一、湿型砂的性能

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1、一、湿型砂的性能前言为了保证湿型铸件具有良好的表面质量，必须使用良好性能的型砂。本文将介绍高质量湿型砂的性能要求、工厂实际应用实例，并分析型砂性能与铸件质量之间的关系。一般认为使用造型紧实压力150～400kPa的普通震压式造型机，砂型平面硬度才只有70～80度，垂直面下端硬度可能只有50～60度，铸件局部极易产生缩孔、缩松、胀砂和粘砂缺陷。由于砂型平3均密度仅1.2～1.3g/cm，称为低密度造型或低压造型。为了克服上述缺点，出现了气动微震造型机，在压实的同时增添了震动作用，改善了砂型紧实时型砂的流动性能，使压实比压几乎提高了一倍，

2、达3到400～700kPa左右，砂型平面硬度大约为80～90度，平均密度可能在1.4～1.5g/cm范围内。密度比较均匀，减少了局部缩松、胀砂和粘砂缺陷。近代化造型机的压实比压有可能提高到700kPa或稍3高，所得到砂型表面硬度大约为90～95度，平均密度可达1.5～1.6g/cm，称为高密度造型方法。高密度造型的生产效率高、铸件尺寸精度高，机械加工余量少。应用多触头高压、气冲、挤压（即垂直分型无箱射压造型）、射压、静压等造型机制成砂型都可能达到上述的紧实密度，因而国内外应用日益普遍。为了具体说明湿型砂的性能和控制范围，本文数据搜集大

3、部分取自上世纪90年代末期及本世纪初中外公开发行刊物。还有一部分数据是由国内各工厂的工程师提供的，凡属未正式发表过的都不注明工厂名称，所列举数据只是当时情况，并不代表目前实际状况。本文中列举的各种性能数据，除特殊注明以外，都是从造型处直接取样测得的。本文中各种性能排列顺序基本上按照日常检验的顺序和常用性。有关型砂检测方法另有专门文章介绍。1.紧实率和含水量型砂的手感干湿程度是极为重要的性能，它反映型砂是否处于最适宜的造型状态。直到1969年才找到用紧实率衡量型砂干湿程度的方法。湿型砂不可太干，紧实率不可过低，因为型砂中膨润土未被充分润

4、湿，性能较为干脆，起模困难，砂型易碎，表面的耐磨强度低，铸件容易生成砂孔和冲蚀缺陷。型砂也不可太湿，紧实率不可过高，否则型砂太粘，造型时型砂容易在砂斗中搭桥和降低造型流动性，还易使铸件产生针孔、气孔、呛火、水爆炸、夹砂、粘砂等缺陷。根据造型方法、操作习惯不同，对型砂的干湿程度要求也不相同。手工造型要求起模性好，希望型砂较湿一些。高密度造型要求型砂具有较高流动性，以便砂型各处紧实均匀，希望型砂稍干一些。型砂紧实率控制应以造型处取样测定为准。从混砂机运送到造型机时紧实率下降幅度因气候温度和湿度状况、运输距离、型砂温度等因素而异。工厂实测经

5、验表明，一般情况下造型机处紧实率可能比混砂机中低2%以上。南方潮湿阴冷季节，紧实率下降可能不足1%。以前的论点是手工造型和震压式机器造型用型砂要求起模性好，最适宜干湿状态下的紧实率大约在50%；高压造型和气冲造型时为45%；射压和挤压造型要求较高的流动性，紧实率为40%。近年来各国铸造工厂的型砂紧实率都有降低趋势。这是因为高密度造型设备的起模精度提高，而且砂型对各部位硬度均匀分布的要求使型砂的流动性成为更重要的考虑因素。工厂的控制原则大多是只要不影响起模，就尽量压低紧实率。DISA公司挤压造型和HWS公司静压造型都建议用40±2%；G

6、F、BMD和FA公司推荐气冲造型用型砂紧实率分别为35～40%、38～42%和36～39%。加拿大矿业能源技术中心1988年调查76家各种造型方法的铸铁工厂中铸件质量优良的高密度造型型砂紧实率为35～45%。日本土1芳公司1979～1985年调查125种湿型（包括中、高密度造型）铸铁生产线的紧实率平均值为38.0%；1998年再一次调查94种型砂紧实率平均值降为35.8%。GF、BMD和FA公司推荐气冲造型用型砂紧实率分别为35～40%、38～42%和36～39%。目前铸件品质较好的高密度造型的工厂中，造型机处取样型砂紧实率通常都在3

7、4～38%之间，比起当年有明显的降低趋势。震压造型和气动微震造型的的起模精度稍差，型砂紧实率可能在36～45%。手工造型需要型砂更湿一些，紧实率约在45～55%。型砂含水量指含有水分的绝对量，它是紧实率的从变数。当型砂的干湿程度（紧实率）要求确定后，如果型砂含泥量高，就需提高含水量；含泥量低，就要降低含水量。从混砂机运送到造型机时含水量也会下降，大约降低0.1～0.2%左右，控制型砂性能应以造型处为准。由资料上可以看到国外用高压造型、气冲造型方法生产汽车、拖拉机等铸件的灰铁和球铁铸造工厂高密度砂型的型砂含水量大多数在2.6～3.8%之

8、间(集中在3.2%左右)。例如美国通用汽车公司Pontiac铸造厂生产缸体、缸盖的型砂3.0～3.3%，Chevolet铸造厂2.8～3.4%。福特汽车厂Cleveland铸造厂汽缸体高压造型线3.2±0.2%，生产进排