机械粘砂又称为金属液渗（shèn）透粘砂（shā），是由液态金属或金属氧（yǎng）化物通过毛细管渗透或气相（xiàng）渗透方式钻入（rù）型腔（qiāng）表面砂粒间隙，在（zài）铸件表面形成的金（jīn）属和砂粒机械混合的粘附层。清铲粘砂层时可见金属光泽（zé）。机（jī）械粘砂表面呈海绵状，牢固地粘附在铸件表面，多发生在砂型和砂（shā）芯表面受热作用（yòng）强烈（liè）及（jí）砂型（xíng）紧（jǐn）实度（dù）低（dī）的部位，如浇冒口附近、铸件厚大截面、内角和（hé）凹（āo）槽处。

机械粘砂不仅影响铸造铸件的（de）外观（guān）质量，甚至引起（qǐ）报废，因此对（duì）铸（zhù）件的机（jī）械粘砂必须引（yǐn）起足够的（de）重（chóng）视（shì），以提高产（chǎn）品成（chéng）品率（lǜ）。笔者（zhě）结合（hé）多年的生产实（shí）践经验并参（cān）阅（yuè）有关（guān）资料，谈谈铸（zhù）件机械粘（zhān）砂的产生（shēng）原因及其防止措（cuò）施（shī）。

1、铸件和（hé）模样设计

如果铸件和模样（yàng）的结构会使砂型具有尖（jiān）角、悬伸或突出的形状，或具有扁薄的砂台（tái）或砂（shā）芯，则这种设计会促进机械粘砂产生。因为这类结构的铸件（jiàn）会使（shǐ）砂型、砂芯局部热量（liàng）集中，其正（zhèng）常的性能受到破坏（huài），砂型、砂（shā）芯表面提前溃散，熔融金属或金属氧化物易于渗入而产（chǎn）生机（jī）械粘砂。对此，可在热量集（jí）中的部位采用特（tè）殊砂型，如锆（gào）砂或（huò）橄榄石砂（shā），以（yǐ）提高（gāo）其长时间受热（rè）或受高温辐照的能力。 

2、模样（yàng）

 (1)模样（yàng）的（de）工（gōng）艺设计不良，使（shǐ）砂型舂不紧实或紧（jǐn）实度不匀（yún），会造成型腔表面粗糙或疏松（sōng），对产生（shēng）机械粘（zhān）砂有直（zhí）接（jiē）影响（xiǎng）。模样的工艺设计常出（chū）现以下错误： 

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

二（èr）是模样在模底板上的位置布置不当，使凹陷处难于舂实，这可能（néng）是（shì）由于模样距箱壁太近（jìn），或模样排列过（guò）密所致。由（yóu）于（yú）模（mó）样排列过于拥挤，会引起铸件产生胀砂，即使没（méi）有明显的胀砂，也会发生（shēng）机械粘（zhān）砂。由于产生（shēng）缺（quē）陷的根源（yuán）相同，机械粘砂和胀（zhàng）砂会出现在同一个（gè）铸件（jiàn）上。 

三是直浇道（dào）、冒口（kǒu）和横浇道的位（wèi）置布（bù）置不当，会出（chū）现不易舂实（shí）的凹陷部位，这与浇（jiāo）冒（mào）口系统的布（bù）局有（yǒu）关。 

四是起模斜度<1.5°时，即使（shǐ）整个砂型的紧实度合适，也会使砂型表面撕裂，易于使金属（shǔ）或金属（shǔ）氧化物渗入。 

 (2)模（mó）样的工艺结构不良，导致金属液静压力过高。由于静压力的增高，砂型的负荷（hé）也就加重，因此需要采用特殊（shū）的砂型（xíng）或更紧实的造型方（fāng）法，以抵（dǐ）挡金属液对（duì）砂型的渗（shèn）透压（yā）力。 

3、砂箱

砂（shā）箱的设计及（jí）构造不（bú）合（hé）理，致使砂（shā）型紧实度不匀或舂砂过软。 

产生这（zhè）些问题的一（yī）般原（yuán）因如（rú）下： 

 (1)箱带的位置不当，妨碍某些（xiē）凹陷部位的舂实，因（yīn）而（ér）导致砂型局部过软，引起胀砂或（huò）机械粘（zhān）砂。 

 (2)因（yīn）砂（shā）箱太小造成舂砂（shā）不（bú）实（shí）。 

 (3)箱带位置不当，使直浇（jiāo）道和冒口（kǒu）不能放（fàng）在合（hé）适的位（wèi）置（zhì）上，以（yǐ）致冒口或直浇道与模（mó）样（yàng）间的型砂舂不紧实。又因该处必然（rán）造成热量集中（zhōng），使机（jī）械粘（zhān）砂更为严（yán）重。因此，如直浇道或（huò）冒（mào）口（kǒu）的位置不（bú）能改变，则（zé）必须将箱带割去（qù）一（yī）块（kuài）或（huò）整个去掉。 

 (4)上箱过高。机械粘砂通（tōng）常与（yǔ）型腔表面（miàn）的抗渗（shèn）透能力（lì）及金属液的静（jìng）压力有关（guān），金属液（yè）压力（lì）的大小，与（yǔ）金属的密度和上箱高度有关。如从铸件补缩需要出（chū）发，上箱（xiāng）应有一定高度，但型砂性能也一定要（yào）随之加以改善。 

4、浇冒（mào）口系统

 (1)浇冒（mào）口（kǒu）的位置（zhì）不当导致（zhì）砂型局部过热，从而促使型腔表面过（guò）早（zǎo）毁坏，金属液或在高温下（xià）形成的金属氧化物就更容易渗入型腔表（biǎo）面。 

这类情况较典型的（de）例子有下列几种: 

第yi，直（zhí）浇道或冒（mào）口距型面过近，形（xíng）成一个热节区，这一热（rè）节区的砂（shā）型如未舂实（shí），则机械粘砂缺陷就会十分严重（chóng）。 

第（dì）二，在一（yī）定的型腔（qiāng）表面上流过的（de）金属液（yè）过多（duō），会把型面加（jiā）热到足以毁（huǐ）坏的程度。如果型（xíng）腔中初期凝固的（de）硬壳被后来流入的金属液重熔，则粘砂就（jiù）更为严（yán）重。 

第（dì）三，在浇注时（shí），凡能（néng）造成（chéng）金属液压力（lì）过（guò）高的任何因素，均可能导致铸件产生机械粘砂。当金属液（yè）不仅压力高，而且温度也高（gāo）时，情况尤为严重。 

 (2)直（zhí）浇道、横（héng）浇道（dào）和（hé）内浇道的截面（miàn）比例不当，使（shǐ）金（jīn）属（shǔ）液在（zài）浇（jiāo）注时不（bú）断受到氧化，增（zēng）加了金属（shǔ）氧化物（wù）的数量，并导致对型砂的助熔作用。在浇（jiāo）注过程中，浇（jiāo）注系统（tǒng）应始终（zhōng）充（chōng）满金（jīn）属（shǔ）液，否则，在浇注系统中的任何部位均能使金属液（yè）受到氧化。 

 (3)冒口颈尺寸过大，将造成其周围型砂过热，这是一个（gè）较为（wéi）普遍的（de）问题。这一问（wèn）题常是由于冒口颈太长引（yǐn）起的，为了使冒（mào）口颈中金（jīn）属（shǔ）液（yè）不致过早凝固（gù），就不得（dé）不（bú）加大颈（jǐng）部尺（chǐ）寸。如果因（yīn）为（wéi）冒（mào）口颈（jǐng）设计不当（dāng）导致（zhì）补（bǔ）缩（suō）不到，那么zui好是（shì）缩短冒口颈，以防止凝（níng）固，而不是加大其尺寸。尺（chǐ）寸较小的冒口颈，可以（yǐ）减少砂（shā）型受热。 

 (4)浇口（kǒu）杯或直浇（jiāo）道设计（jì）不当，以致浇注时卷入空气造成金属（shǔ）液氧化，这通常是由于湍流引起（qǐ）的，随着金属液表面氧化（huà）膜的不（bú）断积累会（huì）引起机械（xiè）粘砂。 

5、型（xíng）砂（shā）

 (1)原砂（shā）粒度（dù）分（fèn）布不（bú）均（jun1）匀，会造成砂型紧实度低，原（yuán）砂的粒度分布对砂型的zui大紧（jǐn）实度有直接影响。 

 (2)型（xíng）砂（shā）的流动性和成型性差。 

 (3)壳型砂上树（shù）脂（zhī）的覆膜太薄，会使型壳的局部强度降（jiàng）低和（hé）局部砂（shā）粒未被树脂（zhī）覆盖，往往由于这（zhè）种简单（dān）的原因（yīn），使铸件发生机械粘砂。 

 (4)铸型的透气性过高，这是型砂颗（kē）粒太粗的另一种（zhǒng）反映。透气性和紧实（shí）度是相互（hù）影响的（de）两个（gè）因素。紧（jǐn）实度低则透气性（xìng）好（hǎo），反之亦然。 

 (5)型（xíng）砂中碳素（sù）材料或脱（tuō）氧物质不足，会产（chǎn）生过多（duō）的金属氧化物，使氧化物湿润（rùn）砂粒（lì）而易于渗入。 

6、制芯

 (1)未刷涂料砂（shā）芯的砂（shā）粒太粗或粒度（dù）分布不佳（jiā），与原砂粒度分布不均（jun1）匀一（yī）样，对产生（shēng）机械粘砂有影响。 

 (2)砂芯（xīn）未（wèi）舂实（shí），与砂型（xíng）未舂（chōng）实的性质（zhì）一样，对机械粘（zhān）砂有重大（dà）影响。 

 (3)砂芯表面粗糙或多孔，会引（yǐn）起机械粘砂。熔（róng）融金（jīn）属或金属氧化物浸润（rùn）了（le）这种（zhǒng）粗糙（cāo）的或多孔的表（biǎo）面后就（jiù）会渗（shèn）入砂芯。 

 (4)砂芯（xīn）在（zài）储（chǔ）存期间吸湿。对砂芯（xīn）来说，水分（fèn）过多更为麻烦。因（yīn）为砂芯水（shuǐ）分过多不易察（chá）觉（jiào）。有（yǒu）的（de）砂芯看上去（qù）像是干的（de），但实际上其水分（fèn）仍（réng）然（rán）很高。 

 (5)砂芯（xīn）在搬运时操作不慎，或（huò）在涂（tú）料尚处于（yú）湿态时搬运（yùn）而招（zhāo）致破损或擦伤涂层。其后果（guǒ）是（shì）造成砂芯上的涂料不够，以致不能阻止金（jīn）属或金属氧化物渗入（rù）砂芯。涂（tú）料破（pò）损处就好像在砂芯（xīn）上开（kāi）了一个出气孔一（yī）样，造成（chéng）金属（shǔ）液沸腾而产生机械粘砂（shā）。 

 (6)砂芯涂料浸入太浅，会直接引起机械粘砂。 

 (7)砂（shā）芯涂（tú）料的高温（wēn）强度低。由于涂料（liào）中（zhōng）的粘土不足（zú），或是溶剂太多，以致粘结剂含（hán）量减少，造成涂料高温强度降低而引起机械粘砂。 

 (8)芯砂（shā）混制不良，使砂芯个别部位强度过低，在浇注时造（zào）成（chéng）崩落（luò），因而产（chǎn）生机械粘砂。 

 (9)砂芯清扫（sǎo）和修整不良时，会直接造成机械粘砂（shā）。对（duì）砂芯加强检验，这类缺陷是（shì）应该能（néng）够避免（miǎn）的。 

 (10)砂芯（xīn）在浸、喷涂料后（hòu）未再（zài）次烘干。与（yǔ）砂芯在砂型中吸湿（shī）返潮一样（yàng），涂层（céng）不（bú）干极易发生剥落与掉皮。 

 (11)芯（xīn）盒不干净，会使（shǐ）芯砂粘附（fù）在（zài）芯盒上，造成（chéng）砂芯表（biǎo）面粗糙。质量优良的砂芯有致密（mì）的表面层，芯盒（hé）不干净就得不（bú）到具有致（zhì）密表面层的优质砂芯。 

7、造型（xíng）

 (1)舂砂松软和（hé）紧（jǐn）实度不（bú）均匀。在大多数情况下，舂砂紧实和紧实度均匀同样（yàng）重要。然（rán）而，有时紧实度不均（jun1）匀比（bǐ）砂型整（zhěng）体（tǐ）松软（ruǎn）的危（wēi）害更大。 

 (2)砂（shā）型修（xiū）补不良。砂型修补面粗糙疏松，会（huì）引起机（jī）械粘（zhān）砂;修（xiū）型（xíng）过度或修补部位水分（fèn）过高，也（yě）会造成金属液沸腾而引起机械粘（zhān）砂。 

 (3)补砂不良的部位毛糙、疏松，会（huì）发生机（jī）械粘砂。 

 (4)砂型涂料不匀或（huò）不（bú）足。 

 (5)表干型的涂料（liào）干燥不匀或未充分烘干。 

 (6)脱模液用量过（guò）多会削弱砂型表面强度，促成金属液沸腾而产生铸件（jiàn）机械粘（zhān）砂。 

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

 (8)模样表面覆盖的（de）面砂（shā）量（liàng）不足，这是常（cháng）见的操作疏忽。 

 (9)冷（lěng）热材料(砂芯、砂（shā）型、芯撑、冷铁等)接触到（dào）一起。冷热材料相遇，会使水分凝（níng）聚。水分能引起沸腾型机械粘砂，同（tóng）时大幅增加氧化物的生（shēng）成速度，随后（hòu）便会发生金属氧（yǎng）化物的渗入。这是（shì）产生机（jī）械粘砂的一般原（yuán）因，也是高压（yā）造型（xíng）产生（shēng）机械粘砂的主要原（yuán）因。 

8、金属成分

 (1)易（yì）于形成（chéng）流动性（xìng）好的金属氧化物（wù），流（liú）动性好的（de）金属比表面张力（lì）高或粘稠的（de）金（jīn）属更容易（yì）引起（qǐ）机械粘砂。 

 (2)合金中含有低（dī）熔点（diǎn）成分，如铅青铜中（zhōng）的铅就容（róng）易引起机械粘砂。因为（wéi）铅比母体金属温度还低很（hěn）多时仍然（rán）处于（yú）流动状态（tài）。 

 (3)需要高温浇注的（de）合金。由于合金流动（dòng）性好，容易产生（shēng）机械粘砂。此外，因浇注温度高，加速了氧（yǎng）化物的生成（chéng）速度，故更具有形成氧化性机械粘砂的倾（qīng）向。 

9、浇注

 (1)浇注温度（dù）过高时，不（bú）但会（huì）使金属液流动性提高，还会使金属液迅速氧化，因而（ér）加速了氧化性机械粘砂的（de）发生（shēng）。 

 (2)浇包（bāo）抬得过高和上（shàng）箱过高一样，会形成（chéng）过高的金属（shǔ）压头，促使（shǐ）金属（shǔ）或金属氧化物（wù）进入（rù）砂型的孔隙（xì）中。