简介

湿砂造型仍然是一种简单和最重要的生产铸件的方法。任何一种湿砂造型法的成功在很大程度上取决于型砂的不断重用和能保持其性能。当然，型砂的冷却也是很重要的1。

一般性能冷砂必须满足许多要求：

1.必须是能流动的，足以在模型周围紧实。

2.必须有足够的塑性变形，以避免起模时开裂。

3.必须有足够的强度，使起模后的铸型能承受自身重量而不变形。

4.必须有足够的湿强度，使铸型在浇铸时能承受熔触金属的压力。

5.必须有足够的干强度，以防止浇铸过程中受熔融金属的侵蚀。

6.必须是耐熔的，足以能经受高温而不熔化或熔入铸件。

除耐熔性外，其它性能取决于型砂中硅性粘土的量和水份。

砂通常主要是由SiO2组成的，SiO2的熔点约为1700℃，但也可能存在相当数量的低熔点矿物质，这种低熔点物质引起砂粒烧结。

烧结温度由于低熔点残余物的聚集而降低。铸造人员应当了解浇包表面的熔渣（据英国铸铁研究协会称，主要是富锰硅酸盐）、海运煤煤灰一、芯砂中的氧化铁、阳离子交换粘土中的过量碳酸纳和CO2/硅酸盐型芯中的水玻璃残渣等生成物。

膨润土铸造用的粘土，不管其类型，均是含水的铝—硅粘土。它们在湿态下具有内聚力和塑性，而当干燥时，则有高的强度。膨润土有两种：一种是钠基或西部膨润土，另一种是钙基或南部膨润土。

钠基膨润上与水混合时体积可增加10-20倍。它们在湿砂中的主要特点是干强度高，可减少浸蚀的危险;水份允许范围比其它类型的粘土宽，以及能减少粘土消耗和高抗熔蚀性。

钙基膨润上与水混合时不膨胀或形成疑胶。用苏打灰（碳酸钠）进行化学处理，其性能实际上被改变成钠基膨润上。这种称为“活化”的处理使不膨胀的膨润土变为具有接近于天然钠基膨润土性能的膨胀膨润土。

苏打活化粘土被广泛用于黑色和有色金属铸造中。它们具有高的湿强度、宽的造型性范围、中等干强度和良好的抗粘砂和抗胀砂能力。

掺和膨润土是一种新进展，这包括将钙基或钠活化的膨润土掺入钠基膨润土。据英国铸铁研究协会称，象高压造型系统那样需要用高粘性粘土以生产低水份肥砂时，就要采用掺和膨润土。

高温耐久性好意味着回收砂中的补充添加剂量低和产生的枯粘土最少。然而，在采用高干强度的掺和粘土之前，重要的是要考虑落砂设备能否处理高强度的铸型2。

型砂制备金属浇入铸型时发生一些变化：

1.游离水被驱出，它不是冷凝在铸型较冷的部位就是以蒸汽的形式排入大气中。

2.挥发物从海运煤及其代用品之类的有机材料中排出。

3.当温度超过600℃时，化合水就从粘土粘结剂中排出，当部分铸型温度达到800℃时，所有粘土失去其化合水。

这些变化迫使型砂再用于造型前要补充水、有机添加剂和粘土。型砂重用开始于落砂业要满足一些条件：用捕尘器去除型砂中的细粒，破碎砂粒，去除杂质和金属粒，初步冷却和均匀化。

混砂的概念已有改变，特别是大多数铸造厂均采用快速粘结粘土的复合（合成）砂以来更是如此。棍砂机的类型也已改进，许多金属铸造厂都使用高强度类型的混砂机，这类机器没有辗轮，而是依靠单独驱动的底盘、转轮和刮板，据说操作简便，停机时间少。

其它类型的棍砂机一般有立式辗轮和刮板式或卧式操作的辗轮。两台普通的棍砂机组合就可进行连续混砂。由于刮板叶片和辗轮经常需要调整，所以混砂机和所有辅助设备应当进行定期的计划维修。

干透的材料应在一台铸造混砂机中混合，要避免偏拆以及重粘土粘结砂的过混。型砂水份是最重要的变量，因为所有性能都取决于它。

造型原则一台造型机必须依次完成两种操作，首先是捣实，继之是使模型与捣实（紧实）的型砂分离。机器造型比手工造型有某些优点：

1.铸型密度更均匀；

2.生产率提高；

3.再生产性更一致；

4.能制出各种浇冒口和内浇道；

5.铸件形状尺寸更精确。

压实造型机利用压力紧实型砂。施加的压力通过压头或压板把型砂压向模型。造型压力受造型机活塞直径和许用空气压力所限制。

压头的造型力分布于砂箱上部整个压实区。虽然造型力对一定的造型机和空气压力几乎是固定的，但砂箱尺寸则可改变。

随着半型深度的增加，单靠给定的压力进行压实造型几乎是无效的，因为型砂相当于固体颗粒的一种塑性聚集体，施加于砂箱上的型砂的大部分能量由于摩擦而被吸收，仅有部分被传递。

震实造型机带有模型、砂箱和型砂的工作台，由气动活塞升起，并可在重力作用下降落。这种方法制出的铸型通常型砂与模型的界面处比较紧实、

震实的效率随降落高度和砂箱中型砂的深度而不同。震实造型机的极限能力就是震击缸能够升起和下降的总重量。型砂重量约为90-100磅/英尺3。

震压造型机是利用震实和压实以紧实型砂的，研究了采用各种紧实动作对机器造型中型砂移动和紧实的影响的状况。

当模型的探度较深时，普通的压实是很难达到高而均匀的紧实密度的，因为摩擦力阻止了型砂的自由流动。更高压买力、能对型砂施加不同压力的特殊压头以及研制的更高压力的造型机，增加了它们在工业和经济上的活力1。

湿砂造型特点1.在恶劣的造型环境下，脱模性能优越；
2.在一般条件下，一次涂抹后，连续数次造型有效；
3.具有防锈功能，可延长模型使用寿命；
4.显著降低脱膜阻力，有利改善铸件外观质量；
5.对铸铁模型有短期的防锈作用；
6.适用于因油污和粉尘等污染的部位，有利于模型的清洁及洗净。

抛砂紧实抛砂紧实的实践表明，铸型有可能达到高而均匀的密度。由带式供砂抛头高速抛出的砂流，可按要求的途径抛入砂箱，使砂箱逐渐为高能量的型砂所充填。

通过快速移动砂流和降低供砂率而可最有效地达到高而均匀的密度。固定或者缓慢移动的砂流产生低而不均匀的紧密。抛头直径对硬度的影响很大。只有采用大功多或多抛头方能提高供砂率。

抛砂对型砂的主要要求是抗粘附性，以便迅速流过传送带和抛头。然而，要使紧实能量为砂团所集中吸收，流动性应低于普通机器造型用砂的流动性。因此，应采用湿强度和水份较低的型砂。

任何一种造型机的生产率不仅取决于铸型类别，而且取决于砂箱、型砂和紧实铸型的适当供给与处理设施。造型机仅仅是具有高效率的整个制造系统中的一种设备。

更多的是在大砂箱中采用多个模型。业已认识到型腔的紧密紧实是降低单位成本的最有效的方法之一2。

型砂冷却熔融金属浇入砂型提高型砂的温度，温度随型砂和金属比、金属的温度以及浇铸与落砂的间隔时间而变化。这样，回收时，型砂温度就提高了。

专家们指出，控制混砂机和造型机中型砂的温度特别重要，当温度大约超过160°F（70℃）时，造型就可能发生困难，但有些特殊的铸造厂还在用。型砂温度最好保持在100°F（38℃）以下。

潮湿的气候和低的砂一金属比能加剧热砂的问题。工业上用冷表面、冷风和水蒸发来实现型砂的冷却。冷却板对湿砂造型作业是实用的。

砂的比热和空气的比热差不多，每小时把一百吨的型砂冷却50°F（10℃），将需要把同样多的空气升高50°F。由于所需的冷却器尺寸大，因而这种冷却方法也可能行不通。不过蒸发可提供一种可行的冷却型砂方法。

一旦型砂的温度降封212°F（100℃）以下时就应用非饱和空气流过型砂的表面或最好通过型砂以加速蒸发。通常回转筛砂机是型砂冷却最相宜的设备。

专家们建议水应当以大雾状的形式加入型砂。按砂温、砂量和型砂中的水份加水是合理的。英国铸铁研究协会已研制成功一种“分段”加水设备，它采用三种温度带和四种砂位带以选择妞三种电磁阀的组合。也可用喷液氮的专利设备冷却型砂，这种冷却方法比较昂贵但是效率高。工作原理与水蒸发基本相同。

观察家业已看到一种继续减少型砂用量、降低砂一金属比和减少砂循环时何的趋势。这种趋势不可避免地导致更高的砂温和由此产生的问题。因此，铸造厂家将不得不增加冷却型砂的费用与时间3。