化学粘砂 - 铸造工艺缺陷及其解决措施

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定义和特征

 

铸件的部分或整个表面上粘附着一层由金属氧化物、砂子和粘土相互作用而生成的低熔点化合物。粘砂层硬度很高，与铸件表面结合牢固，无法用喷、抛丸清理方法去除，必须用砂轮打磨掉。化学粘砂通常发生在铸件厚截面处及型、芯过热部位。

 

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鉴别方法

 

肉眼外观检查。化学粘砂多发生在粘土砂或水玻璃砂中，清理特别困难，只能用砂轮打磨才能去掉。

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形成原因

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1.型砂和芯砂粒度太粗 2.砂型和砂芯的紧实度低或不均匀 3.型、芯的涂料质量差，涂层厚度不均匀，涂料剥落 4.浇注温度和浇注高度太高，金属液动压力大 5.上箱或浇口杯高度太高，金属液静压力大 6.型砂和芯砂中含粘土、粘结剂或易熔性附加物过多，耐火度低，导热性差 7.型、芯砂中含回用砂太多，回用砂中细碎砂粒、粉尘、死烧粘土、铁包砂太多，型砂烧结温度低 8.铸件开箱落砂太晚，形成固态热粘砂，尤其是厚大铸件和高熔点合金铸件 9.金属液流动性好、表面张力低。例如，铜合金中磷、铅含量过高，铸钢中磷、硅、锰含量过高 10.金属液中的氧化物和低熔点化合物与型砂发生造渣反应，生成硅酸亚铁、铁橄榄石等低熔点化合物，降低金属液表面张力并提高其流动性，使低熔点化合物和金属液通过毛细管作用机制，渗入砂粒间隙，并在渗透过程中，不断消蚀砂粒，使砂粒间隙扩大，导致机械粘砂或化学粘砂 12.浇注系统和冒口设置不当，造成铸型和铸件局部过热。

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防止方法

 

1.使用耐火度高的细粒原砂 2.采用再生砂时，去除过细的砂粒、死烧粘土、灰分、金属氧化物、废金属、铁包砂及其他有害杂质，提高再生砂质量。定期补充适量新砂 3.水是强烈氧化剂，应严格控制湿型砂水分，加入适量煤粉、沥青、碳氢化合物等含碳材料，在砂型中形成还原性气氛。但高压造型时应减少含碳材料加入量，以减少发气量 4.采用优质膨润土，减少粘土砂的粘土含量 5.型砂中粘结剂含量要适当，不宜过高。提高混砂质量，保证砂粒均匀裹覆粘结剂膜，并有适度的透气性。避免型砂中夹有团块 6.提高砂型的紧实度和紧实均匀性 7.浇注系统和冒口设置应避免使铸件和铸型局部过热。内浇道应避免直冲型壁 8.采用防粘砂涂料，均匀涂覆，在易产生粘砂部位适当增加涂层厚度。涂料中不得含有易产生气体、氧化及能与金属液和型砂发生反应的成分。尽量不采用通过反应可在铸件-铸型界面形成易剥离的玻璃状粘砂层的涂料或面砂来解决粘砂问题(例如在铸铁件型砂和芯砂中加入赤铁矿粉等) 9.适当降低浇注温度、浇注速度和浇注高度，降低上型高度和浇口杯高度，以减小金属液动压力、静压力及对铸型的热冲击 10.加强对铸钢等高熔点合金的精炼，净化金属液，降低合金液的氧化程度和吸气量，减少低熔点相形成元素（如铸钢、铸铁中的硫、磷，青铜中的磷、铅）的含量，控制会降低金属液表面张力、提高金属液蒸气压的元素(如铸钢、铸铁中的锰和硅，青铜中的铅)的含量。熔炼时炉料要干燥，慎用会引起化学粘砂的各种熔剂(如石灰石、苏打粉、氟石等)，熔炼温度不得过高，以免金属液过度氧化 11.对于大型厚壁铸件，适当提早开箱，加快铸件冷却，以防止固态粘砂 12.采用表面光洁的模样和芯盒。

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补救措施

 

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1.喷、抛丸清砂 2.打磨 3.电化学清砂，尤其适用于清除铸件深腔和精密铸件的严重粘砂。

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