机械粘砂又称为金属（shǔ）液渗透粘砂（shā），是（shì）由（yóu）液态金属或金属（shǔ）氧化物通过毛（máo）细管渗透或气相渗透方式钻入型腔表面砂粒间隙，在铸件表面形成的金属（shǔ）和砂粒机械（xiè）混合的粘附层。清铲粘砂层时可（kě）见金属光泽。机械粘（zhān）砂表面（miàn）呈海绵状，牢（láo）固地（dì）粘附在（zài）铸件表面（miàn），多发生在砂型和（hé）砂芯表（biǎo）面受热作用强烈及砂型紧实度（dù）低的部位（wèi），如浇冒口（kǒu）附近、铸件厚大截面、内角和凹槽处。

机械（xiè）粘砂（shā）不仅影响铸造铸件的外观质量，甚至引起报废，因此对铸件（jiàn）的机械（xiè）粘砂必须引起足够的重视，以提高产品成（chéng）品率。笔者结合多年的生产（chǎn）实践经（jīng）验并参阅（yuè）有关资料，谈谈铸件机械粘砂的产生原因及其防止措施。 

1、铸件和模样设计

如果铸件和模样的结构会（huì）使砂型具有尖（jiān）角、悬伸或（huò）突出的形（xíng）状，或具有扁薄的砂台或砂芯，则这种设计会促（cù）进机械粘砂产生（shēng）。因为（wéi）这（zhè）类结构的铸件会使（shǐ）砂型（xíng）、砂芯（xīn）局部热（rè）量集中，其正常的性（xìng）能受到破坏，砂型、砂（shā）芯表面提前溃散，熔融（róng）金属或（huò）金属氧化（huà）物易于渗入而产生机（jī）械粘砂。对此，可在热量集中的部位（wèi）采用特殊（shū）砂型，如锆砂或橄榄石（shí）砂，以（yǐ）提（tí）高（gāo）其长时间受热或受高温辐（fú）照的能力。 

2、模样

 (1)模样的工艺（yì）设（shè）计不良，使砂型舂不紧（jǐn）实或紧（jǐn）实度不匀（yún），会造成型腔表面粗糙或疏（shū）松，对产生机械粘砂有直接影响。模样的（de）工（gōng）艺设（shè）计常出现以下错误： 

①分模面选（xuǎn）择（zé）不（bú）当，致使上型过高，或在砂型中形成很深的型（xíng）腔。 

②模样在模底板（bǎn）上的位置布置（zhì）不当，使凹陷处难于舂实，这可能是由于模样距箱壁太近，或模样排列过密所致。由（yóu）于模（mó）样排列过（guò）于拥挤，会引起（qǐ）铸件产生胀砂，即使没有明显的（de）胀砂，也会发生（shēng）机械粘（zhān）砂。由于产生缺陷（xiàn）的根源相同（tóng），机械粘砂和胀砂会（huì）出（chū）现（xiàn）在同一个铸件上。 

③直浇道、冒口和横（héng）浇道的（de）位置（zhì）布置不当，会（huì）出（chū）现（xiàn）不易（yì）舂实的凹陷部位，这与浇冒口系统的布局有关。 

④起模斜度<1.5°时，即使整个砂型的紧实度（dù）合适，也会（huì）使砂（shā）型表面（miàn）撕（sī）裂，易于（yú）使金属或金属氧化物渗入。 

(2)模样的工艺结（jié）构（gòu）不良，导致（zhì）金（jīn）属液静（jìng）压力过高（gāo）。由于（yú）静压力的增高（gāo），砂型的负荷也就加重，因此需要采（cǎi）用特殊的砂型或更紧实的造型方法，以抵挡金（jīn）属液对砂（shā）型的渗透（tòu）压力。 

3、砂箱

砂（shā）箱的设计及构（gòu）造不合理，致使（shǐ）砂型（xíng）紧（jǐn）实（shí）度不匀或（huò）舂（chōng）砂过软（ruǎn）。 

产生这些问（wèn）题（tí）的一般（bān）原因如下： 

(1)箱带的位置（zhì）不当（dāng），妨碍某些凹（āo）陷部位（wèi）的舂（chōng）实，因而导（dǎo）致砂（shā）型局部过软，引起胀砂或机械（xiè）粘砂（shā）。 

(2)因砂箱（xiāng）太（tài）小（xiǎo）造成舂砂不实（shí）。 

(3)箱（xiāng）带位置不当，使直浇道和冒口不能放在合适的位（wèi）置上（shàng），以致（zhì）冒口或直（zhí）浇道与模样（yàng）间的型砂舂不紧实。又因该处必然造成热（rè）量集（jí）中，使机械粘砂更为严重。因（yīn）此，如直浇道或冒口的位置不能改变（biàn），则（zé）必须将箱带割（gē）去一块或整（zhěng）个去掉。 

(4)上箱过（guò）高（gāo）。机械粘砂通（tōng）常（cháng）与型腔表面的抗渗透能力及（jí）金属液的静压力有关，金属液压（yā）力的大小，与金属的密度和（hé）上箱高度有关。如（rú）从铸件（jiàn）补缩需要（yào）出发，上箱应有一定高（gāo）度，但（dàn）型（xíng）砂性（xìng）能也一定要随之加（jiā）以改善（shàn）。 

4、浇冒口系统

(1)浇冒（mào）口的（de）位（wèi）置不当导致砂型局部（bù）过（guò）热，从而促（cù）使（shǐ）型腔表面过（guò）早毁（huǐ）坏（huài），金属液或在高温下（xià）形成（chéng）的金属氧（yǎng）化（huà）物就（jiù）更容（róng）易渗入型腔表面（miàn）。 

这类情况较典型的例子有下列几种: 

第yi，直浇道或冒（mào）口距型面过近，形成一个热（rè）节区，这一热节区的砂型如未（wèi）舂实，则（zé）机械粘砂缺陷就会十（shí）分（fèn）严重（chóng）。 

第二（èr），在一定（dìng）的型腔表（biǎo）面上（shàng）流过（guò）的金属液过多，会把型面加（jiā）热（rè）到足以毁坏的程（chéng）度（dù）。如果型腔中初期凝固的硬壳（ké）被（bèi）后来（lái）流入的金（jīn）属（shǔ）液重熔，则粘砂就更为严重（chóng）。 

第三（sān），在浇注（zhù）时，凡能造成（chéng）金属液压力过高（gāo）的任何因（yīn）素，均可能导致铸件产生（shēng）机械粘砂。当（dāng）金属液不仅压力高，而且温度也高时，情况尤为（wéi）严重。 

(2)直浇道、横浇道（dào）和内浇道（dào）的截面比例不当，使金属液在浇注时不断受到氧化，增加（jiā）了金属氧化物的数量，并导致对型砂的助熔作用。在浇（jiāo）注过（guò）程中，浇注系统应始终充满金属液，否则，在浇注系统中的任何部位（wèi）均能使金属液受到氧化。 

(3)冒口（kǒu）颈尺寸过大（dà），将造成其周（zhōu）围型（xíng）砂过热（rè），这是一个较为（wéi）普遍的问题。这一问题（tí）常是由于冒口颈太（tài）长引起的，为（wéi）了使冒口颈中金属液不（bú）致过早凝固，就不得不加大颈部尺寸。如（rú）果（guǒ）因为冒口颈设计不当（dāng）导致补（bǔ）缩不（bú）到，那么zui好是缩短冒口颈，以防（fáng）止（zhǐ）凝固，而不是加大（dà）其尺寸。尺寸（cùn）较小的（de）冒口颈，可以减少砂型（xíng）受热（rè）。 

(4)浇口杯或直浇道设（shè）计不当，以致浇注时（shí）卷（juàn）入（rù）空气（qì）造成金属（shǔ）液氧化，这通（tōng）常是由于湍流引起的，随着金属液表面氧化膜的不断积累（lèi）会引（yǐn）起机械（xiè）粘砂。 

5、型砂（shā）

(1)原砂粒度分布不均匀，会造成（chéng）砂型紧实度低，原（yuán）砂（shā）的粒度分布对砂型的zui大紧实度有直接（jiē）影响。 

(2)型砂（shā）的流（liú）动性和成型性差（chà）。 

(3)壳型砂（shā）上树脂的覆（fù）膜（mó）太薄，会使型（xíng）壳的局部强度降（jiàng）低（dī）和（hé）局（jú）部砂粒未被（bèi）树脂覆（fù）盖，往往由（yóu）于这（zhè）种简单的原（yuán）因，使铸件（jiàn）发生机械粘（zhān）砂。 

(4)铸型的透气性过高，这（zhè）是型砂颗粒太粗（cū）的另一种反映。透气性和紧实度是相互影响的（de）两个因素。紧实度（dù）低（dī）则（zé）透气性好，反之亦（yì）然。 

(5)型砂中碳素材料或脱（tuō）氧物质不足，会（huì）产生过多的（de）金属氧化物，使氧化物湿润砂（shā）粒（lì）而易（yì）于渗入（rù）。

6、制（zhì）芯（xīn）

(1)未刷（shuā）涂料（liào）砂芯的砂（shā）粒太粗或（huò）粒度分布不佳（jiā），与原（yuán）砂粒度（dù）分（fèn）布不均（jun1）匀一（yī）样，对产生机械粘砂有影响。 

(2)砂芯未舂实，与砂型未舂实的性质一样，对机械（xiè）粘砂有重大影（yǐng）响。 

(3)砂芯（xīn）表面粗（cū）糙或多孔，会引（yǐn）起机（jī）械粘砂。熔融金属或金属氧（yǎng）化物浸（jìn）润了这种粗糙的或（huò）多孔的表面后就会渗入（rù）砂芯（xīn）。 

(4)砂芯（xīn）在（zài）储存期间吸湿。对砂芯（xīn）来说，水（shuǐ）分（fèn）过多更为麻烦。因为砂芯水分（fèn）过多不易察觉（jiào）。有的砂芯（xīn）看上去像是干的，但实际上其（qí）水分仍然很高。 

(5)砂芯在搬（bān）运时操（cāo）作（zuò）不慎，或在涂料尚处于湿态时搬运而（ér）招致（zhì）破损（sǔn）或擦（cā）伤涂层。其后果（guǒ）是造成砂芯上的涂料不够，以致不能阻止金属或（huò）金（jīn）属（shǔ）氧化（huà）物渗入砂芯。涂料（liào）破损处就（jiù）好像在砂（shā）芯上（shàng）开（kāi）了（le）一个出（chū）气孔一样，造成（chéng）金（jīn）属液沸腾而产（chǎn）生机械粘砂（shā）。 

(6)砂芯涂料浸入太浅，会直接引起机械粘砂（shā）。 

(7)砂芯涂料的高温强度低。由（yóu）于涂料中（zhōng）的粘土不（bú）足，或是溶剂太多，以致粘结剂（jì）含量减少，造成涂料高（gāo）温强度（dù）降低而引起机械（xiè）粘砂。 

(8)芯砂混制不良，使砂芯个（gè）别部（bù）位强度过低，在浇注时造成（chéng）崩落，因而产生（shēng）机械粘砂。 

(9)砂芯清扫和修整（zhěng）不良时，会直（zhí）接造成机械（xiè）粘砂。对砂（shā）芯加强检验，这类缺陷（xiàn）是应该能够避（bì）免（miǎn）的（de）。 

(10)砂芯在浸（jìn）、喷涂料后（hòu）未再次烘干。与砂芯在（zài）砂型（xíng）中（zhōng）吸湿返潮一样，涂层（céng）不干（gàn）极易发生剥落与掉皮。 

(11)芯盒不（bú）干净，会使芯（xīn）砂粘附在（zài）芯盒上（shàng），造（zào）成砂（shā）芯表面粗糙。质量优良的砂芯有致密的表面层，芯盒不干净就得不到具有致密（mì）表面层的优质（zhì）砂芯。 

7、造型（xíng）

(1)舂砂松软和紧（jǐn）实（shí）度不均匀。在大多数情（qíng）况下，舂砂紧实（shí）和紧实度均匀同样重要。然而，有时紧实度不均匀比砂型整体松软的危（wēi）害更大。 

(2)砂型修补不（bú）良。砂型修补面粗糙（cāo）疏松，会引起机械粘砂;修型过度（dù）或修补部位（wèi）水分过高，也会造成（chéng）金属液沸腾而（ér）引起机械粘砂（shā）。 

(3)补砂不良的部位（wèi）毛糙、疏松，会发生机械（xiè）粘砂。 

(4)砂型涂料不（bú）匀或不足。 

(5)表干型的涂料干（gàn）燥不匀或未充分烘（hōng）干。 

(6)脱（tuō）模液用量过多会削弱（ruò）砂型表面强度，促成金属液沸（fèi）腾而产生铸件机械粘砂。 

(7)砂（shā）型涂料的（de）波美度太低，涂料就（jiù）会被砂型吸（xī）入，因而发生涂料掉皮（pí）、掉屑或剥落（luò）而造成机械粘砂。 

(8)模样表面（miàn）覆盖的面砂量不足（zú），这是常见的操作疏（shū）忽（hū）。 

(9)冷（lěng）热材料(砂芯、砂型、芯撑（chēng）、冷铁（tiě）等)接触到（dào）一起。冷热材料（liào）相遇，会使水分（fèn）凝（níng）聚。水分能引起沸腾型机械粘砂，同（tóng）时大幅（fú）增加氧化物的（de）生成速度，随后便会（huì）发生金属氧化物的（de）渗（shèn）入。这（zhè）是产生机械粘砂的一般原因，也是（shì）高（gāo）压（yā）造（zào）型产生机械粘砂的主要原因。 

8、金属（shǔ）成（chéng）分（fèn）

(1)易（yì）于形成（chéng）流动性好的金属（shǔ）氧化（huà）物，流动（dòng）性好的（de）金属比表（biǎo）面张力（lì）高（gāo）或粘稠的金属更（gèng）容易引（yǐn）起机械粘砂。 

(2)合金中（zhōng）含有低熔点成分，如铅青铜中的铅就容易引（yǐn）起机械粘砂。因为铅比（bǐ）母体金属温度还低（dī）很多时仍然处于流动状态。 

(3)需（xū）要（yào）高温浇注的（de）合金。由于（yú）合金流动性好（hǎo），容易产生机械粘砂。此外，因浇注（zhù）温度（dù）高，加速（sù）了（le）氧化物的（de）生成速度，故更具（jù）有形成氧（yǎng）化性机械粘砂（shā）的倾向（xiàng）。 

9、浇注

(1)浇注温度过（guò）高（gāo）时（shí），不（bú）但会使金属液（yè）流动性提高，还（hái）会使金属液迅速氧化，因而加速了氧化性机械（xiè）粘砂（shā）的发生。 

(2)浇包抬（tái）得过高和上箱过高一样，会形成过高的金属压头，促使金属或金属氧化物进入（rù）砂型的孔隙中。