粘土湿型砂及其控制要点(内容清晰)
湿型砂的检测要求与质量控制
湿型砂的检测要求与质量控制—转载鉴于有许多铸造企业仍然对型砂的质量要求很模糊，本人特意根据相关的资料整理了这份文章，没有复杂的理论，以供同行参考为了保证湿型铸件表面质量，有必要对所使用的型砂的性能进行全面了解，而不是偶尔检测一下型砂的几种性能，尽可能的确定铸件缺陷是由哪个型砂性能不足引起的，以减少损失。
湿型砂检测项目1、含水量型砂含水量高，铸件的针孔、气孔、呛火、胀砂、夹砂、水爆炸粘砂等缺陷增加。
在保证型砂的使用性能的前提下，应尽可能降低水分。
一般在造型机处含水量在 2.5—4.0%之间，手工造型可以再放宽一点，紧实率/含水量的比率应控制在10--12:1。
型砂的含水量只是型砂中所含自由水的绝对数量，并不反映型砂的干湿程度。
如果型砂含有大量吸水粉尘，那么含水量高达5%，可能型砂还会显得太干，起模困难，这在许多中小型铸造企业都存在这种情况，一方面是没有人去管理，有些企业型砂反复使用10多年，连简单的除尘都不做，一方面是因为用的原材料不好，原砂是就近购买，膨润土和煤粉也没有什么要求。
2、紧实率型砂的干湿程度可以用紧实率来表示。
无论型砂的粉尘含量多少，它都有一个适宜的紧实率，只是含水量不同。
一般手工造型紧实率控制在46%左右，射压、挤压、静压造型紧实率控制在30—40%，夏季略高一点。
型砂检测一般宜在造型机处取样，在混砂机处取样应补偿运输和储存过程中的水分流失。
有些高压造型或气冲造型的砂型，3次锤击的试样并不能代表实际生产情况，有时候可能需要经过10次之多的锤击制样，具体应做对比确定次数，由此制作的试样其他方面的数据也会有明显变化。
3、透气率型砂必须具有良好的透气能力，以免浇注过程中发生呛火和铸件产生气孔缺陷。
透气能力也不能过高，否则会造成铸件表面粗糙和机械粘砂。
大多数型砂要求透气率在80—140，手工使用的面砂透气率可以低至60。
4、湿压强度目前国内的试样筒工作表面粗糙，耐磨性差，较易磨损，使测得强度值偏低，透气率偏高，制样器不宜放置在木桌上，在水泥台上也需垫上6mm以上的橡胶板，否则测得的湿压强度可能会偏低25%左右。
粘土湿型砂混砂机及混制工艺
粘土湿型砂混制工艺
混砂过程的作用：一是使砂、粘土、水分及其他附加物混合均匀；二是揉搓各种材料，使粘土膜均匀包覆在砂粒周围。
各种混合料组分准确定量是取得型砂混制良好效果的前提，因此，砂处理系统必须具备可靠、完善的称量定量加料系统。
加料顺序：先将干料（旧砂、新砂、膨润土和苏打等）一起加入混砂机进行干混，再加水湿混后出碾；但如果在加入旧砂后进行预加水（总加水量的70%-80%），使旧砂表面所包覆的干附加物线吸收一些水分，然后在加入新砂、膨润土、煤粉等附加物继续加水湿混，达到所规定的型砂紧实率后出碾，混碾效果会更好。
我们使用的碾轮式混砂机对型砂有较好的搓揉作用，使附加物更好地包覆在原砂表面，设备结构简单、维修方便，但混碾时间长。
混砂时间应根据混砂机的类型和型砂中粘土的含量决定。
使用碾轮式混砂机，面砂一般混合6-12min,背砂混碾3min左右.。
粘土湿型砂应用实例分析及对策
粘土湿型砂应用实例分析及对策摘要：本文详实再现我厂近 10 年发展历程中，型砂对铸件质量产生的一系列影响，并结合我厂实际情况，不断改进型砂工艺和使用新材料，修订参数标准，稳定铸件质量，满足了客户需求。
重点分析和探索型砂中原材料、微粉含量、热砂问题、旧砂水分、芯砂涌入、型砂质量控制等实际问题，制定相应整改措施及其改进过程中出现的失误实例分析。
1前言在近 10年的发展历程中，我厂从一个铸件品种多样、良莠不齐的亏损企业逐步打造成年产百万缸体的专业化铸造厂，现生产的一系列缸体毛坯专为大众公司迈腾、Q5、速腾等主流车型配套，均属于典型薄壁铸件，其尺寸精度、表面质量、壁厚及耐高温高压等技术标准要求越来越高，为保证成型性和减少铸造缺陷（气孔等），只好提高浇注温度，而温度越高金属液流动能力越强，作用于砂型上的动压力也越大，对砂型的侵蚀越强烈，这对型砂质量提出更高的要求。
生产实践多次证明，型砂性能的好坏直接影响铸件的内在质量与外观质量，经统计分析我厂铸件砂眼、夹砂、气孔、粘砂等铸造缺陷70％以上均是型砂质量问题或使用不当造成，型砂性能不佳是造成铸件缺陷主要因素，对型砂质量严格控制是减少废品率最好方法之一。
在设备发展改造和生产过程中，我们所遇到一系列有关型砂方面的问题，经过多年艰难探索，不断从失败中总结教训、积累经验，不断改进型砂工艺，更换原材料并固化其工艺标准。
深化岗位操作，精心打造设备工艺改进新理念，使铸件质量逐步得到提高，满足用户要求。
现对所作的工作在设备发展改造和生产过程中，我们所遇到一系列有关型砂方面的问题，经过多年艰难探索，不断从失败中总结教训、积累经验，不断改进型砂工艺，更换原材料并固化其工艺标准。
深化岗位操作，精心打造设备工艺改进新理念，使铸件质量逐步得到提高，满足用户要求。
现对所作的工作加以介绍，仅供同仁参考。
2型砂材料对铸件质量的影响及其控制标准2.1 选用内蒙优质原砂满足铸件基本质量要求原砂是型砂中主要材料，其性能与参数的变化对铸件质量及生产有直接影响，我们对 SiO2含量、粒度、含泥量、角型系数等参数均有严格要求。
如何控制黏土湿型砂旧砂性能
如何控制黏土湿型砂旧砂性能用黏土湿型砂造型、浇注以后，除贴近铸件的部分型砂中活性膨润土受热失效成为死黏土外，大部分型砂可以回收使用。
这是黏土湿型砂的主要优点之一。
配制黏土湿型砂时，旧砂用量一般都在80%以上，如果对旧砂的处理不当，无论怎样加强混砂，无沦添加什么辅助材料，都不可能得到好的型砂。
所以，对旧砂进行有效的处理，是保证型砂质量的前提。
（1）水分铸型浇注以后，由于金属液的热作用，很多砂粒表面上的土—水黏结膜都已脱水干燥，加水难以使其迅速吸水而恢复塑性。
旧砂的水分越低，在混砂机中加水混碾使之达到要求性能所需要的时间就越长。
由于生产中混砂的时间是有限的，旧砂的水分越低，混成砂的综合质量就越差。
对旧砂水分的要求是：进入混砂机的旧砂，水分只能比混成砂略低一点。
调整旧砂水分的具体措施如下。
①在旧砂冷却过程中充分加水冷却，使含的水分略低于混成砂。
这样，从砂冷却到进入混砂机还有一段相当长的时间，水可以充分润湿旧砂砂粒表面上的膨润土。
②在系统中设混砂机对旧砂进行预混。
冷却后的旧砂在预混混砂机中加水进行预混，以改善旧砂中膨润土和水的混合状态。
国外有的铸造厂预混时，将需补加的新砂、膨润土、煤粉等附加料全部加入。
经过预混的旧砂，进入混砂机后加水量很少，只是略微调整。
型砂中的膨润土和水在混砂机中进一步得到调制，型砂的性能就更为稳定一致。
（2）旧砂粒度黏土湿型砂铸铁时，型砂的粒度以细一些为好。
由于混砂时旧砂用量一般都在80%以上，故决定型砂粒度的因素主要是旧砂。
所以应该经常检测旧砂的粒度。
对铸铁用湿型砂旧砂的粒度有以下要求。
①140目筛上的砂粒应在10%~15%之间。
保持较多的细砂，可以减轻铸件表面粘砂，而且会增加砂粒之间黏结桥的数量，从而降低型砂的脆性，避免冲砂缺陷。
此外，这对提高型砂的高温强度和水分凝聚区强度都有好处。
②200目筛、270目筛和底盘上细砂的总和应量少。
这类细砂对改善铸件表面质量的作用不大，却会使混成砂的水分较高，而且会使型砂的透气性降低。
膨润土在粘土湿型砂中应用的几个应注意的控制要点
膨润土在粘土湿型砂中应用的几个应注意的控制要点膨润土在铸造中主要用于粘土粘结砂中，因为膨润土具有粘结力强、可塑性高、脱膜好、透气性优、高温湿态条件下物理化学性能稳定等特点。
粘土粘结砂作造型材料生产铸件，本是历史悠久的工艺方法，在各种化学粘结砂蓬勃发展的今天，粘土湿型砂仍是最重要的造型材料，其适用范围之广，耗用量之大，是任何其他造型材料都不能与之比拟的。
近代的高压造型、射压造型、气冲造型、静压造型及无震击真空加压造型等新工艺，也都是以使用粘土湿型砂为前提的，粘土湿型砂适应造型条件的能力极强。
现今，随着科学技术快速发展，各产业部门对铸件的需求不断增长，同时，对铸件品质的要求也越来越高。
也使粘土湿型砂面临许多新的问题，促使我们对粘土湿型砂的研究不断加强、认识不断深化。
前不久，笔者走访了国内一些铸造单位，发现铸件的废品较多，特别是一些小规模铸造单位，问题主要是有气孔等缺陷。
产生问题主要在生产新铸件、换其他厂家膨润土和长期使用旧砂期间。
有必要对膨润土和旧砂的控制要点进行一下强调。
1.膨润土和膨润土粘土粘结砂中的，作用及变化，铸造用膨润土主要有钠基膨润土和钙钠膨润土两类，钠基膨润土是由天然钠基膨润土或人工钠化膨润土加工而成，以其复用性好和湿压强度高而受铸造行业欢迎。
因具有良好的可塑性，可遏止铸件夹砂、结疤、掉块、砂型塌方等现象，加之成型性强、型腔强度高，便于金属行业浇铸湿态或干态型模，是精密铸件首选的型砂粘结剂。
钙钠膨润土由天然基钙钠膨润土加工它以实用和铸件清砂便捷是轻型铸件普遍采用的型砂粘结剂。
而成，而受用户欢迎。
和其他黏结剂相比，膨润土有一个重要的特点，就是它具有一定的耐热能力。
只要加热温度不太高，脱除了自由水的膨润土只要加水，仍能恢复粘能力。
膨润土的粘结能力只有在加水以后才能表现出来。
膨润土失去粘结能力，也与它的脱水有关。
到目前为止，认为膨润土中的水分有3种形态：一种水是自由水，即膨润土颗粒吸附的水，加热到100℃以上，就可脱除自由水，脱除了自由水的膨润土，粘结能力不受影响；二种水是牢固结合水，110℃下长时间加热，膨润土可完全脱除自由水，但不会脱除牢固结合水。
湿型砂系统的控制
湿型砂系统的控制怎样控制与控制什么型砂系统的性能取决于怎样对它进行管理和控制。
与控制工艺过程和维护系统设备的复杂性相对比，型砂系统的配比是最简单的一部分。
1.型砂集合体•原砂•煤粉•冷凝物•芯砂•微粒型砂系统集合体的形成源于铸造工艺方法.进入生产过程的其他原料的数量影响着型砂系统.型砂在系统循环的过程中不断地转变。
一些砂粒由于热力冲击而变细小,另一些砂粒根据受热程度不同而发生相变。
煤粉也因受热力影响而呈现不同的状态。
芯砂粘结剂、煤粉和其他有机物的冷凝物在系统中重新凝聚而形成新的化合物，其中许多渗透到膨润土的结构中。
砂粒、有机物灰分和膨润土的降解物的粉碎不断的产生微粒。
1)型砂=结构•颗粒形状•颗粒分布颗粒细度砂粒构成了砂型结构。
煤粉和细粉对于砂型的结构既有正面影响又有负面影响。
砂粒的形状，分布和细度将影响砂型的最终强度。
颗粒形状也影响砂型的最终结构。
尖角状颗粒表面积对体积的比例高，通常流动性差，影响砂型的潜在密度.尖角状颗粒的热破裂更易造成系统中砂的过多磨损，也影响膨润土的消耗。
2)芯砂i.冷芯盒粘结剂不曾受曝热（不被焙烧 ),湿的颗粒可以被膨润土粘结进入砂系统的芯砂有多种类型。
没有受到热影响的芯砂颗粒如果残留的粘结剂能用水润湿可以被膨润土粘结.ii.在氧化性气体中加热之后 (部分煅烧)，能润湿的颗粒可以被膨润土粘结一些芯砂上的粘结剂可被氧化,如果能被润湿就可以被粘结。
iii.暴露在还原性气体中加热，被残余的含碳物质覆盖，不能湿润，就不能被膨润土粘结暴露于还原气体中加热的芯砂颗粒不能被润湿，就不能被膨润土包裹iv.良好的重复粘结力，完全焙烧一些芯砂被完全煅烧,这样的芯砂可轻易的被膨润土包覆。
v.进入砂系统的砂芯数量，以公斤/吨金属表达，小于135公斤/吨金属通常可以接受，大于135公斤/吨则需要调整每天或每小时跟踪记录进入系统的芯砂的量非常重要。
如果芯砂进入量超过135公斤/吨金属，那么系统可能就要通过新砂冲淡或用某种方式擦磨以维持砂的质量.3)粘结剂 = 粘土•砂的颗粒被粘土粘结•密度决定粘结力在混砂机中型砂得到恢复性处理，因加热而失水的膨润土重新水化，受到煅烧的膨润土被代替.造型机通过压力将型砂紧实从而使砂型获得一定的密度.4)硬度与强度•砂型密度决定。
粘土湿型砂的控制要点
粘土湿型砂的控制要点粘土湿型砂在铸造工艺中起着重要的作用，控制好粘土湿型砂的质量是确保铸件质量和生产效率的关键。
以下是控制粘土湿型砂质量的要点：1. 选择合适的粘土湿型砂配方：根据铸件的要求和工艺要求，选择合适的粘土种类和比例。
不同的粘土具有不同的粘结性和流动性，要根据具体情况进行选择，保证铸件的表面光滑度和精度。
2. 严格控制水分含量：粘土湿型砂中的水分含量对于浇铸过程和铸件的表面质量有着重要影响。
过少的水分会导致砂型难以成型和裂纹的产生，过多的水分则会造成砂型的变形和铸件的表面缺陷。
因此，要通过严格控制水分含量来确保砂型的强度和铸件的质量。
3. 控制粘度和流动性：粘度和流动性是粘土湿型砂的两个重要指标，直接影响到砂型的成型性能和浇注的顺利进行。
通过控制粘土的粒度分布、粘接剂的种类和比例等因素，调整粘土的粘度和流动性，确保砂型的成型质量和铸件的形状精度。
4. 保证砂型的干燥性能：粘土湿型砂在使用前需要进行干燥处理，以去除多余的水分。
因为湿度高的砂型易造成铸件内部气孔，降低铸件的强度和表面质量。
因此，在干燥处理过程中，要严格控制砂型的干燥温度和时间，确保砂型的干燥性能。
5. 严格控制砂型质量：粘土湿型砂的质量对于铸件的成型质量和表面质量至关重要。
因此，要定期进行砂型的质量检测，包括外观检查、尺寸测量、强度测试等。
对于不合格的砂型，要及时进行处理或更换，以保证生产的正常进行。
6. 做好砂型的储存和保管：在使用粘土湿型砂的过程中，要做好砂型的储存和保管工作。
砂型应放置在干燥、通风的环境中，避免接触水分和其他污染物。
同时，要定期检查砂型的保存状态，及时处理发现的问题，以保证下次使用时的质量。
通过以上的控制要点，可以有效地提高粘土湿型砂的质量，确保铸件的表面质量和生产效率的提升。
粘土湿型砂在铸造工艺中扮演着重要的角色，其质量的控制直接影响到铸件的成型质量和表面质量。
为了保证粘土湿型砂具备良好的流动性和粘结性，需要在配方设计、水分控制、粘土颗粒分布、干燥处理、质量检测以及储存保管等方面进行精细的控制。
粘土砂混砂工艺
手工造型湿型粘土砂面砂混砂工艺
1、使用设备S114碾轮混砂机。
2、新砂要除去树根、泥块等杂质，含水量控制在8%以下。
旧砂要经过破
碎除去砂团、铁块、铁钉、木片等，含水量控制在2%以下。
各种添加剂必须干燥松散。
3、型砂配比见下表：重量%
4、型砂性能要求：
含水率4.5-5.5%，湿压强度80-110kPa，透气性80-140。
5、一次总混砂量0.4立方米（约600公斤），将新砂、旧砂、煤粉、膨润
土等按一次混砂量配比，用称称量或用容器量好。
6、开机前应检查混砂机油位、刮板间隙是否正常，混砂机内是否有异物，
空机启动检查是否有异常声响，确认正常后加入新砂、旧砂、膨润土、煤粉，干混2-3分。
7、混砂机在工作状态下根据需要缓慢加入水，混制8-10分，卸砂。
8、卸砂后检验型砂性能，根据检验结果适当调整新旧砂比例及膨润土加入量。
9、卸料后将混好的型砂堆放起来调匀2-4小时，表面盖以麻袋等物品，保持水分待用。
10、工作结束后将混砂机机盆、刮板清理干净待用，清理干净工作现场。
编制：技术部审核：批准：。
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粘土湿型砂及其控制要点
中国铸造协会李传栻
用粘土粘结砂作造型材料生产铸件，是历史悠久的工艺方法，也是应用范围最广的工艺方法，说其历史悠久，可追溯到几千年以前；论其应用范围，则可说世界各地无一处不用。
值得注意的是，在各种化学粘结砂蓬勃发展的今天，粘土湿型砂仍是最重要的造型材料，其使用范围之广，耗用量之大，是任何其他造型材料都不能与之比拟的。
据报道，美国生产的钢铁铸件中，用粘土湿型砂制造的占80%以上；日本的钢铁铸件中，用粘土湿型砂制造的占73%以上。
适应各种造型条件的能力极强，也是粘土湿型砂的一大特点。
从人类进入青铜时代起，长期用于手工造型，生产了无数精美绝伦的产品。
1890年震压式造型机问世以后，用于机械造型也极为成功，并为此后造型作业的机械化、自动化奠定了基础。
近代的高压造型、射压造型、气冲造型、静压造型及无震击真空加压造型等新工艺，也都是以粘土湿型砂为基础的。
各种新工艺的实施，使粘土湿型砂在铸造生产中的地位更加重要，也使粘土湿型砂不断面临许多新的问题，促使我们对粘土湿型砂的研究不断加强、认识不断深化。
现今，随着科学技术的迅速发展，各产业部门对铸件的需求不断增长，同时，对铸件质量的要求也越来越高。
现代的铸造厂，造型设备的生产率已提高到前所未有的水平，如果不能使型砂的性能充分适应具体生产条件，或不能有效地控制其稳定、一致，则不用多久就可将铸造厂埋葬于废品之中。
目前，采用粘土湿型砂的铸造厂一般都备有适合其具体条件的砂处理系统，其中包括：回收砂的处理、新砂及辅助材料的加入、型砂的混制和型砂性能的监控。
粘土湿砂系统中，有许多不断改变的因素。
如某一种或几种关键性能不能保持在控制范围之内，生产中就可能出现问题。
由于各铸造厂砂处理系统的安排不同，选用的设备也不一样，要想拟定一套通用的控制办法是做不到的。
这里，将扼要谈到粘土湿型砂的特性及一些目前已被广泛认同的控制要点。
在理解这些要点基础上，可根据企业自己的具体条件确定可行的控制办法。
而且，还要随着技术的进步和工厂实际能力（包括人员和资金）的增强，不断改进型砂系统。
一、粘土湿型砂的特性
通常都说粘土湿型砂的粘结剂是粘土，实际上这种提法是不太确切的，单用粘土，不能粘结砂粒、使型砂具有强度，粘土湿型砂中的粘结剂是粘土和水按一定比例配合组成的，水是粘结剂中的重要组成部分，只不过水太平常了，所以往往未得到足够的重视。
1、土-水比
如果按活性粘土和水各自在型砂中所占的份额，将活性粘土和水按比例单独混合，得到的是粘稠的膏状体，类似于为制作饺子所和的面团。
按土质学方面对粘土-水系统的稠度划分原则，粘土湿型砂中的土-水混合物属于“半固态”范围，实际上型砂中将砂粒粘结起来是这种膏状体，我们将其称之为“粘土膏”。
目前，粘土湿型砂中所用的粘土都是膨润土，水和膨润土混成的粘土膏，大体上是在土-水比为3：1左右时强度最高。
采用高压造型工艺时，为得到高强度的铸型，型砂中所含的活性膨润土和水分的质量分数之比，大体都在3：1左右。
在这种条件下，型砂的可紧实性也最适合高压造型的要求（约在35~45之间）。
粘土膏的水分增多，其粘度随之降低，强度也相应下降。
采用震压式造型机造型时，使型砂流动并将其紧实所需的能量比高压造型小得多，型砂的强度就应该低一些。
因为型砂的强度越高，其抵抗变形的能力越强，造型设备提供的能量不足，就难以使铸型具有必要的紧实程度。
为适合这种条件，型砂中的土-水比就应该高一些，一般以控制在3：2左右为合适。
2、粘土湿型砂的砂粒结构
砂粒之间的粘结，是靠粘土膏实现的。
理想的情况是：水和粘土混合得很好，成为均匀的粘土膏，粘土膏又均匀地涂布在每一砂粒的表面上，砂粒之间由其表面的粘土膏彼此相连而形成的粘结桥粘结起来，如图1所示，其间的空隙可使型砂具有必要的透气性。
图1 粘土湿型砂理想的砂粒结构
要将粘土和水混成均匀的膏体是很不容易的。
泥塑艺术家和制陶器的技师混制膏体时，要先将其混匀，再放置一段时间使之熟化，然后还要揉搓、摔打。
粘土湿型砂中的粘土膏，质量要求当然没有这样严格，但要使膨润土充分吸水、调混均匀并均匀涂布在每个砂粒表面上也是非常困难的。
在生产条件下，混砂的时间是非常有限的，不仅不可能使粘土和水调配均匀，其在砂粒表面的涂布状态也与图1所示的也相距甚远。
完全用新砂配制粘土湿型砂，混成砂的实际砂粒结构示意图见图2。
反复使用的系统砂，涂土膏在砂粒表面分布的情况要好一些。
图2 用新砂配制的粘土湿型砂砂粒结构示意图
3、粘土湿型砂的混砂效率
有鉴于在生产条件下粘土湿型砂中的粘土和水不可能充分混合，美国的
C. E. Wenniger 提出了“混砂效率”的概念。
粘土湿型砂的混砂效率是指：型砂中实际上起粘结作用的膨润土量与其中的活性膨润土含量之比，即
这里有两个术语需要特别说明一下：
“活性膨润土”是型砂中所含的具备活性、能吸水膨胀而起粘结作用的膨润土，也就是可以用吸蓝法测定其含量的膨润土。
活性膨润土（active clay ），曾有人将其译为“有效膨润土”，而且在全国广为采用，这是很不妥当的。
因为活性膨润土是能起粘结作用的，是具有活性的，但在型砂中不可能全部都起作用，并不是都是“有效的”，而且也不希望其全部都起作用。
“有效膨润土”（effective clay ）则是在型砂中发生了有效粘结作用而使型砂具有强度的膨润土。
由于粘土膏属半固态性质，粘度很高，难以混匀，用于混制粘土湿型砂的混砂机，所需的功率比供砂能力相同的树脂砂混砂机大得多，混砂所需的时间也更长。
即使如此，型砂中的粘土和水仍不能充分混匀，用当前高水平的混砂设备，混砂效率也不过是60~70%。
另一方面，从要求型砂适于造型的可紧实性看来，也不应该让所有的活性粘土都充分吸水并混合均匀。
例如，高压造型一般要求型砂的可紧实性数值为35～45，在这种条件下，混砂效率大约仅略高于60%。
如果充分加水，并加以长时间的混制，使混砂效率提高到80%以上，型砂的可紧实性就会远高于60，根本就不能使用，更不用说让型砂中的活性粘土全部都起作用了。
还要特别指出的是：如果型砂中的活性粘土全部都起作用，都充分吸水了，造好的砂型浇注时，金属/砂型界面处的水向内部迁移，形成水分凝混砂效率= ×100（%）
有效膨润土量 活性膨润土含量。