机械粘砂又称为金属液渗透粘砂，是由液态金属或金属氧（yǎng）化（huà）物通过毛细管渗（shèn）透或气相渗透方式钻入型腔表面砂粒间（jiān）隙，在铸件表面形成的金属和砂粒机（jī）械混合的粘附层。清铲粘砂层时可见金属光泽。机械粘砂表面呈海绵状，牢固（gù）地粘附在铸件表面，多发（fā）生在砂型（xíng）和砂芯表（biǎo）面受热（rè）作用强烈（liè）及砂（shā）型紧实度低的部位，如（rú）浇冒（mào）口（kǒu）附近、铸件厚大截（jié）面、内（nèi）角和凹槽处。

机械粘砂不仅影响铸（zhù）造（zào）铸件的外观质量，甚至（zhì）引起报废，因此对铸件的机（jī）械粘砂必须引起（qǐ）足够的重（chóng）视，以提高产品（pǐn）成品率。笔者结（jié）合（hé）多年的生产实（shí）践经验并参阅有（yǒu）关资料，谈谈铸件机（jī）械粘砂的产生原因及（jí）其防止措施。

1、铸件和模样（yàng）设计

如果铸件（jiàn）和模样的结（jié）构会（huì）使砂型（xíng）具有尖角、悬伸或突出的形状，或（huò）具有扁薄的砂台或砂（shā）芯，则这种设计（jì）会促进（jìn）机械粘砂产生。因为这类结构（gòu）的（de）铸件会使砂型、砂芯局（jú）部热量（liàng）集中，其正常的性能受（shòu）到破坏（huài），砂（shā）型、砂芯表面提前溃（kuì）散，熔融金属或金（jīn）属氧化物易（yì）于（yú）渗入而产生机械粘砂。对此（cǐ），可在热量集中的部位采用特殊砂（shā）型（xíng），如锆（gào）砂或橄（gǎn）榄石砂，以提高其长（zhǎng）时间受热（rè）或受高温辐照的能力。 

2、模样（yàng）

 (1)模样的工艺设计（jì）不（bú）良，使砂型舂（chōng）不紧实或（huò）紧实度不匀（yún），会（huì）造成型腔表面（miàn）粗糙或疏松，对产生机械粘砂有直接影响（xiǎng）。模（mó）样的（de）工（gōng）艺设计常出现以下错误（wù）： 

一是分（fèn）模面选择不当（dāng），致使上型过高，或在砂型中形成很深的型腔。 

二是模样在模底板上的（de）位置（zhì）布置不当，使凹陷处难于舂实，这可能是由于（yú）模（mó）样距箱壁太近（jìn），或模样（yàng）排列过密所致（zhì）。由于模样排列（liè）过于拥挤，会引起铸件（jiàn）产生胀砂，即使没（méi）有明显的胀（zhàng）砂，也会发生机械（xiè）粘砂（shā）。由于产（chǎn）生缺陷（xiàn）的根源相同，机（jī）械粘（zhān）砂和胀砂会出现在同一个铸件（jiàn）上。 

三是直浇道、冒口和横浇（jiāo）道的位置布置不当，会出（chū）现不易舂实的凹陷部位，这与（yǔ）浇（jiāo）冒（mào）口系统（tǒng）的布局有关。 

四是起模斜度<1.5°时，即使（shǐ）整个（gè）砂型的紧（jǐn）实度合适，也会使砂（shā）型（xíng）表面撕裂，易于使金属或金属氧（yǎng）化物（wù）渗入。 

 (2)模样的工艺结构不良，导致金（jīn）属液静压（yā）力过高（gāo）。由于静压力的增高（gāo），砂型（xíng）的负荷也就加（jiā）重，因此需要采用（yòng）特殊的砂型或更（gèng）紧实的造型（xíng）方法，以抵挡金（jīn）属液对砂（shā）型的渗透压（yā）力。 

3、砂箱

砂箱（xiāng）的设计及构（gòu）造不（bú）合理，致（zhì）使（shǐ）砂型（xíng）紧实（shí）度不匀或舂砂过软。 

产生这（zhè）些（xiē）问题的一般原因如下： 

 (1)箱（xiāng）带的位置不当，妨（fáng）碍某（mǒu）些凹陷（xiàn）部位的舂实，因而导致砂型局部过软（ruǎn），引（yǐn）起胀砂或（huò）机械粘砂。 

 (2)因（yīn）砂箱太小造成（chéng）舂砂（shā）不实。 

 (3)箱带位（wèi）置不当，使直浇道和冒口不能（néng）放在合适的位（wèi）置上（shàng），以致（zhì）冒（mào）口（kǒu）或直浇道（dào）与模样间（jiān）的型砂（shā）舂（chōng）不紧实。又因该（gāi）处（chù）必然造（zào）成热量集中，使机械（xiè）粘（zhān）砂更为严重。因此，如（rú）直（zhí）浇道或冒（mào）口的位置不能（néng）改变，则必须将箱（xiāng）带割（gē）去一块或整个去掉。 

 (4)上箱（xiāng）过高。机械（xiè）粘砂通常与型（xíng）腔表面的抗渗透能（néng）力及金属液的静压力有关，金属液（yè）压力的大小，与金属的密（mì）度和上箱高度有（yǒu）关。如从铸件补（bǔ）缩需（xū）要出发（fā），上箱应有（yǒu）一定高度，但（dàn）型砂性能也一定要随（suí）之加以改善。 

4、浇（jiāo）冒口系统

 (1)浇冒（mào）口的位置不当导致砂型局部过热，从而促使（shǐ）型腔表（biǎo）面过早毁坏，金属（shǔ）液或在高温下形成（chéng）的金属氧化物就更容易渗入型腔表面。 

这类情况较典型的例子有下列几种（zhǒng）: 

第yi，直（zhí）浇道或冒口距型面过近，形成（chéng）一个热节（jiē）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（shí）分严（yán）重。 

第二，在一定（dìng）的型腔表面上流过（guò）的（de）金属液过多，会把型面加（jiā）热到足以毁坏的（de）程度。如果型腔中初期凝固的硬（yìng）壳被后（hòu）来流入（rù）的金属液重熔，则粘砂就更为严重。 

第三（sān），在浇注时，凡能造（zào）成金属（shǔ）液压力（lì）过高的（de）任何因素，均可能导致（zhì）铸件产生（shēng）机械（xiè）粘（zhān）砂。当金（jīn）属液不仅压力高，而且温（wēn）度也高时，情况（kuàng）尤为严重（chóng）。 

 (2)直浇道、横浇（jiāo）道和内（nèi）浇道的截（jié）面比（bǐ）例不当，使金属液在（zài）浇注时不断受到（dào）氧化，增加了金（jīn）属氧化（huà）物的数量，并导致对型砂的助（zhù）熔作用。在（zài）浇注（zhù）过程中，浇注系统应始终充满金属（shǔ）液，否则，在浇注系统中的任何（hé）部位均能使金属液受到氧化。 

 (3)冒（mào）口颈（jǐng）尺寸（cùn）过大，将（jiāng）造成其周（zhōu）围型砂过热，这是一（yī）个较为普遍的问题。这一问题常（cháng）是由于（yú）冒口颈太长引起的，为了使冒口（kǒu）颈中金属液不致过早（zǎo）凝固，就不得不加大颈部尺寸。如（rú）果因为冒口颈设（shè）计（jì）不当导致补缩不到，那么zui好（hǎo）是（shì）缩（suō）短冒（mào）口颈，以防（fáng）止凝（níng）固，而不（bú）是加大其（qí）尺寸。尺寸较小的冒口颈，可以（yǐ）减（jiǎn）少砂型（xíng）受热。 

 (4)浇口杯（bēi）或直浇道设计（jì）不（bú）当，以致浇注时卷入空气（qì）造成金属液（yè）氧化，这（zhè）通常是由于湍流引起的，随着金（jīn）属液表面氧化膜的不断积（jī）累会引起机械粘砂。 

5、型（xíng）砂

 (1)原砂粒度分布不均匀，会造成砂型（xíng）紧实度（dù）低（dī），原砂（shā）的（de）粒（lì）度（dù）分布（bù）对砂型的zui大（dà）紧实度有直接影响。 

 (2)型砂的流动性和成（chéng）型性差。 

 (3)壳型砂上树脂的覆（fù）膜太薄，会使型壳的局部（bù）强度降低和局部砂粒未被树脂覆盖，往往（wǎng）由于这种简单的（de）原因（yīn），使铸件发生机械粘砂。 

 (4)铸型的透气性过高（gāo），这是（shì）型（xíng）砂颗粒太粗的另一种反映。透气（qì）性（xìng）和（hé）紧实度是相互影响的两个因素。紧实度低则透气性好，反之亦然（rán）。 

 (5)型砂中碳素材料或脱（tuō）氧（yǎng）物质不足，会产生过多的金属氧化物（wù），使氧化物湿润砂粒而易（yì）于渗入。 

6、制（zhì）芯

 (1)未刷涂（tú）料砂芯的砂粒太粗或粒（lì）度（dù）分布不佳，与原砂粒度分布不均（jun1）匀一样，对产生机（jī）械粘砂有（yǒu）影响（xiǎng）。 

 (2)砂芯（xīn）未舂实，与（yǔ）砂型未舂实的（de）性质一（yī）样，对机械粘（zhān）砂有重大影响（xiǎng）。 

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

 (4)砂芯在（zài）储存期间吸湿。对砂芯来说，水分过多更为麻烦。因（yīn）为（wéi）砂芯（xīn）水分过（guò）多不（bú）易察（chá）觉（jiào）。有的砂芯看上去像是干（gàn）的（de），但实际上其水分（fèn）仍然很高。 

 (5)砂芯在搬运时（shí）操作（zuò）不慎，或在涂料（liào）尚处（chù）于湿态（tài）时搬（bān）运而招致破损或擦伤涂层。其后果是造成（chéng）砂芯上的涂料不（bú）够，以致不（bú）能阻（zǔ）止金属（shǔ）或金属氧化物渗入砂芯。涂料破损处（chù）就好像在（zài）砂芯上开了一（yī）个出气孔一样，造成金属液沸腾而产生机（jī）械（xiè）粘（zhān）砂。 

 (6)砂芯涂料浸入（rù）太浅，会直（zhí）接引起机械粘砂。 

 (7)砂芯涂料的高温（wēn）强度低。由于涂料中的粘土不足，或是溶（róng）剂太多，以致粘结剂（jì）含量减（jiǎn）少（shǎo），造成（chéng）涂料高温强（qiáng）度降低而引起机械粘砂。 

 (8)芯（xīn）砂混制不（bú）良，使（shǐ）砂芯个别（bié）部位强度过低，在浇注时（shí）造成崩落，因（yīn）而（ér）产生机械粘砂。 

 (9)砂芯清扫和（hé）修整不良（liáng）时，会直接造成机械粘砂。对砂（shā）芯加强检（jiǎn）验，这类缺陷（xiàn）是应该能够避免的。 

 (10)砂芯（xīn）在浸、喷涂料后（hòu）未（wèi）再次烘干。与（yǔ）砂芯在砂型中吸湿返潮一样（yàng），涂层不干极易发生剥落（luò）与掉皮。 

 (11)芯盒不干净，会（huì）使芯砂粘附在芯（xīn）盒上，造成砂芯表面粗糙。质量（liàng）优良的砂芯有致密的（de）表面层，芯盒不干净（jìng）就得不到具有致密表（biǎo）面层（céng）的优质砂芯（xīn）。 

7、造型（xíng）

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

 (2)砂（shā）型（xíng）修补不良（liáng）。砂型修补面粗糙疏（shū）松，会（huì）引起机械粘砂;修（xiū）型过度（dù）或修补部位水分过高，也会造成金属液沸腾而引起（qǐ）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（shā）。 

 (4)砂（shā）型涂料（liào）不匀或不足。 

 (5)表干（gàn）型的涂料干燥不匀或未充分烘干。 

 (6)脱（tuō）模液用量（liàng）过多会削弱砂型表面强度，促成金属（shǔ）液沸腾而产生铸（zhù）件机械粘砂。 

 (7)砂（shā）型涂料（liào）的（de）波美（měi）度（dù）太低，涂料（liào）就会被砂型吸入，因而发生涂料掉皮（pí）、掉屑或剥落而（ér）造成机械粘砂。 

 (8)模样表（biǎo）面覆盖（gài）的面砂量不足（zú），这是常见的操（cāo）作疏忽。 

 (9)冷热（rè）材料(砂芯、砂型、芯（xīn）撑（chēng）、冷铁（tiě）等)接触到一起。冷热材料相遇，会（huì）使水分凝聚。水（shuǐ）分（fèn）能（néng）引起（qǐ）沸腾型机械粘砂，同时（shí）大幅（fú）增加氧化物的生成速度，随后便会发生金属氧化物的渗入。这是产生机械粘砂的一般原因，也是高（gāo）压造型产生（shēng）机械粘砂（shā）的主要原因。 

8、金属成分

 (1)易（yì）于形成流（liú）动性好的金属氧化物，流动性好的（de）金属比表面张力（lì）高或粘稠的金属更容易（yì）引起机（jī）械粘砂。 

 (2)合金中（zhōng）含有低（dī）熔点成（chéng）分，如铅青铜中（zhōng）的（de）铅就（jiù）容易引起机械粘砂。因为铅比（bǐ）母体金属温（wēn）度还低（dī）很多时仍然处于流动状态。 

 (3)需要高（gāo）温浇注的合金。由于合金流动性好，容（róng）易产生机械粘（zhān）砂。此（cǐ）外，因浇注（zhù）温度高，加速了氧化（huà）物的生（shēng）成速度，故更（gèng）具有形成氧化性机械粘（zhān）砂的倾向。 

9、浇（jiāo）注

 (1)浇注温度过高时，不但会使金属液流（liú）动性提高，还会使金属液迅速氧（yǎng）化，因（yīn）而加速了（le）氧化性（xìng）机械粘砂的发生。 

 (2)浇包抬得过高和（hé）上箱过高一样，会形成（chéng）过高（gāo）的金属压头，促使金属或金属氧化物进（jìn）入砂型（xíng）的孔隙中。