机械粘砂（shā）又称为金属液渗（shèn）透粘砂，是由液态金属或金属氧化物通过毛细管渗透或气相渗透方式钻入型腔表面（miàn）砂粒间隙，在铸（zhù）件表面形成的金（jīn）属和砂粒机（jī）械混合的粘附层。清铲粘砂（shā）层时可见金属光泽。机械粘（zhān）砂表面呈海绵状，牢固地粘附在铸件表面，多发（fā）生在（zài）砂型和（hé）砂芯表面受热作用强烈及砂（shā）型紧（jǐn）实度（dù）低的部位，如浇冒口附近（jìn）、铸件厚大截面、内角和（hé）凹槽处。

机（jī）械粘砂（shā）不仅影响铸造铸（zhù）件的外（wài）观质量，甚至引起报废（fèi），因此（cǐ）对（duì）铸（zhù）件的（de）机械粘砂必须引（yǐn）起足够的重视（shì），以提高产品成品率。笔者结合多年的生产实践（jiàn）经验并参阅有关资料，谈谈铸（zhù）件机械粘砂（shā）的（de）产生原因及其防止（zhǐ）措施。 

1、铸件和模样（yàng）设（shè）计

如果铸件和模样的结构会（huì）使砂型具有尖角、悬伸（shēn）或突出（chū）的形状，或具有扁薄（báo）的砂台或砂芯（xīn），则这（zhè）种设计会促进机械粘砂产生。因为这类结构的铸件会使砂（shā）型（xíng）、砂芯局部热量集中，其正常的（de）性（xìng）能（néng）受到破坏（huài），砂型、砂（shā）芯表面提（tí）前溃散，熔融（róng）金属或（huò）金（jīn）属（shǔ）氧（yǎng）化物易于渗入而（ér）产（chǎn）生机械粘砂。对此（cǐ），可（kě）在热量集中的（de）部位采用特（tè）殊砂型，如（rú）锆砂或橄榄石砂（shā），以提高其长（zhǎng）时间受热或受高温辐照（zhào）的（de）能力。 

2、模（mó）样（yàng）

 (1)模（mó）样的工（gōng）艺设计不良，使砂型舂（chōng）不紧实或紧实度不匀，会造成型腔表面粗糙或疏松（sōng），对产生机械粘砂有直接影响。模样的工艺设计（jì）常出现以下（xià）错误： 

①分模面选（xuǎn）择不当，致使上型过高，或在砂型中形（xíng）成（chéng）很深的型（xíng）腔。 

②模样在模（mó）底（dǐ）板上的位置布（bù）置不当，使凹陷处难于舂实，这可能是由于模（mó）样距箱壁太（tài）近，或（huò）模样排列过密所致。由于模样排列过于（yú）拥挤，会引起铸件产生胀（zhàng）砂，即使（shǐ）没有明显的胀砂，也会发生（shēng）机械（xiè）粘砂。由于产生缺陷的根源相（xiàng）同（tóng），机械粘砂和（hé）胀砂（shā）会出现（xiàn）在（zài）同一个铸件上。 

③直（zhí）浇道、冒口和横浇道（dào）的（de）位置布置不当，会出现（xiàn）不（bú）易舂实的凹（āo）陷部位，这与浇冒（mào）口（kǒu）系（xì）统的布局（jú）有关。 

④起模（mó）斜（xié）度<1.5°时，即（jí）使整（zhěng）个砂型的紧（jǐn）实度合适，也会使砂型表面撕裂，易于使金属或（huò）金属氧化物渗入。 

(2)模样的（de）工艺结构不良，导（dǎo）致金属液（yè）静压力过高。由于静压（yā）力的（de）增高，砂型的负荷也就加重，因此需要采用特殊的砂型或更紧实的（de）造型方（fāng）法，以抵（dǐ）挡金属液对砂型的渗透（tòu）压力。 

3、砂箱（xiāng）

砂（shā）箱（xiāng）的设计及构（gòu）造不合理（lǐ），致使砂型紧实度不匀或舂砂过软。 

产（chǎn）生这些问题的一（yī）般原因如下（xià）： 

(1)箱带的位置不当，妨碍某些（xiē）凹陷（xiàn）部位的舂（chōng）实，因而导致砂型局部过（guò）软，引起胀砂或机械粘（zhān）砂。 

(2)因砂箱（xiāng）太小造（zào）成舂砂不实（shí）。 

(3)箱带（dài）位置不当，使直（zhí）浇道和冒口不能放在合适的位（wèi）置上（shàng），以致（zhì）冒（mào）口或直（zhí）浇道与模样间（jiān）的型砂舂不紧（jǐn）实。又因（yīn）该处必（bì）然造成热量集中，使机械粘（zhān）砂（shā）更为严重。因此，如（rú）直浇（jiāo）道或冒口的位置不能（néng）改变，则（zé）必须将箱带割去一块或整个去掉。 

(4)上箱过高。机械（xiè）粘砂通常与型腔表面的抗（kàng）渗（shèn）透能力及（jí）金属液的静压（yā）力有关，金属液压（yā）力的大小，与（yǔ）金属的密（mì）度和上箱高（gāo）度有关（guān）。如从铸（zhù）件（jiàn）补缩需要出（chū）发，上（shàng）箱应有一定高度，但型（xíng）砂性能（néng）也一（yī）定要随之加以（yǐ）改善。 

4、浇冒口系统（tǒng）

(1)浇冒口的位置（zhì）不（bú）当（dāng）导致砂（shā）型局部（bù）过热，从而促使型腔表面过早毁坏，金属液或（huò）在高温（wēn）下（xià）形成的金属氧（yǎng）化物就更容易（yì）渗入型腔表面。 

这类情况较典（diǎn）型的例子有下列几种: 

第（dì）yi，直浇道或冒口距型（xíng）面过近，形成一个热（rè）节区，这一（yī）热节（jiē）区的（de）砂型（xíng）如未舂实，则机械粘砂缺（quē）陷就会十分严重。 

第二，在一定的（de）型腔表面上流过的金属液过（guò）多，会把（bǎ）型面加热到足以毁坏的（de）程度。如果型腔中初（chū）期（qī）凝（níng）固的硬壳（ké）被后来流入的（de）金属液重熔，则粘砂就更为严重。 

第三，在浇注时，凡能造（zào）成金属液（yè）压力过高（gāo）的任何因素，均可能导致铸件产（chǎn）生机械（xiè）粘砂。当金属液（yè）不仅压力高（gāo），而且温度也（yě）高时（shí），情（qíng）况尤为严重。 

(2)直（zhí）浇道、横（héng）浇（jiāo）道和内浇（jiāo）道的截面（miàn）比（bǐ）例不当，使金属液在浇（jiāo）注时不（bú）断（duàn）受（shòu）到氧化，增加了金属氧（yǎng）化物（wù）的数量（liàng），并导（dǎo）致对型砂的助熔作用。在浇注（zhù）过程中（zhōng），浇注系（xì）统应始终充满金（jīn）属液，否则，在浇注系统（tǒng）中的任何（hé）部位均（jun1）能（néng）使（shǐ）金属液受到氧化。 

(3)冒口颈尺寸过大（dà），将造成（chéng）其周围型砂（shā）过（guò）热，这是一个较为普遍的问（wèn）题。这一问题（tí）常是由于冒口颈太长引起的，为了使冒口颈中金属液不致过早凝固，就不得不加大（dà）颈部尺寸。如果因为冒（mào）口颈设计（jì）不当导致（zhì）补缩不到（dào），那么（me）zui好是缩（suō）短冒口颈（jǐng），以防止凝固，而（ér）不（bú）是加大其尺寸。尺寸较小的冒口颈，可（kě）以减少砂型受（shòu）热。 

(4)浇口杯或（huò）直浇道设计不当，以致浇注时卷（juàn）入空气造成金属液氧（yǎng）化，这通常（cháng）是（shì）由（yóu）于湍（tuān）流引起的，随（suí）着金属液表面氧化膜的不断积累会（huì）引起（qǐ）机械粘砂。 

5、型砂（shā）

(1)原砂（shā）粒度分布不均匀，会造成（chéng）砂型紧实度低，原砂的粒度分（fèn）布（bù）对砂型的zui大紧实度有直接影（yǐng）响。 

(2)型砂的流（liú）动性和（hé）成（chéng）型（xíng）性差（chà）。 

(3)壳型砂上树脂的覆（fù）膜太（tài）薄，会使型壳的（de）局部强度降低（dī）和局部砂（shā）粒未（wèi）被树（shù）脂（zhī）覆（fù）盖，往往（wǎng）由于这种（zhǒng）简单的（de）原因，使铸件发生机械粘砂。 

(4)铸型（xíng）的透（tòu）气性过高，这是型砂颗粒太（tài）粗的另一种反映。透气性和紧实度是相互影响的两个（gè）因素。紧实（shí）度低则透气性好，反之（zhī）亦然。 

(5)型砂中（zhōng）碳素材料或脱氧物质不足，会产生（shēng）过多（duō）的金（jīn）属氧（yǎng）化物，使氧化物湿润砂粒而易于渗（shèn）入。

6、制芯（xīn）

(1)未刷涂（tú）料砂芯的砂（shā）粒太粗或粒度分（fèn）布不佳（jiā），与（yǔ）原（yuán）砂（shā）粒度分（fèn）布不（bú）均匀一样，对产生机械（xiè）粘砂（shā）有影响。 

(2)砂芯未舂实，与砂型未舂实的性（xìng）质一样，对机（jī）械粘（zhān）砂有重大影响。 

(3)砂芯表面粗（cū）糙或多孔（kǒng），会（huì）引起机（jī）械粘砂（shā）。熔融金属或金属氧（yǎng）化物浸润（rùn）了这种粗糙的或多孔的表面后就会渗入砂芯。 

(4)砂芯（xīn）在（zài）储存期间（jiān）吸湿。对砂芯来说，水分过多更为麻烦。因为砂芯水分过多不易察觉（jiào）。有（yǒu）的砂芯（xīn）看上去像是干的，但实际（jì）上其水分仍然很高。 

(5)砂芯（xīn）在搬运时操作不（bú）慎（shèn），或在涂料尚处于湿态时搬运（yùn）而招致破（pò）损或（huò）擦伤（shāng）涂层。其后果（guǒ）是造成砂芯上的涂（tú）料不够，以致不能阻止金属或金属氧化物渗（shèn）入砂芯。涂（tú）料破损处就好像在砂芯（xīn）上开（kāi）了一个出气孔一样（yàng），造成（chéng）金属液沸腾而产生（shēng）机械粘砂。 

(6)砂芯涂料浸入（rù）太浅，会直接引（yǐn）起（qǐ）机械粘砂。 

(7)砂芯涂料的（de）高温强度低（dī）。由（yóu）于涂料（liào）中的粘土不足（zú），或是溶剂太多，以致粘结剂含量减（jiǎn）少，造成涂料高温强度降低而引起（qǐ）机械粘砂（shā）。 

(8)芯砂混制不良，使砂（shā）芯（xīn）个别（bié）部（bù）位（wèi）强度过（guò）低，在浇注时（shí）造成崩落（luò），因而产生（shēng）机械（xiè）粘砂（shā）。 

(9)砂（shā）芯清扫（sǎo）和修整不良时，会（huì）直接（jiē）造成机（jī）械粘砂。对砂芯（xīn）加强检验，这（zhè）类缺陷是（shì）应该能够避免的。 

(10)砂芯在浸、喷涂料后未再次（cì）烘干。与砂芯在砂型中吸湿返潮一样（yàng），涂层（céng）不干极易发生（shēng）剥落与掉皮（pí）。 

(11)芯盒不干净，会（huì）使芯砂粘附在芯（xīn）盒（hé）上，造成砂芯（xīn）表面粗（cū）糙。质量优良的砂芯有致密（mì）的表面层，芯盒不干净就得不到具有致（zhì）密表面层的优质砂芯（xīn）。 

7、造型

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

(2)砂型修（xiū）补不良。砂（shā）型修（xiū）补面粗糙疏松，会引起机械粘砂;修型过（guò）度或修补部（bù）位水分过高，也会造成（chéng）金属液沸（fèi）腾而引起机械粘（zhān）砂。 

(3)补砂不良的部位毛（máo）糙、疏松，会发生机（jī）械粘（zhān）砂。 

(4)砂型涂料（liào）不匀（yún）或不足。 

(5)表干型的涂（tú）料干燥不匀或（huò）未充分烘（hōng）干。 

(6)脱模液用（yòng）量过多会（huì）削弱砂型表（biǎo）面强度，促成金属液（yè）沸腾而产（chǎn）生铸件机（jī）械粘砂。 

(7)砂型涂料的（de）波美度太低，涂（tú）料就会被砂型吸入，因而发生（shēng）涂料掉皮、掉屑或剥（bāo）落而造成机械粘砂。 

(8)模样表面覆（fù）盖的（de）面砂量不（bú）足，这是（shì）常见的操作疏忽。 

(9)冷（lěng）热材料(砂（shā）芯、砂型、芯撑（chēng）、冷铁等)接触到一起。冷热材料（liào）相（xiàng）遇（yù），会使水分凝聚。水（shuǐ）分（fèn）能引起沸（fèi）腾型机械（xiè）粘砂，同时（shí）大（dà）幅增（zēng）加氧化物的生成速度，随后便（biàn）会发生金属（shǔ）氧化物的渗入。这是产生机械粘砂的一般（bān）原因，也是（shì）高压（yā）造型（xíng）产生（shēng）机械粘砂的（de）主（zhǔ）要原因。 

8、金属成分

(1)易（yì）于形成流动（dòng）性好的金属氧化物，流动性好的金属比表（biǎo）面（miàn）张力（lì）高（gāo）或粘稠的金（jīn）属更（gèng）容易引起机械粘砂。 

(2)合金中含有低熔点（diǎn）成分，如铅青铜中的（de）铅就容易引起机械粘砂。因为铅（qiān）比母（mǔ）体（tǐ）金属温度还低（dī）很多时仍然处于流动状（zhuàng）态。 

(3)需要高温浇（jiāo）注的合金。由于（yú）合（hé）金流（liú）动性好，容易产（chǎn）生机械粘（zhān）砂（shā）。此外，因浇注温度高，加速了（le）氧化（huà）物的生成速度，故更具有形成氧化（huà）性机（jī）械粘砂的（de）倾向（xiàng）。 

9、浇注

(1)浇注温度过（guò）高时，不但会使金（jīn）属液流动性提高，还会（huì）使金属液迅速氧（yǎng）化，因而加速了氧化性（xìng）机（jī）械粘（zhān）砂的发（fā）生（shēng）。 

(2)浇包抬得（dé）过高和（hé）上箱（xiāng）过高一样，会形成过高的金属压头，促使金属或金（jīn）属氧化物进入砂型的孔隙（xì）中。