粘土湿型砂铸造造型中需要注意的要点
2020-01-18用粘土砂作为铸造造型材料生产铸件，是较为传统的工艺且应用较为广泛的。例如现在铸造工艺上的射压造型、半自动造型、震压式造型、气冲造型及全自动铸造造型等，也都是以使用粘土湿型砂为前提的。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。
在各种砂铸造造型工艺蓬勃发展的今天，粘土砂造型适应铸造造型条件的能力极强，这也是粘土砂造型的一大优点，据国际信息报道，在日本铸造业中，以粘土湿型砂制造的占73%以上;美国铸造业中，以粘土湿型砂制造的占80%以上。现如今，随着科学技术水平的快速发展，各个生产产业对铸件的需求越来越大，对产品铸件的质量要求也越来越高，对企业的生产率也带来了巨大的挑战。如果砂处理造型的性不能充分适应具体生产条件要求，或者不能有效的控制其稳定、一致，则对于铸造企业一个长期发展是非常不利的。
在粘土湿砂造型环境中，有许多不断改变的因素。如果有一种或多种关键性的条件不能保持在控制范围之内，那么铸件生产中是很容易出现问题的。一个完整性的砂处理造型系统，应该监控型砂的性能，如有问题，应能及时对行为发出警告。由于各铸造厂砂处理的系统设置不同，选用的造型设备也打不相同，所以想拟定一套通用的粘土砂造型控制方案是做不到的。在这里本人提出一些目前已被广泛认同的控制要点。
粘土湿型砂铸造造型的注意要点
一.对于旧砂的处理
用粘土湿型砂造型，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粘土外，大部分型砂可以回收使用。这是粘土湿型砂的主要优点之一。
配制粘土湿型砂时，旧砂用量一般都在90%以上，如果对旧砂的处理不当，无论怎样加强混砂，无论添加什麽辅助材料，都不可得到好的型砂。所以，对旧砂进行有效的处理，是保证型砂质量的前提。
1.旧砂温度的控制
热砂问题，已被公认为粘土湿型砂铸造必须面对的最大问题。型砂温度太高，铸件容易产生夹砂、表面粗糙、冲砂、气孔等缺陷。热砂对铸件质量的负面影响，主要由于以下几个方面：
·由于热砂使水分蒸发，混砂时无论怎样注意，也难以控制型砂的性能;
·将热型砂送往造型机的过程中，由于水份损失，型砂性能改变，造型时实际上用的型砂，其性能与混砂时控制的性能差别很大;
·造型时，热型砂的水分容易在模样表面上凝结，型砂粘模;
·合型后，热砂的水分蒸发，凝结在冷的芯子上，会使芯子的强度降低，铸件也易于产生气孔; ·如果旧砂要贮存在砂斗中备用，则热砂容易粘附在 砂斗壁上。严重时，砂斗四周堵满了型砂，只剩中间一个孔洞，使系统中的型砂只有一部分周期使用，这部分型砂周转快、温度又会进一步提高，使热砂问题更加严重。
那么多高温度的砂算是热砂?判断热砂的温度界限，是看其是否使混砂、造型及铸件质量方面出现问题。对此，许多研究者从个方面进行了研究;有人研究了型砂温度对其性能稳定性的影响;有人研究了温度对膨润土-水系统流变性的影响;有人研究了型砂温度与铸件质量的关系。各方面的研究，得到了一致的结论，即：为保证型砂的性能稳定，温度应保持在50℃以下。而冷却型砂最有效的办法是加水，但是，简单的加水，效果是很差的。一定要吹入大量空气使水分蒸发，才能有效地冷却。即使加水后向砂表面吹风，也不能有多大的改善。加水后，要使水在型砂中分散均匀，然后向松散的砂吹风，使水分迅速蒸发，同时将蒸汽排除。
2.旧砂的水分控制
几乎所有的铸造厂都检查和控制混成砂的水分，但是，对于严格控制旧砂水分的重要性，很多铸造厂的领导和技术人员还缺乏足够的认识。
进入混砂的旧砂水分太低，对混砂质量的影响可能并不亚于砂温过高。特别是铸型浇注以后，由于热金属的影响，很多砂粒表面上的土-水粘结膜都脱水干燥了，加水使其吸水恢复塑性是很不容易的。旧砂的水分较低，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。目前，各国铸造工作者已有了这样一种共识：进入混砂机的旧砂，水分只能比混成砂略低一点。较好的做法是：在旧砂冷却过程中充分加水冷却后所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。更好的做法是：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。型砂中的膨润土和水在混砂机进一步得到调制，型砂的性能就更为稳定一致。
3.旧砂的粒度
对于用粘土湿型砂制造的铸铁件，型砂的粒度以细一些为好。由于混砂时旧砂用量一般都在90%以上，决定型砂粒度的因素主要是旧砂。新砂加入量很少，不可能靠加入新砂来改变型砂的粒度。所以，应该经常检测旧砂的粒度。
4.吸水细粉的含量
吸水细粉中主要是死粘土，还包括焦化的煤粉细粒和其他细粉。吸水细粉在混砂时会和膨润土争夺水分，使混成砂达到可紧实性目标值所需的水分增高。但是，据目前大家的认识，吸水细粉的吸水能力比膨润土强，而保持水分的能力却低于膨润土。因此，在型砂中加水量略有不当时，吸水细粉对型砂性能有一定的"微调和稳定"作用。水分高时，细粉首先吸水，膨润土所吸收水可较稳定一致;混成砂在输送过程中水分蒸发时，吸水细粉所吸的水先蒸发，粘结砂粒的粘土膏中的水分较为稳定，型砂的性能也就较小波动。因此，吸水细粉含量比例不能太高，否则易于导致铸件上产生针孔、表面粗糙和砂孔的缺陷。吸水细粉的含量并非越低越好，最好将其控制在2-5%之间，含量太低，则型砂的性能不易于砂型的稳定和紧实性。
二.新砂的补加
粘土湿型砂在系统中反复使用，由于铸件粘附的砂粒被带走，部分膨润土受热成为死粘土，煤粉受热失效以及抽尘系统吸走粉状材料等因素，补加新材料以保持系统砂的总量稳定、性能一致是绝对必要的。这里，只简单谈谈各种材料补加量的确定，不想罗列各种材料的规格。
1. 新砂
用新砂配成的型砂，是简单的混合物。混砂时补加的新砂不宜太多，以保持系统砂总量稳定为原则。新砂加入量太多，会对型砂质量有负面的影响。我国铸造厂一般散落砂都较多，很多厂新砂补加量为5-8%，这也是合适的。
2. 膨润土和其他黏结剂相比
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。而活性膨润土的粘结能力，只有在加水以后才能表现出来。不同的膨润土，丧失粘结能力的温度不同。
3. 煤粉
铸铁用粘土湿型砂中的煤粉含量，要根据铸件的特点，煤粉的质量具体确定。煤粉含量大致上宜控制在3.54-5.54%之间。
混砂时补加的数量，须根据旧砂中有效煤粉的测定值来确定。旧砂中有效煤粉量的测定方法，这里就不说了。
三、混砂
1. 混砂的主要作用是：将型砂中各组分混合均匀，使水分充分润湿粘土，并使粘土膏涂布在砂粒表面上。目标是使型砂具有适应造型设备的性能，由于粘土膏是半固态粘性物料，达到上述目标所需的能量很大。 如果混砂设备的功率不高，或混砂时间不够，粘土就不能充分发挥其粘结作用，型砂的强度不高，其它性能也不好。
2. 如果增加型砂中的水分，使粘土膏的水分增高、粘度下降，就可以减少涂布粘土膏所需的能量，即混砂时间可以缩短。但是，由于粘土膏的粘度下降，型砂的湿强度也急剧下降，这种办法实际上是不可取的。
3.合理的加料顺序
