型砂試驗(yàn)儀

中文名稱

型砂試驗(yàn)儀

英文名稱

mold sand testing apparatus

定　　義

測定型砂及特種鑄造性能的儀器。

應(yīng)用學(xué)科

機(jī)械工程（一級學(xué)科），實(shí)驗(yàn)室儀器和裝置（二級學(xué)科），鑄造儀器名稱-造型材料測試儀器（三級學(xué)科）

型砂性能主要有兩方面因素決定，一是構(gòu)成型砂的材料組成；二是型砂的混碾狀況 。

型砂的材料構(gòu)成主要是由舊砂、原砂、膨潤土和添加劑（FS粉）等組成。由于型砂95%以上是舊砂，而舊砂由于澆注鑄件的砂鐵比不同、芯砂混入量不同等因素的影響，導(dǎo)致材料構(gòu)成的波動非常大。

因而要控制型砂的構(gòu)成，就必須對型砂中的有效膨潤土含量、有效添加劑含量及含泥量進(jìn)行檢驗(yàn)，以便確定混砂時膨潤土、添加劑（FS粉）和原砂的補(bǔ)加量。

型砂緊實(shí)率的控制范圍、型砂的混碾效率反映了型砂的混碾狀況。型砂緊實(shí)率的控制范圍是指緊實(shí)率的波動范圍，波動范圍越小，型砂緊實(shí)率的控制水平越高。型砂的混碾效率是指混制出的型砂性能與經(jīng)過充分混碾后的型砂性能的百分比，混碾效率越高越好。

型砂一般由鑄造用原砂、型砂粘結(jié)劑和輔加物等造型材料按一定的比例混合而成。型砂按所用粘結(jié)劑不同，可分為粘土砂、水玻璃砂、水泥砂、樹脂砂等。以粘土砂、水玻璃砂及樹脂砂用的最多。

型砂在鑄造生產(chǎn)中的作用極為重要，因型砂的質(zhì)量不好而造成的鑄件廢品約占鑄件總廢品的30~50%。

通常對型砂的要求是：

①具有較高的強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，以承受各種外力和高溫的作用。

②良好的流動性，即型砂在外力或本身重力作用下砂粒間相互移動的能力。

③一定的可塑性，即型砂在外力作用下變形，當(dāng)外力去除后能保持所給予的形狀的能力。

④較好的透氣性，即型砂孔隙透過氣體的能力。

⑤高的潰散性，又稱出砂性，即在鑄件凝固后型砂是否容易破壞，是否容易從鑄件上清除的性能。

型砂粘土砂

由天然硅砂、粘土、輔加物和水混合而成。制造濕砂型的粘土砂所用粘土為膨潤土，濕抗壓強(qiáng)度一般為0.05～0.1MPa。含水量為3.5～5%，透氣性為80以上，常用于機(jī)器造型，也可用于手工造型。

制成的砂型不經(jīng)烘干可直接澆注金屬液，具有生產(chǎn)效率高、成本低和生產(chǎn)周期短等優(yōu)點(diǎn)。濕型用粘土砂在鑄造生產(chǎn)所用的型砂中約占60%。由于濕砂中水分較高，強(qiáng)度和透氣性較低，鑄件易于產(chǎn)生氣孔、夾砂、粘砂、脹砂等缺陷，手工造型，尺寸精度較低，一般只用于生產(chǎn)中小型鑄鐵件及鑄造有色合金鑄件；機(jī)械造型，尺寸精度高，適用于大批量鑄件的生產(chǎn)。

制造干砂型的粘土砂所用粘土為高嶺土，其濕態(tài)水分較高。制成的砂型要在250～400℃左右溫度下烘干后再合型澆注，一般用于鑄鋼件。干砂型由于能源消耗大，生產(chǎn)周期長，尺寸精度差，已逐漸被淘汰。

型砂水玻璃砂

由硅砂、水玻璃和輔加物混合配制而成。制成的砂型可吹以

這種型砂可用于制造鑄鋼件和鑄鐵件的砂型。過去水玻璃砂有落砂困難和舊砂不易再生等缺點(diǎn)，應(yīng)用受到一定的限制。

1999年，新型水玻璃酯硬化自硬砂問世，水玻璃加入量1.8-3.0%，可使用時間可調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化造型、制芯，舊砂可再生，80-90%可回用，現(xiàn)已在鐵路機(jī)械、冶金機(jī)械、重型機(jī)械、礦山機(jī)械、通用機(jī)械廠幾十家企業(yè)推廣使用，成功澆注從幾公斤到幾百噸重鑄件，經(jīng)濟(jì)效益、社會效益顯著。新型水玻璃酯硬化自硬砂是公認(rèn)的環(huán)境友好型造型材料。

型砂樹脂自硬砂

由硅砂、樹脂和硬化劑等混合配制而成。

常用的樹脂有呋喃樹脂、甲階酚醛樹脂、堿性酚醛樹脂及尿烷樹脂。用這種型砂制成的砂型強(qiáng)度高、尺寸偏差小、潰散性好、能源消耗少，可用于鑄鋼、鑄鐵及鑄造有色合金鑄件的生產(chǎn)，鑄件的表面質(zhì)量和尺寸精度高。樹脂自硬砂是一種很有發(fā)展前途的造型砂。