机械粘砂又（yòu）称（chēng）为金属液（yè）渗透粘砂，是由液态金属或金属氧化物通（tōng）过毛（máo）细管渗透或气相渗透方（fāng）式钻入型腔表面砂粒（lì）间隙，在铸件（jiàn）表面形成的金属和砂（shā）粒机械混合的粘（zhān）附层。清铲粘砂层（céng）时可（kě）见金属（shǔ）光泽。机械粘（zhān）砂表面呈海绵状（zhuàng），牢固（gù）地粘附在铸件表面，多发（fā）生在砂型和砂芯表面（miàn）受热作用强烈及砂型（xíng）紧（jǐn）实度低的部（bù）位，如浇冒口（kǒu）附近、铸件厚大（dà）截面、内角和（hé）凹（āo）槽处。

机械粘（zhān）砂不仅（jǐn）影响铸造铸（zhù）件的外观质量，甚至引起报废，因此对铸（zhù）件的机械粘（zhān）砂必须引起足（zú）够的（de）重（chóng）视，以提高产品成品率。笔者（zhě）结合多年的生产实（shí）践经验并（bìng）参阅有关资料，谈谈（tán）铸（zhù）件机械粘砂的产生（shēng）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（mó）样的结构会使砂型具（jù）有尖角、悬伸（shēn）或突出的形（xíng）状，或（huò）具有（yǒu）扁薄的砂台（tái）或砂芯，则这种设计会（huì）促（cù）进（jìn）机械粘砂产生（shēng）。因（yīn）为这类结构的铸件（jiàn）会使砂型、砂芯局部热量集中，其（qí）正常（cháng）的性能受到破坏，砂型、砂芯表面提前溃（kuì）散，熔（róng）融金属或金属氧化物易于渗入而产生机械粘砂。对此，可在热量集中的部位采用特殊砂型，如锆砂（shā）或橄（gǎn）榄（lǎn）石砂（shā），以提高（gāo）其长时（shí）间（jiān）受热或受高温辐照的能力。 

2、模样

 (1)模样（yàng）的工艺（yì）设计不良，使砂型舂不紧（jǐn）实或紧实度不匀，会（huì）造成（chéng）型（xíng）腔表（biǎo）面粗糙或疏（shū）松，对（duì）产（chǎn）生机械粘砂有直（zhí）接影响。模样的工艺（yì）设计常出（chū）现以下错误： 

①分模面选择不当，致（zhì）使上（shàng）型过高，或在砂型中形（xíng）成很深的型腔。 

②模样在模（mó）底板上的位置（zhì）布置不当，使凹陷处难于舂实，这可能是（shì）由于模样距箱壁太近（jìn），或（huò）模样排列过密所致。由于模样排列过于拥挤，会引起铸件产生胀砂，即使没有明显的（de）胀砂，也会发生机（jī）械（xiè）粘砂（shā）。由（yóu）于产生（shēng）缺陷的根源相同，机械粘（zhān）砂和胀砂会出现在同（tóng）一个铸件上。 

③直（zhí）浇（jiāo）道、冒口和横（héng）浇道的位置（zhì）布置不当，会（huì）出（chū）现不易舂实的（de）凹（āo）陷（xiàn）部位，这与浇（jiāo）冒口系统的布局有关。 

④起模斜度<1.5°时，即使整（zhěng）个砂型（xíng）的紧（jǐn）实度合适，也会使砂型表面（miàn）撕（sī）裂，易（yì）于使金属或金属氧化物渗入。 

(2)模样的（de）工艺结（jié）构（gòu）不良（liáng），导致金（jīn）属（shǔ）液静压力过高。由于静压力的增高（gāo），砂型的负荷也（yě）就加重，因此需要（yào）采（cǎi）用特（tè）殊的（de）砂型（xíng）或（huò）更紧实的造（zào）型方法，以抵挡金属液（yè）对砂型的渗透压力。 

3、砂箱

砂箱（xiāng）的设计及构造（zào）不（bú）合理，致使砂型紧实度不匀（yún）或（huò）舂砂过软。 

产生这些问题的一般原因如下： 

(1)箱带的（de）位置不当，妨碍（ài）某些凹陷部位的舂实，因而（ér）导致（zhì）砂型局部过软，引起胀（zhàng）砂（shā）或机械粘砂。 

(2)因砂箱太小造成舂（chōng）砂不实。 

(3)箱带位置不当，使直浇（jiāo）道和冒口不（bú）能放在合适的位置上，以致冒口或直浇道与模样间的（de）型砂舂（chōng）不紧（jǐn）实。又（yòu）因该处必然造成热量集中，使机械粘（zhān）砂更为严重。因此，如直浇（jiāo）道或冒（mào）口的位置不（bú）能改变，则必须将箱带割去一块或（huò）整个去（qù）掉。 

(4)上（shàng）箱过高（gāo）。机械（xiè）粘砂（shā）通常与型腔表面的抗（kàng）渗透能力及（jí）金属（shǔ）液的静压力有关，金属液压力的大小（xiǎo），与金属的密度和上箱（xiāng）高度有关。如（rú）从（cóng）铸件（jiàn）补缩需要（yào）出（chū）发，上箱应有一定高度，但型砂性（xìng）能也一定要随之（zhī）加以改（gǎi）善。 

4、浇冒口系统

(1)浇冒口的位置不当导（dǎo）致砂型局部过（guò）热，从而促（cù）使型（xíng）腔表（biǎo）面过早（zǎo）毁坏（huài），金属（shǔ）液或在高温下形成的金属氧化物就更容（róng）易渗入型腔表面。 

这（zhè）类情况较典型的例子有下列几种: 

第yi，直（zhí）浇道或冒口距型面过（guò）近，形（xíng）成一（yī）个热节（jiē）区，这一热（rè）节区的砂型如未舂实，则机械粘砂（shā）缺陷就会十分（fèn）严重。 

第二（èr），在一定的型腔表（biǎo）面上流过的金属液过多，会把型面加（jiā）热到足以毁坏的程度。如果（guǒ）型腔中初期凝固的硬（yìng）壳被后来（lái）流（liú）入的（de）金属液（yè）重熔，则粘（zhān）砂就（jiù）更为严重。 

第（dì）三，在浇注时，凡能造（zào）成金属（shǔ）液压（yā）力（lì）过高的任何因素，均可能导致铸（zhù）件（jiàn）产（chǎn）生机械（xiè）粘砂。当金属液不仅压力高，而且温（wēn）度也高时，情（qíng）况尤为严重（chóng）。 

(2)直（zhí）浇道（dào）、横浇（jiāo）道和内浇（jiāo）道的截面比例不当，使（shǐ）金属液（yè）在浇注（zhù）时（shí）不断受到氧化，增加了金属氧化物的数（shù）量，并导致对型砂的助（zhù）熔（róng）作用。在浇注过程中，浇（jiāo）注系（xì）统应始终充满（mǎn）金属液，否则，在浇注系统（tǒng）中（zhōng）的任何部位均能使金属液受到氧化。 

(3)冒口颈尺寸过大，将造成其周围（wéi）型砂过热，这（zhè）是一个较为普（pǔ）遍的问（wèn）题（tí）。这一问题（tí）常是由于冒（mào）口（kǒu）颈太长引（yǐn）起的，为了使冒口（kǒu）颈中金属液不致过早凝固（gù），就不得不加大（dà）颈部尺寸。如果因为冒（mào）口颈设计不当导（dǎo）致补缩不到（dào），那么（me）zui好（hǎo）是缩（suō）短冒口（kǒu）颈，以防止凝固，而不是加大其尺寸。尺寸（cùn）较小的冒口颈，可以减少砂型受热（rè）。 

(4)浇口杯或（huò）直（zhí）浇道设（shè）计不（bú）当（dāng），以致浇注时卷入空气（qì）造（zào）成金属液氧（yǎng）化，这通（tōng）常是由于湍流引起的，随（suí）着金属液表面氧化（huà）膜的不断（duàn）积（jī）累会引（yǐn）起机（jī）械（xiè）粘砂。 

5、型砂

(1)原（yuán）砂粒度（dù）分布不均匀，会（huì）造成砂型紧实度低，原砂的（de）粒（lì）度分布（bù）对砂型的zui大紧实度有（yǒu）直接影响。 

(2)型砂的流动（dòng）性和成型性差（chà）。 

(3)壳型砂上树脂的（de）覆膜太（tài）薄，会使型（xíng）壳的（de）局部强（qiáng）度降（jiàng）低（dī）和局部（bù）砂粒未被树脂覆（fù）盖，往往由于这（zhè）种简单（dān）的原因，使铸（zhù）件发生机械粘砂。 

(4)铸型（xíng）的透气性（xìng）过高，这是型砂（shā）颗（kē）粒太粗（cū）的另一种反（fǎn）映。透（tòu）气性和紧（jǐn）实度是相互影响的两个因素。紧实度低则透气性好，反（fǎn）之亦（yì）然。 

(5)型砂（shā）中碳素材料（liào）或脱（tuō）氧物质（zhì）不足，会产生过多（duō）的金属氧（yǎng）化（huà）物，使氧化物湿润砂粒而易（yì）于渗入。

6、制芯

(1)未刷涂料砂芯的砂粒太粗或粒度分布不佳，与原砂粒（lì）度分（fèn）布不均（jun1）匀一样，对产生机械粘（zhān）砂（shā）有影响。 

(2)砂芯未舂（chōng）实，与砂型（xíng）未舂实的性（xìng）质一样，对（duì）机（jī）械粘（zhān）砂有（yǒu）重大影响。 

(3)砂芯表面粗糙或（huò）多（duō）孔，会（huì）引起（qǐ）机械粘砂。熔（róng）融金属或金属（shǔ）氧化物（wù）浸润了（le）这种（zhǒng）粗糙的或多（duō）孔的表面（miàn）后就会（huì）渗入砂芯。 

(4)砂（shā）芯在（zài）储存期间吸湿。对砂芯来说，水分过多更为麻烦。因为砂（shā）芯水分过（guò）多不易察觉。有的砂（shā）芯看上去像是干的，但实际上（shàng）其（qí）水分仍然很高。 

(5)砂芯在搬运时操作不（bú）慎，或在涂料尚处（chù）于（yú）湿态时搬运而招致破损或擦伤涂层。其（qí）后果是造成砂芯上的（de）涂料不够，以（yǐ）致不能（néng）阻止金属或金属氧化（huà）物渗入砂芯。涂料破损处就好像在（zài）砂（shā）芯上开了一个出气孔（kǒng）一（yī）样，造成（chéng）金属液沸腾而（ér）产（chǎn）生机（jī）械（xiè）粘砂。 

(6)砂（shā）芯涂料浸入（rù）太浅，会（huì）直接（jiē）引起机械粘砂。 

(7)砂芯涂（tú）料的（de）高（gāo）温强度低。由于涂料中（zhōng）的粘（zhān）土不足，或是溶剂太多，以（yǐ）致（zhì）粘（zhān）结剂含量减少，造成涂料高温强度降低而（ér）引起机械粘砂。 

(8)芯砂混（hún）制不（bú）良，使砂芯个别部位强（qiáng）度过低，在（zài）浇注时造成崩落（luò），因而产生机械粘砂。 

(9)砂（shā）芯清扫（sǎo）和修整不良时（shí），会直接造成机械粘砂。对砂芯（xīn）加（jiā）强（qiáng）检验，这类缺陷（xiàn）是应该能够避免的。 

(10)砂芯在浸、喷涂料后未再次烘（hōng）干。与砂（shā）芯（xīn）在砂型中吸湿返潮（cháo）一样，涂层不干极易（yì）发生剥落与（yǔ）掉皮。 

(11)芯盒（hé）不干净，会使芯砂粘附在芯（xīn）盒上，造成砂芯表面粗糙。质量（liàng）优良的砂芯有致密（mì）的表面层，芯盒不干净（jìng）就得不到具有致（zhì）密（mì）表面层的优质砂（shā）芯。 

7、造型

(1)舂砂松软（ruǎn）和紧实度不均匀。在大多（duō）数（shù）情（qíng）况下，舂砂紧实和紧实（shí）度均（jun1）匀同样重要。然而，有时紧实（shí）度不均（jun1）匀（yún）比（bǐ）砂（shā）型整（zhěng）体松软的（de）危害更大。 

(2)砂型修（xiū）补不良。砂（shā）型修补（bǔ）面粗糙疏松，会引起机械粘砂;修型过度或修补部位水分过高，也会造成金属液（yè）沸腾而（ér）引起机械（xiè）粘砂（shā）。 

(3)补砂不良的部位毛糙、疏松，会发生机械粘砂。 

(4)砂型涂料不匀或不足。 

(5)表干（gàn）型的涂料干（gàn）燥不匀或未充分烘干。 

(6)脱模液用（yòng）量过多会削弱（ruò）砂型表面强（qiáng）度，促成金属液沸腾而产生铸件机械（xiè）粘砂（shā）。 

(7)砂型涂料的波美度太（tài）低，涂料就会被砂型（xíng）吸入，因（yīn）而发生涂料（liào）掉皮、掉屑（xiè）或剥落而造成机械（xiè）粘砂。 

(8)模样表面覆（fù）盖（gài）的面砂（shā）量（liàng）不足，这（zhè）是常见的操（cāo）作疏忽。 

(9)冷热材料(砂芯、砂型、芯撑、冷铁等)接触到一（yī）起（qǐ）。冷热材料相遇，会使水分凝聚（jù）。水分能引（yǐn）起沸腾型机械粘砂，同时大幅增加氧化物的（de）生成速度，随后便会发生（shēng）金属氧（yǎng）化物的渗入。这是产生机械（xiè）粘砂的（de）一（yī）般原因，也是高（gāo）压造型产生机械粘砂的主要原因。 

8、金属（shǔ）成分

(1)易于形成流动（dòng）性好的金属氧化物，流动（dòng）性好的金属比表面张力高或（huò）粘稠的金属（shǔ）更（gèng）容（róng）易引（yǐn）起机械粘砂。 

(2)合（hé）金中含有低熔（róng）点成分，如铅青铜中的铅就容（róng）易引（yǐn）起机械粘砂。因为铅比母体金属温度还低（dī）很（hěn）多时仍然处于流动状态。 

(3)需（xū）要高温浇（jiāo）注（zhù）的合（hé）金（jīn）。由于合金流（liú）动性好，容易产生机械粘砂。此外，因浇注温度高，加速了氧化（huà）物的生成速度，故更具有（yǒu）形成氧化性机械粘砂的倾向。 

9、浇注

(1)浇注温度过高时，不但（dàn）会使金属液流动性提高（gāo），还（hái）会（huì）使金属液迅速氧（yǎng）化，因而（ér）加速了（le）氧（yǎng）化性机械（xiè）粘砂的发生（shēng）。 

(2)浇包（bāo）抬得过高和上箱（xiāng）过高一样（yàng），会形（xíng）成过（guò）高（gāo）的金属压头（tóu），促使金属或金属氧化物进入砂型的孔隙中。