不（bú）能阻（zǔ）止金（jīn）属或金（jīn）属（shǔ）氧化物（wù）渗入砂芯。涂料破损处就好像在砂芯上开了一个出气（qì）孔一（yī）样，造成金属液沸腾而产生机械粘砂。 

 (6)砂芯涂料浸入太浅（qiǎn），会直接引起机械粘砂（shā）。 

 (7)砂芯涂料的高温（wēn）强度低。由于涂料中的（de）粘土不足，或是溶剂太（tài）多，以致粘结（jié）剂含量（liàng）减（jiǎn）少，造（zào）成涂料高温强度降低而（ér）引（yǐn）起机械粘砂（shā）。 

 (8)芯砂混制不良，使砂芯个别部（bù）位强（qiáng）度过低，在浇注时造成崩（bēng）落（luò），因而产生机械粘砂。 

 (9)砂（shā）芯（xīn）清扫和修（xiū）整不（bú）良时，会直（zhí）接造成（chéng）机械粘砂。对砂芯（xīn）加（jiā）强检验，这类缺陷是应该能够避免（miǎn）的。 

 (10)砂（shā）芯在浸（jìn）、喷（pēn）涂料后未再（zài）次烘干。与砂芯在砂型（xíng）中吸湿返潮（cháo）一样，涂层不干极易发生剥落（luò）与掉皮。 

 (11)芯盒不干净，会使芯砂粘附在芯盒上，造成砂芯表面粗糙（cāo）。质量（liàng）优良的（de）砂芯有（yǒu）致密的表面层，芯盒不干净就得不到具有致密（mì）表面层的优质砂芯。 

7、造型

 (1)舂砂（shā）松软和紧实度不均匀。在大多数情（qíng）况下，舂砂紧实和紧实度均匀同样重要（yào）。然而，有时紧实度不（bú）均匀比砂型（xíng）整体（tǐ）松软的危害更大（dà）。 

 (2)砂型修补不良。砂型修补面粗糙疏（shū）松，会引起（qǐ）机械粘（zhān）砂;修型过度或修（xiū）补部位水（shuǐ）分过高，也（yě）会造成金属液沸腾而引起机械粘砂。 

 (3)补（bǔ）砂不良（liáng）的部位毛糙、疏（shū）松，会发（fā）生机械粘砂。 

 (4)砂型（xíng）涂料不匀或不（bú）足。 

 (5)表干型的涂料干燥不匀或未充分烘干。 

 (6)脱模液（yè）用量过多会削（xuē）弱砂型表面强（qiáng）度，促成金属（shǔ）液沸腾（téng）而产生（shēng）铸件机械（xiè）粘砂。 

 (7)砂型涂料的波美度（dù）太低，涂料（liào）就会被砂型（xíng）吸入，因（yīn）而发生涂料掉皮、掉（diào）屑（xiè）或剥落而造成机械粘砂。 

 (8)模样表面覆盖的面砂量不足，这是常见的（de）操作疏忽。 

 (9)冷热材料（liào）(砂芯、砂型、芯撑、冷铁等)接触到一起。冷（lěng）热材料相遇，会使水分（fèn）凝（níng）聚。水分能引起沸腾型机（jī）械粘砂，同时大幅增加氧化物的（de）生成速度（dù），随后便（biàn）会发生金属氧（yǎng）化物的渗入。这是产生机械（xiè）粘砂（shā）的一般原因，也是高压造型产生机（jī）械粘砂的主要原因。 

8、金属（shǔ）成分

 (1)易（yì）于形成（chéng）流动（dòng）性好的金属氧化物，流动（dòng）性好的金属（shǔ）比表面张（zhāng）力高或粘（zhān）稠的金属更容（róng）易引（yǐn）起机（jī）械粘（zhān）砂（shā）。 

 (2)合金中含（hán）有低熔点成分，如（rú）铅（qiān）青铜（tóng）中的（de）铅就（jiù）容易引（yǐn）起机械粘砂（shā）。因为铅（qiān）比母体金属（shǔ）温度还（hái）低很多时（shí）仍然处于流动状（zhuàng）态。 

 (3)需要高（gāo）温浇注的合金（jīn）。由于合金流（liú）动性好，容（róng）易产生机械粘砂。此外，因浇注温度高（gāo），加速了氧（yǎng）化物的生成速度（dù），故（gù）更具有形成氧（yǎng）化性机械粘（zhān）砂（shā）的倾向。 

9、浇注

 (1)浇注温度过高时（shí），不但会使金属液流动性提高（gāo），还会使金属液迅（xùn）速（sù）氧化，因（yīn）而（ér）加速了氧化（huà）性机（jī）械粘（zhān）砂（shā）的发（fā）生。 

 (2)浇包抬得过高和上箱过高一（yī）样，会（huì）形成过高的金属压头，促使金属或金属氧化物（wù）进入砂型的孔（kǒng）隙中。