机械粘砂（shā）又称为金属（shǔ）液渗透粘砂，是由（yóu）液态金属或金属氧化（huà）物通过毛细管渗透或（huò）气相渗（shèn）透方（fāng）式（shì）钻入型腔表面砂粒（lì）间隙（xì），在铸件表面形成的金属和砂粒机械（xiè）混合的粘附层。清铲粘（zhān）砂层时可见金属光泽。机械粘（zhān）砂表面呈海绵状，牢固地粘附在铸件表面，多发生在砂型和砂芯表面受（shòu）热作用强烈及（jí）砂型紧（jǐn）实度低的部位（wèi），如浇冒口附近、铸件厚大截（jié）面（miàn）、内角和凹槽处。

机械（xiè）粘砂不仅影响铸造铸件（jiàn）的外（wài）观质量，甚（shèn）至引起报废（fèi），因此对铸件的机械粘砂（shā）必须引起足够的重视，以（yǐ）提高产品成品率。笔者结合多年的生产（chǎn）实（shí）践经验并参阅（yuè）有关资料，谈谈铸件（jiàn）机械粘砂的产生原因及（jí）其防止措施。

1、铸件和模样设计

如果铸件和模样的结构会使砂型具有（yǒu）尖（jiān）角、悬（xuán）伸或突出的形状（zhuàng），或（huò）具有扁薄的砂台（tái）或砂芯，则这种（zhǒng）设计会促进机械粘（zhān）砂产生。因为这类（lèi）结（jié）构的铸件会使砂型、砂芯（xīn）局部热量集中，其正常的（de）性能受到破坏，砂型、砂芯（xīn）表面提前溃散，熔融（róng）金（jīn）属或（huò）金（jīn）属氧化物易于（yú）渗入而产（chǎn）生（shēng）机械（xiè）粘（zhān）砂。对此，可在热量集中（zhōng）的部位采（cǎi）用特殊砂型，如锆（gào）砂或橄榄石砂，以提高其长时间（jiān）受热或受（shòu）高温（wēn）辐照（zhào）的能力。 

2、模（mó）样（yàng）

 (1)模样的工（gōng）艺设计不良，使砂型舂不（bú）紧实或紧实度不匀，会（huì）造成型腔表面粗（cū）糙或（huò）疏松，对（duì）产生（shēng）机械（xiè）粘砂有直接影响。模样的工艺设计常出现以下错误： 

一是分模面（miàn）选择（zé）不当，致（zhì）使上型过（guò）高（gāo），或在砂型（xíng）中（zhōng）形成很深的型腔。 

二是模样在模底板上的（de）位置布（bù）置（zhì）不当，使凹陷（xiàn）处难于舂实，这可能是由于（yú）模样（yàng）距箱（xiāng）壁太近，或模样排列（liè）过密所致。由于（yú）模样（yàng）排列（liè）过于拥（yōng）挤，会引起铸件产（chǎn）生胀砂，即使没有明显的胀砂，也会发生（shēng）机械粘砂。由于产生缺陷的根源相同，机械（xiè）粘砂和胀砂会出现在同一个铸件（jiàn）上。 

三是（shì）直浇（jiāo）道、冒（mào）口和横（héng）浇道的位置（zhì）布置不（bú）当，会出现不（bú）易舂实的凹陷部（bù）位，这与（yǔ）浇（jiāo）冒口系统的布局（jú）有关。 

四是起模斜度<1.5°时，即（jí）使整个砂型的（de）紧（jǐn）实度合适，也会使砂型（xíng）表面撕（sī）裂（liè），易于使金属或金属（shǔ）氧化物渗入。 

 (2)模样的（de）工艺（yì）结构不良，导致金属液（yè）静压力过高。由于静压力（lì）的增高，砂（shā）型的负荷也就加重（chóng），因此需要采（cǎi）用特殊的砂型或更紧实的造（zào）型（xíng）方法，以抵挡金属液对砂型的渗透（tòu）压力。 

3、砂（shā）箱

砂箱的（de）设（shè）计及（jí）构造不合理，致使砂型（xíng）紧（jǐn）实度不（bú）匀或舂砂过软。 

产（chǎn）生这些问题的一般原因如下： 

 (1)箱带的位置（zhì）不当，妨碍（ài）某（mǒu）些凹陷部位的舂实，因而导致砂型局部（bù）过软，引起胀砂或机械粘砂。 

 (2)因砂（shā）箱太小（xiǎo）造成舂砂不实。 

 (3)箱带位置（zhì）不当，使直浇道（dào）和冒口不能（néng）放在（zài）合适的位置上，以致（zhì）冒（mào）口或直浇道与模样间的型砂舂不紧实。又因（yīn）该处必然造成热（rè）量集中，使机械粘砂更为严重。因（yīn）此，如直（zhí）浇道或冒口的位置（zhì）不能改变（biàn），则必须（xū）将箱带割去（qù）一块（kuài）或整个（gè）去掉。 

 (4)上箱过高。机械粘砂通常与型（xíng）腔表面的抗（kàng）渗透能（néng）力及金属液的静压（yā）力有关，金属液压力的大（dà）小，与金（jīn）属的（de）密度和上箱高度有关。如从（cóng）铸件（jiàn）补缩需要出发，上箱应有一定高度，但（dàn）型砂性能也一定（dìng）要随（suí）之加（jiā）以（yǐ）改善。 

4、浇冒口系统

 (1)浇冒口的位置（zhì）不当导致砂（shā）型（xíng）局（jú）部过热（rè），从而（ér）促（cù）使型腔表面过早毁坏（huài），金（jīn）属液或在高温下形成的金属氧化物（wù）就更容易渗入型腔表（biǎo）面（miàn）。 

这类情况较典型（xíng）的例子有（yǒu）下列几种: 

第yi，直浇道或（huò）冒口距型面过近（jìn），形成一个热节（jiē）区，这（zhè）一热节区的（de）砂型如未舂实，则机械粘砂缺陷就（jiù）会十分严（yán）重（chóng）。 

第二，在一定的型腔表面上流过的金属（shǔ）液过多，会（huì）把（bǎ）型面加（jiā）热到足以毁坏的程度。如果型腔中初期凝固的（de）硬壳（ké）被后来流入的金属液重熔，则粘砂就更为严重。 

第三，在（zài）浇（jiāo）注时（shí），凡能造成金（jīn）属液压力过高的（de）任何（hé）因素，均可能（néng）导致（zhì）铸件（jiàn）产生机械粘砂。当金属液（yè）不仅压力（lì）高，而且温度也高时，情况尤为严重。 

 (2)直（zhí）浇道、横浇（jiāo）道和（hé）内浇道的（de）截面比例（lì）不当，使金（jīn）属液在浇（jiāo）注时不断受（shòu）到（dào）氧（yǎng）化（huà），增加了金（jīn）属氧化物的（de）数量，并导致对型砂的助熔作（zuò）用。在浇注过程中，浇注系统（tǒng）应始终充满金属液，否则，在（zài）浇注系统中的任何部位均能使金属液（yè）受到氧化。 

 (3)冒口颈尺（chǐ）寸过大（dà），将造成其（qí）周围型（xíng）砂过热，这是一个较为普遍的问题（tí）。这一问题常是由于冒口（kǒu）颈太长引起的，为（wéi）了使（shǐ）冒口颈中金属液不致过早凝（níng）固，就不得（dé）不加大颈部尺（chǐ）寸。如（rú）果因（yīn）为冒口颈设计不当导致补缩（suō）不到，那么zui好是缩短冒口颈，以防止凝固，而不是加大其尺寸。尺寸较小的（de）冒口颈（jǐng），可以减少砂型受热。 

 (4)浇口杯或直浇（jiāo）道设计（jì）不当（dāng），以致浇注时卷入空气造成金属液氧化，这通常是由于湍流（liú）引起的，随着金属液表面氧化（huà）膜（mó）的（de）不断（duàn）积（jī）累（lèi）会引起机械（xiè）粘砂（shā）。 

5、型砂（shā）

 (1)原砂粒度（dù）分（fèn）布（bù）不均（jun1）匀（yún），会造（zào）成砂型紧（jǐn）实度低，原砂的粒（lì）度分布对砂型（xíng）的zui大紧实度有直接影响。 

 (2)型砂的流动性和成型（xíng）性差。 

 (3)壳型砂（shā）上树脂的覆膜太薄，会使型壳的局部强度（dù）降低和局部砂粒（lì）未（wèi）被树脂覆盖（gài），往往由于（yú）这种简（jiǎn）单的原（yuán）因，使铸（zhù）件发生机械粘砂。 

 (4)铸型的透（tòu）气（qì）性过（guò）高，这是型砂（shā）颗粒太粗的另一种反映。透气性和紧（jǐn）实度是相互影响的两个（gè）因素（sù）。紧实度低则透气性好，反之亦然。 

 (5)型砂中碳素材料或脱氧物质不足，会产生过多的金属（shǔ）氧化（huà）物（wù），使氧化物湿润砂（shā）粒而（ér）易于渗入。 

6、制芯（xīn）

 (1)未刷涂料砂（shā）芯的砂（shā）粒太（tài）粗或粒度分布不佳，与原砂粒度分布不均匀一样，对产（chǎn）生机械（xiè）粘砂有影响。 

 (2)砂芯未舂实，与砂型未（wèi）舂实的性质一样，对机（jī）械粘（zhān）砂（shā）有重大影响。 

 (3)砂（shā）芯表面粗糙或多孔，会引起机械粘砂。熔融金属或金属氧化物浸润（rùn）了这种粗糙（cāo）的或多（duō）孔（kǒng）的表面后就会渗入砂（shā）芯。 

 (4)砂芯在储存期间吸湿（shī）。对砂芯来说，水分过（guò）多（duō）更为麻烦（fán）。因为砂芯水分过多（duō）不易察觉。有的砂芯看（kàn）上去像（xiàng）是干的，但实际（jì）上其（qí）水分仍然很高。 

 (5)砂（shā）芯在搬运时（shí）操作不慎，或在涂（tú）料尚处于湿态（tài）时（shí）搬运而招致破损（sǔn）或擦伤（shāng）涂层。其后果是造成（chéng）砂芯上的涂料不够，以致（zhì）不能阻（zǔ）止（zhǐ）金属或金属氧（yǎng）化物渗入（rù）砂芯。涂料破损处（chù）就（jiù）好（hǎo）像（xiàng）在砂芯上开了一个出（chū）气孔一样，造成金属液沸腾而产生机械粘砂。 

 (6)砂芯涂料浸入太浅，会（huì）直接引起机械粘（zhān）砂。 

 (7)砂芯涂料的高（gāo）温强度（dù）低。由于涂料中（zhōng）的粘土不足，或是溶剂太多，以致粘结剂（jì）含量（liàng）减少，造成涂料高（gāo）温强度降低而引（yǐn）起（qǐ）机（jī）械粘（zhān）砂（shā）。 

 (8)芯砂混制（zhì）不良，使砂芯个别部位强（qiáng）度过（guò）低，在（zài）浇注（zhù）时造（zào）成（chéng）崩落，因（yīn）而产生机械粘砂。 

 (9)砂芯清扫（sǎo）和修整不良（liáng）时，会（huì）直接造成（chéng）机（jī）械粘砂。对砂芯加强（qiáng）检（jiǎn）验（yàn），这类缺陷是应该能够避免的。 

 (10)砂芯在浸、喷涂料后未再次烘干（gàn）。与砂芯在砂型（xíng）中吸湿（shī）返潮一样（yàng），涂层不干极易发生剥落（luò）与掉皮（pí）。 

 (11)芯（xīn）盒不（bú）干净，会使芯砂粘附在芯盒上，造（zào）成砂芯表（biǎo）面粗糙。质量优良的砂芯有致密的表面层，芯盒不干（gàn）净就得不到（dào）具有（yǒu）致密表（biǎo）面层的优质砂芯。 

7、造（zào）型

 (1)舂砂松软和紧（jǐn）实度不均匀。在大多数情（qíng）况下（xià），舂砂（shā）紧实和紧实（shí）度均匀（yún）同样重（chóng）要。然而，有（yǒu）时（shí）紧实度不（bú）均匀（yún）比砂型整体松软的危害更大（dà）。 

 (2)砂型修补不良。砂型修补面粗（cū）糙疏松，会引起（qǐ）机械粘砂;修型过（guò）度或修（xiū）补部位水（shuǐ）分过（guò）高，也（yě）会造成金（jīn）属液沸腾而引起机械粘砂（shā）。 

 (3)补砂（shā）不良的部（bù）位毛糙（cāo）、疏松，会发生机（jī）械粘（zhān）砂。 

 (4)砂型（xíng）涂料（liào）不匀（yún）或不（bú）足。 

 (5)表干型的涂料干燥不（bú）匀或（huò）未充分（fèn）烘干。 

 (6)脱模液（yè）用量过多会削弱砂型表面强度（dù），促（cù）成金属液沸腾而（ér）产生铸件（jiàn）机械粘（zhān）砂。 

 (7)砂型涂料的（de）波美度太（tài）低，涂料就会（huì）被砂型吸入，因而（ér）发（fā）生涂料掉皮、掉屑（xiè）或剥（bāo）落而造成（chéng）机（jī）械粘砂。 

 (8)模（mó）样表面（miàn）覆盖（gài）的面砂量不足，这是常见（jiàn）的（de）操作疏（shū）忽（hū）。 

 (9)冷热材料(砂芯、砂（shā）型、芯撑、冷铁等)接触到（dào）一起（qǐ）。冷热材料相遇，会（huì）使水分凝聚。水分（fèn）能引起沸腾型机械粘砂，同时（shí）大幅增加氧化物的生（shēng）成速度，随后（hòu）便会发生（shēng）金属氧化（huà）物（wù）的渗入。这（zhè）是产生机械粘砂的一般原因，也是（shì）高压造型产生机（jī）械粘砂的主要原（yuán）因。 

8、金属成分

 (1)易于（yú）形成流动性好的金属氧化物，流动性（xìng）好的金属（shǔ）比表面张（zhāng）力高或粘稠（chóu）的金属更容易引起机械粘砂。 

 (2)合金中含有低（dī）熔点成分（fèn），如铅青铜中的铅（qiān）就容（róng）易引起机械（xiè）粘砂。因为（wéi）铅比母体金属温度还低很多时仍然处于流动状态。 

 (3)需要高温浇注的合金（jīn）。由于（yú）合金流动性好，容易（yì）产生机械粘砂。此外，因浇注温度高，加速（sù）了氧（yǎng）化物的生成速（sù）度，故更具有形成氧化（huà）性（xìng）机械粘（zhān）砂的倾向。 

9、浇注

 (1)浇注温（wēn）度过高时，不但会使金属液流（liú）动性提高，还（hái）会使金属液迅速氧化（huà），因而加速了氧化性机（jī）械粘砂的发生。 

 (2)浇包（bāo）抬得（dé）过高和上（shàng）箱过高一样（yàng），会形成过高的（de）金属压头，促使金（jīn）属或金属氧（yǎng）化物进入砂型（xíng）的孔隙中（zhōng）。