濕砂型鑄造因其生產(chǎn)率高，鑄件生產(chǎn)成本低廉，故是目前應(yīng)用最廣泛的一種鑄造方法，但因很多鑄造工廠的型砂質(zhì)量低下，鑄件表面質(zhì)量差，廢品率居高不下。我公司主要采用KW靜壓造型線生產(chǎn)發(fā)動機缸體、缸蓋的毛胚件，尺寸大，技術(shù)要求高，形狀復雜度高，最小壁厚3.5mm，綜合廢品率在3％～5％。其中由于濕型砂引起的廢品率約占一半。原因是濕型砂的強度低、含水多、發(fā)氣量大、流動性差，鑄件易產(chǎn)生缺陷。

一、型砂的成分控制

（1）含泥量  型砂和舊砂的泥分是由有效膨潤土、煤粉及灰分組成的。所謂“灰分”包括失效的膨潤土和煤粉，由新砂、煤粉、膨潤土等原材料帶進來的粉塵，以及硅砂顆粒破碎而成的細粉。型砂或舊砂中泥分的含量稱為含泥量。

型砂的灰分過多會使含水量增高、透氣性下降，鑄件容易產(chǎn)生氣孔類缺陷。而且在濕壓強度維持不變的情況下，型砂韌性、熱濕拉強度明顯降低，鑄件容易產(chǎn)生砂孔類和夾砂類缺陷。我公司主要生產(chǎn)發(fā)動機的缸體、缸蓋，大量芯砂摻入舊砂，從而使型砂泥分過少。而泥分過少，會導致型砂含水量和吸水能力低，加水量的少許偏差，就會引起型砂各項性能劇烈波動，型砂對水分的敏感性大幅增強。

含泥量偏低的主要影響因素有舊砂溫度高、水分低；大量的冷芯砂混入；除塵系統(tǒng)造成灰分的損失等。

筆者所在車間砂處理系統(tǒng)設(shè)計時缺少舊砂冷卻設(shè)備，且在技術(shù)改造前對整個砂系統(tǒng)容量的計算裕度小，每日型砂循環(huán)次數(shù)過多，熱砂問題比較嚴重，夏季舊砂溫度高達70℃以上。而型砂溫度過高對型砂性能、造型操作、鑄件品質(zhì)和環(huán)境衛(wèi)生都有不良影響。

如今鑄造工廠大量應(yīng)用樹脂做為砂芯粘結(jié)劑，改善了落砂性能，使?jié)⑸⒑推扑榈男旧斑M入舊砂中的數(shù)量大為增加。我公司生產(chǎn)的發(fā)動機缸體，在落砂時，80%的潰散砂芯流入了舊砂當中。濕型砂的粒度是70/140目，而樹脂砂芯粒度是用50/100目或70/40目，散粒的砂芯混入過多使舊砂的粒度變粗，型砂含泥量偏低，造成鑄件表面粗糙。此外，部分未燒結(jié)的芯砂混入舊砂中，因芯砂表面附有一層樹脂模，將低了型砂的強度，影響型砂性能。所以鑄造工廠在選用芯砂時，一般要求芯砂的粒度比自有的型砂粒度大一等級。

筆者所在車間的型砂含泥量過低，檢測數(shù)據(jù)常低于9%（工藝要求：9.5%～11.5%），是舊砂中混入大量潰碎樹脂砂芯造成的，以致型砂適宜含水量太低，透氣率太高，性能難以控制。高密度造型最理想的鑄鐵用型砂含泥量應(yīng)為10%~13%，理想的舊砂含泥量為8~11%。

（2）型砂水分  一方面濕型砂不可太干，否則膨潤土未被充分潤濕，造成起模困難，砂型易碎，表面的耐磨強度低，鑄件容易生成砂孔和沖蝕缺陷。另一方面型砂也不可太濕，過濕型砂易使鑄件產(chǎn)生針孔、氣孔、嗆火、水爆炸、夾砂及粘砂等缺陷。再者，還會造成型砂粘度大，流動性降低，進而使砂型的型腔表面緊實度不均，復雜局部處充填不實。因此，從減少鑄件氣孔缺陷的角度出發(fā)，要求最適宜干濕狀態(tài)下型砂的含水量盡可能低。

（3）型砂有效成分  型砂中的有效成分主要指有效膨潤土和有效煤粉,對于自動化程度較高的靜壓造型線,一般要求有效膨潤土控制在7%～9%, 有效煤粉控制在4%～6%，過高或過低都會影響型砂質(zhì)量。

二、型砂的性能

１.型砂強度  

濕型砂如果濕態(tài)強度不足，在起模、搬運砂型、下芯及合型等過程中，砂型有可能破損和塌落，澆注時可能沖壞砂型而造成砂孔缺陷甚至“跑火”；由于砂型缺乏足夠強度，澆注鐵液后會造成型壁位移而導致鑄件疏松和脹砂缺陷。對于高大鑄件，由于金屬液壓頭高，澆注沖刷力大，高溫作用時間長，對砂型強度的要求更高。但是，強度也不宜過高，因為高強度的型砂需要加入更多的膨潤土，不但影響型砂的水分和透氣性，還給混砂、緊實和落砂等工序帶來困難。對于容易產(chǎn)生熱裂缺陷的鑄件也要求強度低些。

（1）濕壓強度  筆者所在車間使用的是進口的KW靜壓造型線，生產(chǎn)效率高、鑄件尺寸精度高，對型砂性能的要求更為嚴格。就KW靜壓造成而言，筆者認為濕壓強度不宜過高，型砂強度過高，必須加入大量膨潤土，降低型砂的流動性，雖KW靜壓造型帶有氣流預(yù)緊實功能，但在使用時型砂隨氣流向砂箱邊緣流動，造成型砂不均勻，型腔硬度分布不均。且震動落砂機破碎效果較低，濕壓強度高的大塊型砂難于破碎。一般KW靜壓造型型砂的濕壓強度應(yīng)控制在150~170kPa較為合適。

（2）熱濕拉強度  用濕型砂澆注較厚大的平板類鑄件時，最容易產(chǎn)生夾砂類缺陷，因此要求型砂應(yīng)具備一定的熱濕拉強度。型砂中加入煤粉、渣油、瀝青、木粉和糊精等附加物都可使型砂的熱壓應(yīng)力降低，從而起到抗夾砂作用。

（3）型砂表面強度  濕砂型應(yīng)有足夠高的表面耐磨性，能夠經(jīng)受起模、清吹、下芯及澆注等過程的擦磨作用。如果砂型表面耐磨性不高，表面砂粒受外力作用下容易脫落，不僅直接影響鑄件的表面粗糙度，而且還會造成砂孔、粘砂等鑄造缺陷。從造型、起模到合箱、澆注之間，砂型敞開放置一段時間，在這期間中鑄型表面水分不斷蒸發(fā)，即所謂“風干現(xiàn)象”，可能導致表面耐磨性和表面強度急劇下降。合箱前的間隔時間長，環(huán)境濕度低，以及型砂溫度較高時，“風干現(xiàn)象”尤其嚴重。相關(guān)資料顯示，在型砂中加入?–淀粉可增加型砂的表面強度。

2. 型砂流動性

具有良好流動性的型砂能保證砂型的硬度分布均勻，棱角、凸臺清晰，鑄件表面光潔。對于KW靜壓造型，型砂具有良好的流動性是極其關(guān)鍵的。濕型砂的流動性除了受緊實率影響外，原砂的粒度、形狀也有明顯影響。一般情況下，提高型砂的膨潤土量或加入糊精雖能提高型砂韌性，但會使流動性下降。

3. 型砂的韌性

型砂應(yīng)當具有一定的韌性，否則在起模、下芯、合型和運搬時砂型的棱角和吊砂部位受到?jīng)_擊和震動容易碰碎或掉落。但型砂韌性也不應(yīng)太高，以免其流動性下降而影響砂型的緊實均勻度。

結(jié)語

原輔材料的選用和濕型砂的性能是生產(chǎn)高品質(zhì)鑄件最基本的要求。為了準確反映型砂的真實性能，生產(chǎn)中應(yīng)對各項性能指標進行實時控制，型砂檢驗人員應(yīng)按規(guī)定頻率取樣檢測，并隨時記錄測定結(jié)果，以便追溯、分析。還可繪制圖表顯示每日各種性能的變化情況，在型砂性能出現(xiàn)異常時立即采取有針對性的措施，以保證生產(chǎn)的順利進行。