型砂機(jī)理及其組成成分

關(guān)于型砂學(xué)生：XXX學(xué)號(hào)：07141041一、關(guān)于型砂性能上的要求高密度造型方法對(duì)濕型砂性能的要求較普通的機(jī)器造型更高。作者在文章中分別說(shuō)明了高密度型砂的緊實(shí)率、含水量、透氣率、濕態(tài)強(qiáng)度、含泥量、粒度、有效膨潤(rùn)土量、有效煤粉量、韌性、起模性、流動(dòng)性、可緊實(shí)性等性能對(duì)鑄件品質(zhì)的影響和控制范圍。為此，作者還用附表中的工廠實(shí)際情況作為例證。在本文的最后還提出獲得品質(zhì)優(yōu)良型砂的條件。1、緊實(shí)率和含水量濕型砂不可太干，否則膨潤(rùn)土未被充分潤(rùn)濕，起模困難，砂型易碎，表面的耐磨強(qiáng)度低，鑄件容易生成砂孔和沖蝕缺陷。型砂也不可太濕，過(guò)濕型砂易使鑄件產(chǎn)生針孔、氣孔、嗆火、水爆炸、夾砂、粘砂等缺陷，而且型砂太粘、型砂在砂斗中搭橋、造型流動(dòng)性降低，砂型的型腔表面松緊不均，還可能導(dǎo)致造型緊實(shí)距離過(guò)大和壓頭陷入砂箱邊緣以?xún)?nèi)而損傷模具和砂型吃砂量過(guò)小。表明型砂干濕狀態(tài)的參數(shù)有兩種：緊實(shí)率和含水量。附表中國(guó)內(nèi)各廠的緊實(shí)率和含水量除特別注明外，取樣地點(diǎn)可能都在混砂機(jī)處。但是型砂緊實(shí)率和含水量的控制應(yīng)以造型處取樣測(cè)定為準(zhǔn)。從混砂機(jī)運(yùn)送到造型機(jī)時(shí)緊實(shí)率和含水量下降幅度因氣候溫度和濕度狀況、運(yùn)輸距離、型砂溫度等因素而異。如果只根據(jù)混砂機(jī)處取樣檢測(cè)結(jié)果控制型砂的濕度，就要增多少許以補(bǔ)償緊實(shí)率和水分的損失。多年前的觀點(diǎn)認(rèn)為手工造型和震壓式機(jī)器造型造型機(jī)處最適宜干濕狀態(tài)的緊實(shí)率約在45?50%；高壓造型和氣沖造型為40?45%；擠壓造型要求流動(dòng)性好緊實(shí)率為35?40%。由表中可以看出鑄件品質(zhì)較好的工廠的高密度造型的型砂緊實(shí)率通常在25?45%范圍內(nèi)，比起當(dāng)年有明顯降低。這是由于高密度造型設(shè)備的起模精度提高，而且砂型各部位硬度均勻分布的要求使型砂的流動(dòng)性成為重要因素。工廠的控制原則大多是只要能夠保證起模，就盡量降低緊實(shí)率。比較理想的造型機(jī)處型砂緊實(shí)率集中于34?38%之間不可高于40%,也避免低于32%。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。高強(qiáng)度型砂的膨潤(rùn)土加入量多，型砂中含有多量灰分，所購(gòu)入煤粉和膨潤(rùn)土的品質(zhì)低劣而需要增大加入量，混砂機(jī)的加料順序不良、揉捻作用不強(qiáng)、刮砂板磨損、混砂時(shí)間太短，以致型砂中存在多量不起粘結(jié)作用的小粘土團(tuán)塊，都會(huì)提高型砂的含水量。根據(jù)資料，世界各國(guó)高密度造型工廠造型機(jī)處的型砂含水量基本上都是分布在2.5?4.2%之間，比較集中于2.8?3.5%。如果生產(chǎn)的鑄件具有大量樹(shù)脂砂芯（如發(fā)動(dòng)機(jī)鑄件〉型砂含水量大多偏于下限，這是由于大量樹(shù)脂砂芯潰散后混入型砂使含泥量下降和型砂吸水量降低。我國(guó)有些鑄造工廠的型砂含水量很高：如表中C-8廠實(shí)測(cè)高達(dá)5.0%，可能與舊砂含泥量高達(dá)16.7?18.0%有關(guān)。型砂的（緊實(shí)率）/（含水量）比值可表示每1%型砂含水量能夠形成多少緊實(shí)率，最好在10?12。由幾家外商獨(dú)資或合資企業(yè)的檢驗(yàn)結(jié)果計(jì)算比值大多在10?12.7范圍內(nèi)曾測(cè)定三家鄉(xiāng)鎮(zhèn)鑄造廠的比值只有5.0?8.5之間，說(shuō)明型砂中吸水物質(zhì)過(guò)多。2、透氣率砂型的透氣率不可過(guò)低以免澆注過(guò)程中發(fā)生嗆火和鑄件產(chǎn)生氣孔缺陷。但是絕對(duì)不可理解為型砂的透氣性能〃越高越好”。因?yàn)橥笟饴蔬^(guò)高表明砂粒間孔隙較大，金屬液易于滲入而造成鑄件表面粗糙，還可能產(chǎn)生機(jī)械粘砂。所以濕型用面砂和單一砂的透氣性能應(yīng)控制在一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。對(duì)濕型砂透氣率的要求需根據(jù)澆注金屬的種類(lèi)和溫度、鑄件的大小和厚薄、造型方法、是否分面砂與背砂、型砂的發(fā)氣量大小、有無(wú)排氣孔和排氣冒口、是否上涂料和是否表面烘干等等各種因素而異。用單一砂生產(chǎn)中小鑄件時(shí)，型砂透氣性能的選擇必須兼顧防止氣孔與防止表面粗糙或機(jī)械粘砂兩個(gè)方面。高密度造型的砂型排氣較為困難，要求型砂的透氣率通常稍高些。從附表可以看出較為適當(dāng)?shù)母呙芏仍煨托蜕巴笟饴蚀蠖嘣?00?140之間。如果型砂透氣率在160以上或更高，除非在砂型表面噴涂料，否則鑄件表面會(huì)出現(xiàn)粗糙甚至有局部機(jī)械粘砂。附表中A-2的透氣率實(shí)測(cè)結(jié)果竟達(dá)250,上、下型都需噴醇基涂料。另一外資工廠的透氣率不作為控制項(xiàng)目，偶爾測(cè)得透氣率大約為200?280。觀察其鑄件表面相當(dāng)粗糙，原因是型砂中混入大量20/40目粗粒潰碎砂芯。實(shí)際上，有很多生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的鑄造廠都遇到潰碎砂芯混入舊砂而使型砂透氣率偏高的問(wèn)題。C-13的鑄件表面并不粗糙，而測(cè)得的透氣率高達(dá)230?240，是儀器的通氣塞孔洞尺寸過(guò)大所致。3、濕態(tài)強(qiáng)度如果型砂濕態(tài)強(qiáng)度不足，在起模、搬運(yùn)砂型、下芯、合型等過(guò)程中，砂型有可能破損和塌落；澆注時(shí)砂型可能承受不住金屬液的沖刷和沖擊，而造成砂孔缺陷甚至跑火（漏鐵水）；澆注鐵水后石墨析出會(huì)造成型壁移動(dòng)而導(dǎo)致鑄件出現(xiàn)疏松和脹砂缺陷。生產(chǎn)較大鑄件的高密度砂型所用砂箱沒(méi)有箱帶，高強(qiáng)度型砂可以避免塌箱、脹箱和漏箱。無(wú)箱造型的砂型在造型后缺少砂箱支撐也需要具有一定的強(qiáng)度。擠壓造型時(shí)頂出的砂型要推動(dòng)其它造好砂型向前移動(dòng)，更對(duì)型砂的強(qiáng)度提出了較高要求。但是，強(qiáng)度也不宜過(guò)高。因?yàn)楦邚?qiáng)度的型砂需要加入更多的膨潤(rùn)土，不但影響型砂的水分和透氣性能，還會(huì)使鑄件生產(chǎn)成本增加，而且給混砂、緊實(shí)和落砂等工序帶來(lái)困難。以下文章中各種型砂強(qiáng)度的單位均為kPa,不再逐個(gè)標(biāo)明。3.1濕壓強(qiáng)度一般而言，歐洲鑄造行業(yè)對(duì)鑄鐵用高密度造型型砂的的濕壓強(qiáng)度值要求較高。歐洲造型機(jī)供應(yīng)商推薦的濕壓強(qiáng)度值范圍在130?250之間，集中于180?220。有些日本鑄造工廠對(duì)型砂濕壓強(qiáng)度的要求偏低。除表上所列的豐田上鄉(xiāng)和三菱川崎強(qiáng)度較高以外，很多工廠只有80?180。北美鑄造行業(yè)的型砂強(qiáng)度似乎介于歐洲于日本之間。例如福特汽車(chē)廠Cleveland鑄造廠排氣管高壓造型型砂為172，萬(wàn)國(guó)收割機(jī)公司Loisville鑄造廠生產(chǎn)拖拉機(jī)缸體高壓型砂為134?156。有人認(rèn)為歐洲鑄造工廠的型砂濕壓強(qiáng)度比美、日兩國(guó)工廠高的原因之一是由于歐洲鑄鐵用原砂含SiO2較高，型砂中必須加入大量膨潤(rùn)土才能避免鑄件產(chǎn)生夾砂結(jié)疤缺陷。我國(guó)工廠高密度造型的型砂濕壓強(qiáng)度比較接近美洲和日本工廠，對(duì)于鑄鐵件而言，除個(gè)別鑄造廠以外，高密度造型的濕壓強(qiáng)度大多在120?200范圍內(nèi)，比較集中在140?180。濕壓強(qiáng)度控制值較低的優(yōu)點(diǎn)之一是即使所使用的振動(dòng)落砂機(jī)破碎效果不好，也不致有大砂塊隨鑄件跑掉。而且很多鑄造工廠所選用膨潤(rùn)土的品質(zhì)較差，寧愿型砂的濕壓強(qiáng)度稍低些，就無(wú)需加入大量膨潤(rùn)土，型砂含水量也可低些。高密度濕型鑄鋼需要防止鑄件生成熱裂缺陷，因而所用型砂的濕壓強(qiáng)度大多在70?130之間，以降低對(duì)鑄件收縮阻力。3.2濕拉強(qiáng)度和濕劈強(qiáng)度從材料力學(xué)角度來(lái)看，抗壓強(qiáng)度除代表型砂粘結(jié)強(qiáng)度以外，也還受砂粒之間摩擦阻力的影響，而抗拉強(qiáng)度無(wú)此缺點(diǎn)。通常要求濕拉強(qiáng)度＞20kPa。但是測(cè)定型砂的濕態(tài)抗拉強(qiáng)度必須使用特制的試樣筒和試驗(yàn)機(jī)，所以很多中小鑄造工廠不測(cè)定型砂的抗拉強(qiáng)度。有人按照混凝土試驗(yàn)中曾使用過(guò)的辦法將圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試樣橫放，使它在直徑方向受壓應(yīng)力，就可以得出近似抗拉強(qiáng)度的濕態(tài)劈裂強(qiáng)度值。我國(guó)幾家工廠的要求在30?50范圍內(nèi)DISA公司推薦的濕劈強(qiáng)度是30?34還給出了用劈裂強(qiáng)度估算抗拉強(qiáng)度的近似公式濕拉強(qiáng)度二濕劈強(qiáng)度X0.65。3.3濕剪強(qiáng)度濕剪強(qiáng)度比濕壓強(qiáng)度較能表明型砂的粘結(jié)力而且容易測(cè)定。國(guó)夕卜設(shè)備公司建議的高密度造型線型砂的濕剪強(qiáng)度值為30?50（剪切力作用在標(biāo)準(zhǔn)試樣的兩端平面上）A-5實(shí)測(cè)為52,B-1實(shí)測(cè)為38?55。另一種較新的測(cè)試方法，剪切力作用在試樣圓周面上。這種儀器可以同時(shí)測(cè)出抗剪強(qiáng)度和剪切斷裂時(shí)的變形量。兩種濕剪強(qiáng)度數(shù)值是一致的。通常生產(chǎn)用型砂的變形量多在0.40?0.70mm范圍內(nèi)。例如A-6測(cè)得擠壓造型型砂的剪切強(qiáng)度約為60kPa,變形量約在0.50mm。3.4表面強(qiáng)度（表面耐磨性）濕砂型應(yīng)當(dāng)具有足夠高的表面強(qiáng)度，能夠經(jīng)受起模、清吹、下芯、澆注金屬液等過(guò)程的擦磨作用。否則型腔表面砂粒受外力作用下容易脫落，可能造成鑄件的表面粗糙、砂孔、粘砂等缺陷。在有些鑄造工廠中，從起模到合箱之間砂型敞開(kāi)放置較長(zhǎng)時(shí)間，以致鑄型表面水分不斷蒸發(fā)，即“風(fēng)干現(xiàn)象”，可能會(huì)導(dǎo)致表面耐磨性急劇下降。間隔時(shí)間長(zhǎng)，天氣干燥，型砂溫度較高時(shí)，風(fēng)干現(xiàn)象尤其嚴(yán)重。美國(guó)Dietert公司推薦利用測(cè)定造型性的圓筒篩，將兩只圓柱標(biāo)準(zhǔn)試樣并列放置其中，轉(zhuǎn)動(dòng)1min后稱(chēng)量掉落的砂量，用來(lái)代表型砂表面耐磨性。日本較多使用的方法是將標(biāo)準(zhǔn)試樣放置在6目篩上，在震擺式篩砂機(jī)上震動(dòng)60s，以震擺前、后試樣重量的比率稱(chēng)為"表面安定度（SSI）"。例如東久公司推薦水平分型無(wú)箱射壓線的型砂試樣濕態(tài)即時(shí)表面安定度為＞88%。該公司調(diào)查6家鑄造廠的表面安定度都在88.9?91.0%范圍內(nèi)。土芳公司調(diào)查8家靜壓和氣沖線在77.6?86.6%范圍內(nèi)，平均82.5%。我國(guó)A-1實(shí)測(cè)結(jié)果在70?89范圍內(nèi)；A-4實(shí)測(cè)結(jié)果是89.9?90.6%。在濕砂型噴涂表面穩(wěn)定劑或涂料和在型砂中加入淀粉材料都能提高表面耐磨性。為了避免表面安定度試驗(yàn)的試樣在篩上出現(xiàn)不規(guī)則的顛簸翻滾，而使掉落砂量波動(dòng)。清華大學(xué)研制出的耐磨性測(cè)定裝置使用鋼絲針布對(duì)試樣施加100g正壓力刷磨表面，稱(chēng)量1min的磨下量即可代表濕型砂試樣的表面耐磨性。用內(nèi)蒙精選砂100%天然鈉基膨潤(rùn)土或鈣基膨潤(rùn)土8%,a淀粉量0?1%配制型砂，緊實(shí)率按45%控制。不加a淀粉的鈉基膨潤(rùn)土空白試樣，即時(shí)磨損量約為8g,風(fēng)干2h后磨損量即已增加到40g以上。加入以淀粉1%的鈉基膨潤(rùn)土試樣即時(shí)磨損量降為0.37g，風(fēng)干2h后磨損量?jī)H約為2g左右。鈣基膨潤(rùn)土試樣即時(shí)磨損量高達(dá)16g，加入a淀粉后即時(shí)磨損量降為1.8g。4、型砂含泥量型砂和舊砂的泥分是由有效的膨潤(rùn)土、煤粉以及無(wú)效的灰分組成的。一般型砂比舊砂的泥分含量多出0.5?3.0%。型砂的含泥量直接地影響型砂的各種性能的因素，舊砂的含泥量只是供參考之用。所以應(yīng)當(dāng)以型砂含泥量的檢測(cè)和控制為主。附表中含泥量除專(zhuān)門(mén)注明夕卜大概都是指舊砂而言。大多數(shù)鑄造廠的型砂和舊砂含泥量過(guò)高的原因可能是所使用的原砂、膨潤(rùn)土和煤粉品質(zhì)不良，舊砂缺乏有效地除塵處理造成的。還有些發(fā)動(dòng)機(jī)鑄造工廠的型砂出現(xiàn)含泥量過(guò)低的現(xiàn)象，是舊砂中混入大量潰碎樹(shù)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。一些國(guó)外生產(chǎn)鑄鐵件工廠型砂含泥量的情況舉例如下：美國(guó)的汽車(chē)制造廠型砂含泥量大多較低，例如InternationalHarvester生產(chǎn)拖拉機(jī)缸體的型砂含泥量為9?10%;GMC生產(chǎn)雪佛蘭缸體型砂為9?11%。德國(guó)Meinheim的JohnDeere工廠的三種型砂含泥量的控制指標(biāo)分別為10.0?12.5%、11.0?13.0%和11.0?13.5%;Luitpold鑄造廠生產(chǎn)大眾汽缸體用型砂為12?13.5%。日本三菱自動(dòng)車(chē)川崎工廠的SPO線型砂管理標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定含泥量為12?14%，五十鈴汽車(chē)廠型砂含泥量為9.6%。幾家國(guó)外鑄造設(shè)備公司推薦型砂含泥量在10?13.5%范圍內(nèi)。我國(guó)幾家外資和合資工廠的含泥量（估計(jì)均為舊砂）在9.5?13%。但有些本國(guó)工廠的舊砂含泥量偏高。例如C-8的B&P線一16.7%;北京和山東兩鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的氣沖線和擠壓線分別為25.8%和28%。山西某紡織機(jī)廠Hunter線達(dá)16?19%。歸納以上的數(shù)據(jù)可以得出：高密度造型最理想的鑄鐵用型砂（含煤粉）含泥量為10?13%，不應(yīng)＞14%和K9%;理想的舊砂含泥量為8?11%,不應(yīng)212%和K7%。關(guān)于型砂泥分中無(wú)效的灰分含量，德國(guó)Mettman鑄造廠要求灰分不超過(guò)3.0%,國(guó)外也有人主張應(yīng)當(dāng)不超過(guò)3.5?5.0%。如果含泥量過(guò)高，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)各種原材料的選用和檢驗(yàn)，改善舊砂除塵裝置的工作效果。如果含泥量過(guò)低，就應(yīng)該將除塵系統(tǒng)的排出物部分地返回舊砂系統(tǒng)中。5、型砂粒度型砂粒度直接影響透氣性和鑄件表面粗糙程度。原砂的粒度并不能代表型砂粒度，因?yàn)樵阼T造過(guò)程中部分砂?？赡芷扑槌杉?xì)粉，另一部分可能燒結(jié)成粗粒。粒度較粗的砂芯潰碎后也會(huì)混入舊砂。經(jīng)過(guò)多次鑄造過(guò)程的積累就使型砂的粗細(xì)逐漸改變。因此很多工廠將測(cè)定過(guò)含泥量的型砂用篩分法測(cè)定粒度。國(guó)外卜一般認(rèn)為型砂的粒度分布不可過(guò)分集中，最好是4篩分布（停留量超過(guò)10%即可算為一篩］。Buhr調(diào)查加拿大鑄造廠鑄件品質(zhì)較好的型砂AFS細(xì)度為50?65（大致相當(dāng)于50/140或140/50目），四篩分布。日本新東公司要求射壓型砂粒度目標(biāo)值為50?60（相當(dāng)于50/100?100/50目）；川崎三菱自動(dòng)車(chē)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)58±（大致相當(dāng)于100/50目）。幾家國(guó)內(nèi)外資和合資工廠如A-1T廠洗后粒度48.5?51；A-4實(shí)測(cè)型砂去泥后粒度65.2;B-1實(shí)測(cè)52?54。經(jīng)驗(yàn)表明發(fā)動(dòng)機(jī)鑄造工廠型砂粒度接近50/100左右的原因是有大量潰散砂芯混入。造成后果是型砂透氣性可能高達(dá)180以上，砂型表面不噴涂料就會(huì)導(dǎo)致鑄件表面粗糙，甚至出現(xiàn)粘砂。如果粒度過(guò)粗，最好加入特定粒度(例如100和140目?jī)珊Y砂)的細(xì)粒原砂、或旋流除塵器的砂粒來(lái)調(diào)整。還有人提出停留在200目、270目和底盤(pán)的微粒含量應(yīng)當(dāng)為3?5%,以便降低型砂對(duì)水分的敏感性。6、有效膨潤(rùn)土量—般濕型鑄造生產(chǎn)中，都是根據(jù)型砂實(shí)測(cè)的濕態(tài)抗壓強(qiáng)度高低補(bǔ)加膨潤(rùn)土。如果型砂中灰分含量多而含有效膨潤(rùn)土量不足，也仍會(huì)顯得濕壓強(qiáng)度較高。這種型砂的性能變脆，起模性變壞，透氣性下降，同樣緊實(shí)率下的含水量提高。鑄件容易產(chǎn)生夾砂、沖砂、砂孔、氣孔等缺陷。自五十年代末期起美國(guó)有些人陸續(xù)通過(guò)大量有關(guān)型砂的濕壓強(qiáng)度、含水量、緊實(shí)率和膨潤(rùn)土加入量關(guān)系繪制成直線和折線形成的網(wǎng)格圖。后來(lái)又將’膨潤(rùn)土”改稱(chēng)為較為籠統(tǒng)的“粘結(jié)劑”。從網(wǎng)格圖可得出總的粘結(jié)劑含量稱(chēng)為可用粘結(jié)劑量(AB);還又得出型砂中真正起著粘結(jié)砂粒作用的粘結(jié)劑量稱(chēng)為工作粘結(jié)劑量(WB)。又從網(wǎng)格圖推導(dǎo)出AB和WB的兩個(gè)計(jì)算式。我國(guó)有個(gè)別外資鑄造工廠也弓I用這些計(jì)算式，例如A-2高壓造型用型砂計(jì)算得出：AB=8.1?8.3%,WB=4.3?4.7%。至IJ80年代末期起，美國(guó)有人考慮到濕型砂中大多數(shù)含有煤粉，膨潤(rùn)土含量已超過(guò)繪圖時(shí)的5?7%，而且鈉基膨潤(rùn)土和鈣基膨潤(rùn)土是按不同比例摻合使用，混碾效率有所提高，所繪制出的網(wǎng)格圖是由極為復(fù)雜的曲線形成的，已不能用簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)式計(jì)算出AB和WB。此外，各國(guó)的膨潤(rùn)土和原砂資源各異，更難于簡(jiǎn)單地利用前述的網(wǎng)格圖和計(jì)算公式。從上世紀(jì)六、七十年代起，國(guó)內(nèi)外大多數(shù)工廠已開(kāi)始改用亞甲基藍(lán)吸附量檢驗(yàn)型砂的有效膨潤(rùn)土含量。型砂中最適宜的有效膨潤(rùn)土含量不僅取決于對(duì)型砂濕態(tài)強(qiáng)度的要求如何，所用膨潤(rùn)土的品質(zhì)如何，也還受型砂中的膨潤(rùn)土是否混合均勻的影響。因此各廠型砂的有效膨潤(rùn)土含量都有相當(dāng)大的差異。例如國(guó)外造型機(jī)設(shè)備公司要求高密度造型的型砂有效膨潤(rùn)土含量6?9%。我國(guó)使用一般品質(zhì)膨潤(rùn)土的本國(guó)工廠大多為8?11%，而使用優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土的型砂有效膨潤(rùn)土量可以降低到6?7%。我國(guó)膨潤(rùn)土的品質(zhì)相差懸殊，測(cè)得有效膨潤(rùn)土量（%）并不能直接說(shuō)明型砂的粘結(jié)強(qiáng)度，不如用吸藍(lán)量表示。例如有的工廠要求高密度型砂的吸藍(lán)量為55?65mL。當(dāng)年作者將亞甲基藍(lán)溶液濃度定為0.2%時(shí)，通常的型砂吸藍(lán)量都不超過(guò)40mL。如今高密度造型型砂的亞甲基藍(lán)溶液的滴定量都超過(guò)了50mL滴定管的容積。因此，建議可將型砂試料量縮減成2.50g，將測(cè)得滴定量乘以2即可得出試料量5.00g時(shí)的滴定量。我國(guó)有些外資企業(yè)采用美國(guó)AFS^準(zhǔn)的亞甲基藍(lán)溶液濃度0.374%，例如A-1靜壓型砂要求吸藍(lán)量為30±1mL,如亞甲基藍(lán)濃度按0.20%計(jì)算，測(cè)定出的吸藍(lán)量乘以0.374/0.200，即乘以1.87。要求應(yīng)為54.4?58.1mL。A-7T廠實(shí)測(cè)的高壓型砂滴定量為31?33.5mL,如亞甲基藍(lán)溶液濃度按照0.20%計(jì)算應(yīng)為58.1?62.8mL。型砂的有效膨潤(rùn)土是指全部仍然具有粘結(jié)能力的膨潤(rùn)土而言。生產(chǎn)用型砂中有一部分膨潤(rùn)土自己積聚成粘土團(tuán)或砂豆，成為對(duì)型砂不起粘結(jié)作用的〃潛在膨潤(rùn)土”。主要形成原因是型砂制備時(shí)混合不均勻。美國(guó)有人將前面所述的工作粘土量（WB）除以可利用粘土量（AB）做為混砂機(jī)效率，也用來(lái)說(shuō)明型砂的膨潤(rùn)土利用率，即起粘結(jié)作用的膨潤(rùn)土占膨潤(rùn)土總量的比率有多少，認(rèn)為通常在55?65%。A-2計(jì)算得出的混砂機(jī)效率為52.6?56.6%。作者推薦的方法是取鑄造工廠現(xiàn)用的型砂，在實(shí)驗(yàn)室小混砂機(jī)中先將緊實(shí)率調(diào)整成45±2%,測(cè)定其濕態(tài)強(qiáng)度。然后每次繼續(xù)混碾1min，同時(shí)補(bǔ)充加水少許以保持型砂緊實(shí)率穩(wěn)定不變，直到濕態(tài)強(qiáng)度不再升高為止，即達(dá)到〃峰值強(qiáng)度”為止?；焐皺C(jī)的混砂效率可以按下式計(jì)算：混砂機(jī)的混砂效率（%）=實(shí)際混砂強(qiáng)度/型砂峰值強(qiáng)度X100。7、熱濕拉強(qiáng)度國(guó)內(nèi)外卜很多鑄造工廠都用熱濕拉強(qiáng)度來(lái)檢驗(yàn)型砂的抗夾砂性能。影響型砂熱濕拉強(qiáng)度的最主要因素是膨潤(rùn)土所吸附陽(yáng)離子的種類(lèi)，其次是膨潤(rùn)土純度和型砂中有效膨潤(rùn)土含量。天然鈉土和活化土的熱濕拉強(qiáng)度比鈣基膨潤(rùn)土高幾倍。然而用碳酸鈉活化鈣土超過(guò)極限活化量后熱濕拉強(qiáng)度反而下降，而且還可能會(huì)形成熱粘砂。我國(guó)常用鈣土的極限活化量是碳酸鈉加入量4?5%。對(duì)型砂熱濕拉強(qiáng)度值的要求需根據(jù)生產(chǎn)條件而定。美國(guó)汽車(chē)鑄鐵件工廠考慮到混砂、造型和落砂的需要將懷俄明天然鈉土和美國(guó)南部鈣土比例按2:1摻合應(yīng)用；生產(chǎn)小鑄鐵件所用膨潤(rùn)土按1:1比例摻和。相當(dāng)于在我國(guó)將鈣土的碳酸鈉加入量分別為極限活化量的67%和50%左右。在歐洲，普通鑄鐵件高密度造型用型砂的熱濕拉強(qiáng)度大約為1.5?2.5kPa，對(duì)于較敏感的鑄件可能要求＞2.5kPa。例如，德國(guó)Luitpold鑄造廠生產(chǎn)大眾汽缸體型砂的熱濕拉強(qiáng)度為2.7?3.0kPa;Benz公司的Esslingen鑄造廠用BMD無(wú)箱射壓造型機(jī)生產(chǎn)制動(dòng)鼓的型砂熱濕拉強(qiáng)度為2.8kPa。Hofmann實(shí)測(cè)五家使用氣沖造型機(jī)鑄造廠的型砂為1.35?3.7kPa。DISA公司推薦擠壓造型用型砂的熱濕拉強(qiáng)度應(yīng)＞2.0kPa。我國(guó)鑄鐵生產(chǎn)所用原砂的SiO2不高，型砂中還加入了煤粉，生成的熱壓應(yīng)力較低，可放寬對(duì)熱濕拉強(qiáng)度的要求。幾家生產(chǎn)汽車(chē)和柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)鑄造工廠的型砂熱濕拉強(qiáng)度大多在1.6?3.0kPa之間。也有些生產(chǎn)形狀簡(jiǎn)單小件、薄壁件的工廠只從是否生成夾砂缺陷考慮，型砂熱濕拉強(qiáng)度極低，例如山西某紡織機(jī)械廠的Hunter造型機(jī)用型砂的熱濕拉強(qiáng)度只要求＞0.9kPa，僅只使用鈣土似乎已然足夠。但是高密度造型還考慮到鈉土和活化土的熱穩(wěn)定性高和不易燒損，應(yīng)當(dāng)使用適當(dāng)活化的膨潤(rùn)土。二、型砂質(zhì)量的控制目前，用膨潤(rùn)土濕型砂生產(chǎn)鑄件仍占主要地位。鑄件質(zhì)量與型砂質(zhì)量密切相關(guān)對(duì)型砂質(zhì)量進(jìn)行有效的控制，是提高鑄件表面質(zhì)量和降低鑄件廢品率的關(guān)鍵。通常的型砂質(zhì)量控制方法是:在砂處理工部的型砂實(shí)驗(yàn)室里由實(shí)驗(yàn)員以一定的間隔時(shí)間從混砂機(jī)里取樣,并測(cè)量濕壓強(qiáng)度、透氣性和水分等指標(biāo)。但一單靠這種方法控制型砂質(zhì)量只能起到〃事后調(diào)整”的作用，不能滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)的需要。多年來(lái)，我廠生產(chǎn)的柴油機(jī)缸體和缸蓋鑄件常出現(xiàn)掉砂、沖砂、粘砂和氣孔等鑄造缺胤廢品率高達(dá)30%以上，特別是暑期更為嚴(yán)重。針對(duì)此問(wèn)題我們進(jìn)行了探討，并對(duì)型砂質(zhì)量的控制方法進(jìn)行了改進(jìn)。1、型砂水分控制缸體、缸蓋是在鑄工輸送線上機(jī)器造型生產(chǎn)的，棍制的型砂經(jīng)過(guò)松砂機(jī)和三條運(yùn)輸帶送入造型機(jī)砂斗里。由于中間環(huán)節(jié)較多，型砂水分會(huì)有蒸發(fā)，特別是夏天其水分蒸發(fā)更快。使得造型時(shí)的型砂水分與混砂機(jī)里的水分有差異,加上型砂在運(yùn)輸過(guò)程中因水分蒸發(fā)造成的表干層，使得型砂水分不均勻。造