粘砂
關注創建者：匿名 創建時間：2021-07-28
粘砂的實例教程
鑄件粘砂不僅影響鑄件的外觀質量，甚至引起報廢。因此，對鑄件的粘砂必須引起足夠的重視，以提高產品出品率。那應該如何防止鑄件粘砂呢？
“治病”當然要找到根源，首先我們先來看一下鑄件粘砂的原因
1、足夠的壓力使金屬液滲人砂粒之間較高的金屬液靜壓力頭。即由鑄件澆注高度和澆注系統形成的壓力。如該壓力超過砂粒間隙之間毛細現象形成的抵抗壓力。即尸毛=QcosO/r，式中P毛為毛細壓力；為金屬液表面張力；e為金屬液毛細管的潤濕角；r為毛細管半徑。就會形成機械粘砂。靜壓力頭超過500 mm，鑄造用砂又較粗，多數會產生機械粘砂，除非上涂料。上式亦說明：越大，即砂粒粒度越粗，尸毛越小，即較易產生機械粘砂。
2、金屬液在鑄型內流動形成的動壓力。
3、鑄型“爆”或“嗆”。即鑄型澆注時釋放的可燃氣體與空氣混合并被熾熱金屬液點燃所形成的動壓力。
4、機械粘砂一經開始，即便壓力減小，金屬液滲透還會繼續進行，直到滲透金屬液前沿凝固。即金屬液溫度低于固相線溫度，滲透方可停止。
5、化學粘砂最通常的原因是濕型和制芯用原材料耐火度、燒結點低;石英砂不純;煤粉或代用品加人不足;沒有使用涂料或使用不當;澆注溫度過高;澆注不當致使渣子進人鑄型等因素造成。
容易造成粘砂的原因找到了，接下來我們就來說一下如何防止！
1、預防機械粘砂可采用如下措施
1)避免較高的金屬液靜壓力頭;在滿足鑄件補縮條件下冒口高度不要過高;避免澆包處于高位直接澆到直澆道內，必要時可利用盆形澆口杯緩沖一下金屬流，并形成恒高靜壓力頭。
2)盡量使用粒度較細、的鑄造用砂。
3)砂型應緊實良好。’機器造型不可超載，供給造型機的壓縮空氣應保持規定壓力，避免使用過濕或存放期過長的型砂，因難以緊實，芯盒通氣孔(塞)不得堵塞;采用樹脂砂造型和制芯不能僅靠型砂的良好流動性，要保證緊實，必要時輔以震動。
展開 針對車間離合器殼體鑄件粘砂問題，根據車間生產情況分析其產生的可能原因，利用質量分析方法，繪制離合器殼體鑄件粘砂問題因果圖，制定措施并在生產中驗證，確定導致鑄件粘砂關鍵因素，改進生產工藝，降低了鑄件廢品率。
一、引言
車間離合器殼體采用濕型砂工藝鑄造，砂芯采用覆膜砂工藝制芯，鑄件返拋率高達30%，且其中10%的粘砂鑄件因粘砂嚴重不能清除而報廢。報廢的粘砂鑄件粘砂部位包括內腔及鑄件外表面，通過常規的補刷涂料、提高煤粉含量的措施也未能改善粘砂狀況。
二、粘砂機理
鑄件粘砂大致可分為機械粘砂、化學粘砂、爆炸粘砂、熱粘砂[1]。機械粘砂又稱為金屬液滲透粘砂，是由液態金屬通過毛細管滲透或氣相滲透方式鉆入型腔表面砂粒間隙，在鑄件表面形成的金屬和砂粒機械混合的粘附層。兩種力的對比和變化決定了鑄件機械粘砂傾向，即必定有一種力促使液態金屬滲入砂型孔隙， 一種力阻止滲入。滲透動力, 即促使金屬液滲入砂型孔隙的力, 主要是金屬液對鑄型的動壓力和靜壓力；滲透阻力, 即阻止金屬液滲入砂型孔隙的力，主要有兩種： 一是砂型孔隙的阻力, 一是砂型孔隙中的氣體壓力(也稱背壓)。化學粘砂就是高溫金屬液可能被氧化生成金屬氧化物，主要產物是FeO，氧化鐵與和鑄型中SiO2相互產生化學反應, 生成硅酸亞鐵，因其熔點低，易粘附在鑄件表面上造成粘砂。爆炸粘砂形成原理是：金屬液在澆入砂型后沖擊型腔表面形成高壓，迫使金屬液鉆入型砂空隙。
展開 覆膜砂鑄造在鑄造領域已有相當長的歷史，鑄件的產量也相當大；但采用覆膜砂鑄造生產精密鑄鋼件時面臨很多難題：粘砂（結疤）、冷隔、氣孔。如何解決這些問題有待于我們去進一步探討。
一、對覆膜砂的認識與了解（覆膜砂屬于有機粘結劑型、芯砂）
（1）覆膜砂的特點：具有適宜的強度性能；流動性好，制出的砂型、砂芯輪廓清晰，組織致密，能夠制造出復雜的砂芯；砂型（芯）表面質量好，表面粗糙度可達Ra=6.3～12.5μm，尺寸精度可達CT7～CT9級；潰散性好，鑄件容易清理。
（2）適用范圍：覆膜砂既可制作鑄型又可制作砂芯，覆膜砂的型或芯既可互相配合使用又可與其它砂型（芯）配合使用；不僅可以用于金屬型重力鑄造或低壓鑄造，也可以用于鐵型覆砂鑄造，還可以用于熱法離心鑄造；不僅可以用于鑄鐵、非鐵合金鑄件的生產，還可以用于鑄鋼件的生產
二、覆膜砂的制備
1．覆膜砂組成
一般由耐火材料、粘結劑、固化劑、潤滑劑及特殊添加劑組成。
（1）耐火材料是構成覆膜砂的主體。對耐火材料的要求是：耐火度高、揮發物少、顆粒較圓整、堅實等。一般選用天然擦洗硅砂。對硅砂的要求是：SiO2含量高（鑄鐵及非鐵合金鑄件要求大于90%，鑄鋼件要求大于97%）；含泥量不大于0.3%（為擦洗砂）--[水洗砂含泥量規定小于；粒度①分布在相鄰3～5個篩號上；粒形圓整，角形因素應不大于1.3；酸耗值不小于5ml。
（2）粘結劑普遍采用酚醛樹脂。
（3）固化劑通常采用烏洛托品；潤滑劑一般采用硬脂酸鈣，其作用是防止覆膜砂結塊，增加流動性。添加劑的主要作用是改善覆膜砂的性能。
展開 澆注溫度高、金屬液對鑄型的濕潤性大、金屬液的靜壓力高以及砂型表面空隙度大等，是產生粘砂的重要原因。可采取鑄型表面涂刷涂料、提高砂型緊實度和盡可能降低澆注溫度等措施來防止粘砂。
金屬液在澆注過程中形成的氧化亞鐵（FeO）與鑄型材料反應形成低溶點的熔融硅酸鐵，潤濕硅砂粒而滲入砂型（芯）表面空隙，產生化學粘砂。可在型砂中加入煤粉、渣油、有機黏結劑等能燃燒形成還原性氣氛的附加物，以減少金屬氧化，減輕粘砂程度。
原砂的燒結點低或粘土加入量過多的鑄型，在澆注溫度過高、鑄件厚度過大的情況下，型腔表面易在高溫下燒結，生成熱粘砂層。防止熱粘砂的主要措施是，采用耐火度高的鋯砂、鎂砂、鉻鐵礦砂等配制的面砂或以涂料涂覆型腔表面。
3：機械作用
型腔表面砂粒或涂料層在流動的金屬液摩擦或動壓力作用下脫落，此種散落物如留在鑄件中，則造成砂眼、渣氣孔、多肉等缺陷。
為防止沖砂，除提高砂型表面強度外，應合理設計澆注系統。
展開 在很多鑄件的生產過程中，都會采用到澆鑄的方式，在澆鑄的過程中鑄型的開裂、鑄鋼件表面出現粘砂、沖砂等缺陷都是比較常見的，最終的結果就導致鑄件外觀質量很差，不僅加大清理的量還有精整的工作量，和國外鑄件外觀相比較就有很明顯的差別。
鑄鋼件在生產中不僅是要注意質量問題，而且產品的外觀也是需要格外注意的，以下就為您列舉造成鑄件表面粗糙的具體原因：
1.型砂和芯砂粒度太粗.
2.砂型和砂芯的緊實度低或不均勻.
3.型、芯的涂料質量差，涂層厚度不均勻，涂料剝落.
4.澆注溫度和澆注高度太高，金屬液動壓力大.
5.上箱或澆口杯高度太高，金屬液靜壓力大.
6.型砂和芯砂中含粘土、粘結劑或易熔性附加物過多，耐火度低，導熱性差.
7.型、芯砂中含回用砂太多，回用砂中細碎砂粒、粉塵、死燒粘土、鐵包砂太多，型砂燒結溫度低.
8.鑄件開箱落砂太晚，形成固態熱粘砂，尤其是厚大鑄件和高熔點合金鑄件.
9.金屬液流動性好、表面張力低。例如，銅合金中磷、鉛含量過高，鑄鋼中磷、硅、錳含量過高.
10.金屬液中的氧化物和低熔點化合物與型砂發生造渣反應，生成硅酸亞鐵、鐵橄欖石等低熔點化合物，降低金屬液表面張力并提高其流動性，使低熔點化合物和金屬液通過毛細管作用機制，滲入砂粒間隙，并在滲透過程中，不斷消蝕砂粒，使砂粒間隙擴大，導致機械粘砂或化學粘砂.
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為了滿足產品需求,需要預防水套和油氣室部位粘砂、氣孔的產生,需對水套芯、油氣室芯芯頭設置排氣通道,通過工藝孔芯頭把砂芯氣引起至型腔,再從型腔引出砂箱面,如圖5、圖6所示。
采用砂型離心鑄造時，也要注意液體金屬對型壁具有太大的離心壓力而引起鑄件粘砂脹砂等的缺陷。
2）離心鑄造用鑄型
離心鑄造時使用的鑄型有兩大類，即金屬型和非金屬型。非金屬型可為砂型、殼型、熔模殼型等。由于金屬型在大量生產、成批生產時具有一系列的優點，所以在離心鑄造時廣泛地采用金屬型。
臥式懸臂離心鑄造機上的金屬型按其主體的結構特點可分為單層金屬型和雙層金屬型兩種。
1.涂料附著力差：填砂震動時造成涂料剝落，引起鑄件粘砂，
2.涂料膨脹系數大：與高溫金屬液體接觸時涂料受熱體積膨脹脫離鑄型導致鑄件粘砂。
缺點：容易產生粘砂缺陷；容易產生沖砂缺陷；一特別厚大件易造成組織粗大；厚大球鐵件有縮孔、縮松傾向：增大石墨漂浮傾向。
資料刊載的灰鑄鐵件的澆注溫度如表5所示。依據生產實踐，建議灰鑄鐵件澆注溫度如表6所示。
對于中、大型鑄鐵件的生產，其實際澆注時間的長短、澆注速度的快慢，對鑄件的質量有直接的影響。
負壓度過大，加劇金屬液滲透粘砂，并造成附壁效應，不利于液相泡沫被涂層吸附，生成很多氣孔。適宜的負壓是排氣的保證，也是防止粘砂的措施。
7、模樣粘合應選用專用的熱熔膠或冷膠，在保證粘牢的情況下，用量越少越好。盡量避免使用汽化緩慢的乳膠。
文章來源：鑄造工業網
我公司產品具有良好的流平性和涂掛性，涂層強度高不開裂，透氣性好，抗粘砂性能優異，剝落性好，可自然風干。該產品憑借穩定的質量，優異的性能以及適中的價格已經在國內外市場廣泛受到好評。
因此，要按下述規程進行操作：當三角試塊凝固后降溫至橙紅色（800~900℃）時，用夾鉗取出并清除其表面上的粘砂。這樣做的目的是節省時間，使三角試塊快些冷卻。待三角試塊冷至暗紅色（即紅黑色，約600℃時，浸入水中激冷，目的也是節省時間。要水中可晃動一下，但停留時間不能過長。要取出來觀察試塊表面冒蒸汽的激烈程度,以判斷試塊被激冷到什么溫度,若試塊急烈的冒氣,則淬一下水。
深究原因，發現稱量煤粉的電子秤上，始終有5Kg的殘留量，使煤粉加入量長期處于低水平狀態，在與型砂管理人員交談過程中， 談及為什么在透氣性快速上升時，沒有及時采取措施，該管理人員原先的認識是透氣性越高越好，甚至有人認為一型內上部兩件不粘砂是因為透氣性高， 下部兩件粘砂是排氣條件不好所致。
殘缺的邊角圓滑光亮不粘砂。
缺點：容易產生粘砂缺陷；容易產生沖砂缺陷；一特別厚大件易造成組織粗大；厚大球鐵件有縮孔、縮松傾向：增大石墨漂浮傾向。
資料刊載的灰鑄鐵件的澆注溫度如表5所示。依據生產實踐，建議灰鑄鐵件澆注溫度如表6所示。
對于中、大型鑄鐵件的生產，其實際澆注時間的長短、澆注速度的快慢，對鑄件的質量有直接的影響。
