湿型砂原材料质量测定方法

湿型砂用膨润土及检测技术于震宗黄天佑殷锡鹏1. 前言黏土是以细小结晶质的黏土矿物为主要组成物的土状材料。

自然界的黏土矿物按晶体结构可分为高岭石组（两层型结构）、蒙脱石组（三层型结构，晶层间可膨润）和依利石组（三层型结构，晶层间不膨润）。

陶土的主要矿物是高岭石，用于生产陶瓷产品。

铸造行业所谓普通黏土，（包括白泥、甘子土、陶土、瓷土、高岭土等类材料），主要含有高岭石矿物，也有个别的普通黏土含伊利石类矿物。

铸造工厂用普通黏土做为修炉、修包材料和干型的粘结剂。

湿型砂采用的膨润土属于以蒙脱石矿物为主的黏土，其中也含有一些其它黏土矿物，以及少量石英、长石、云母等碎屑和有机物质。

膨润土被水润湿后具有相当高的湿态粘结力和可塑性；烘干后硬结，具有干强度；硬结的膨润土加水后又能恢复粘结性和可塑性。

膨润土在自然界中蕴藏丰富，加工容易，价格低廉。

过去有很多铸造工厂使用普通黏土为湿型粘结剂，或者用红砂做为湿型砂。

如今绝大部分湿型铸造工厂都已改用膨润土为湿型砂粘结剂。

2. 膨润土的机械行业标准机械行业标准JB/T 9227–1999《铸造用膨润土和粘土》中，对膨润土的分类、技术要求、试验方法、检验规则等做出了规定。

现综合摘要介绍如下：膨润土每批产品的取样按随机取样法进行。

取样数不得低于(n/2)1/2。

n为交货产品的袋数。

每批取样数不得少于2个样品，从每袋中取出样品不得少于1kg。

试验用料从选取的样品中，由四分法获得。

其重量可由试验项目决定，但不得少于1kg。

供方应按本标准所规定的牌号和技术要求生产供应。

除供测定含水量用的试料外，进行其它检验用的试料须在105～110℃烘干2h。

烘干时试料厚度不大于15mm。

然后将烘干的试料存放于干燥器内，以备进行试验。

对于选取的试样须注明其名称、产地及取样日期。

试验后所剩样品应保存3个月以备复查。

铸造用膨润土按其主要交换性阳离子分为四类。

以膨润土代号“P”及主要交换性阳离子的化学元素符号来表示不同类别的膨润土。

湿拌砂浆原材料检测方法砂的检测方法
石粉的检测方法
水泥的检测方法
外加剂的检测方法
奥特龙湿拌砂浆稳塑剂（单组份）
（化成水剂使用）简介
一：产品特点
1、易化成水剂，粘度来得快；
2、水剂不分层，不沉淀，均匀一致；
3、增稠保水组份和缓凝组份合二为一，方便使用；
4、满足不同保塑时间的要求：8-12小时，12-16小时，24小时；
5、砂浆保水率高、和易性好，砂浆上墙后，硬化快，强度高。

二：使用方法及掺量
１、本产品化作水剂使用时，水剂储存罐应有搅拌装置，搅拌时间不少于10分钟；
２、保塑时间8-12小时，配制湿拌砂浆使用本产品的使用方法及掺量：宜化成3％浓度的水剂，掺量12-18公斤；
３、保塑时间12-16小时，配制湿拌砂浆使用本产品的使用方法及掺量：宜化成4％浓度的水剂，掺量12-18公斤；
４、保塑时间24小时，配制湿拌砂浆使用本产品的使用方法及掺量：宜化成5％浓度的水剂，掺量12-18公斤；
武汉奥特龙建材有限公司
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1.粘土砂的紧实率是指湿态的型（芯）砂在一定的紧实力的作用下其体积变化的百分比，用试样紧实前后高度变化的百分比来表示，用湿型砂锤击制样机上三锤紧实。

有效高度120mm.紧实率=紧实距离/筒高（100%）紧实率CB:32%2.含水量：粘土砂的含水量是指在105-110℃烘干能去除的水分含量，以试样烘干后失去的质量与原试样质量的比（%）表示。

检验方法一般采用烘干称重法，仪器主要为红外线快速干燥器。

含水量:3.2%3.用型砂的紧实率%和含水量的比值来衡量一种型砂的含水量是否合适。

10-12.小于10，含泥量偏多型砂韧性差，大于12，含泥量偏少，对水分敏感性增大，而且透气性也偏高，易粘砂。

4.粘土湿型砂的透气性是指紧实后的砂样允许气体通过的能力。

透气性越高表明沙粒间孔隙过大，金属液易于渗透入沙粒。

透气性：1105.湿态抗压强度：110-140KPA 湿态抗拉强度：＞11 KPA 抗劈强度：＞17 KPA 5.表面强度表面耐磨性表面安定性＞85%湿型砂应当具有足够高的表面强度，能够经受起模轻吹下芯浇注金属液等过程的擦磨作用。

6.型砂含泥量指的都是颗粒直径小于0.02mm的组分质量分数。

含泥量有两部分组成，第一部分活性组分，有效膨润土和有效煤粉。

第二部分灰分，失效膨润土煤粉和杂质。

用适量的α-淀粉降低型砂对含水量的敏感性。

型砂含泥量全粘土12-13%7.型砂粒度直接影响透气性和铸件表面粗糙度。

型砂粒度是将测量过含泥量的型砂用筛分法测定得到。

58±2. 50-65（相当于50/140---140/50筛号）8.MB 活性膨润土量6---9%9.有效煤粉量。

通过测定灼烧减量即燃损值和挥发量，含碳量，固定碳含量等参数作为推测有效煤粉量的参考。

灼烧减量即燃损值为3.5---5%。

高密度湿型的型砂原材料品质要求于震宗（清华大学）2002年5月摘要高密度湿型对型砂的原材料提出比较高的要求。

应当选购高品质的膨润土和煤粉。

使用淀粉的铸造工厂应注意其中是否含有杂质。

文章还对回用砂和原砂的性能提出要求。

此外，也不可使用含电解质过多的和被污染的水。

关键词高密度湿型型砂原材料The Quality Requirement of Raw Materials for High Density MoldingYu Zhenzong (Tsinghua University)Abstract The high density molding set a comparative higher requirement on the quality of raw materials for molding sand. Bentonite and seacoal of excellent quality should be choiced. The starch user should be aware whether it contains any impurities. This paper also speaks of the property requirements of reused sand and new sand. In addition, the water containing high level electrolyte or contaminated water cannot be used for sand preparation.Keywords High Density Molding Raw Materials of Molding Sand前言高密度造型（或称高紧实度造型）包括多触头高压、气冲、挤压、射压、静压、吸压等造型方法对型砂品质的要求比较严格[1]。

制备出高品质型砂的最主要关键之一是选用优良品质的型砂原材料。

实用湿型砂检测技术（草稿）于震宗（yuzz@）、高仲春(gaozhongchun@)目录序论序论本文包括湿型砂性能和湿型砂原材料检测技术，有关各种砂芯的检测不包括在本文中。

内容排列基本上按照日常检验型砂的顺序和常用性。

编写的主要根据为几种国家标准和机械行业标准（GB/T 2684-2009 铸造用砂及混合料试验方法；GB/T 9442-1998铸造用硅砂；GB/T 212-2008 煤的工业分析方法；JB/T 9221-1999 铸造用湿型砂有效膨润土及有效煤粉试验方法；JB/T 9222-2008 湿型铸造用煤粉；JB/T 9227-1999 铸造用膨润土和粘土）。

也参照了美国砂型和砂芯实验手册（AFS Mold and Core Test Handbook, 3rd Edit. 2001）和其他参考资料。

本文专门根据铸造工厂的特点编写，供铸造工厂型砂实验员做为操作参考。

为了更适合工厂实验室应用，对各种标准的部分操作步骤提出一些变通意见。

型砂实验室具有繁忙和快速的特点。

影响铸件质量的因素多且复杂，需要迅速得到多种性能参数，才能防止出现系统性的和难以判断原因的缺陷。

每种性能不必测三次求平均值。

如果试样的测定值数字与预期值接近，测定一次就可以算数。

假如出现数字异常，可以再补做一或两个试样。

多余时间宁可用于增添检测项目，江苏某外资汽车件铸造工厂的湿型砂检测项目有22项之多，我国本土工厂似有差距。

湿型砂是一种非均质的混合材料，各种性能的检测结果一般需要两位有效数字，仅个别性能能够得出三位有效数字。

由此决定天平等计量工具的精度。

有些仪表的表盘的指针的分辨能力也大多只达到两位数字。

由于性能检测结果的需要经常是急迫的，最好快速得出数据。

一些标准中要求烘干和灼烧后放置在冷却器中冷却和达到恒重。

但是考虑到型砂和型砂材料并非高吸湿材料，在型砂实验室的空气中冷却后立即称量不会增加重量。

如果在高湿度的阴雨天气，冷却到比室温高20～30℃，拿去称量也不会吸入多少水分。

湿型砂检测技术于震宗目录1 引言 1 ２湿型砂取样方法 1 3 湿型砂基本组成物2 3．1 含水量 2 3.2 含泥量3 3.３砂粒细度4 3.4 有效膨润土量 6 ３．5 有效煤粉量7４湿型砂特性9 4．1 标准工艺试样制备9 4.２紧实率的测定10 4.3 透气性1０4．4 型砂强度1２4.5 破碎指数１4 4.６可紧实姓和流动性１5 ４.7 起模性1６4.8 表面耐磨性1７４.9 热湿拉强度1７４.1激热开裂试验184．11 抗机械粘砂性能18 4.12 砂型硬度１9 5 型砂检测频率和结果整理19 5.1 型砂检测频率19 5.2 检测结果整理201 引言为了保证湿型铸件具有良好的表面品质,必须使用经过检验证明的良好品质型砂。

一个正规的铸造工厂型砂实验室中对型砂品质检测应当包括：①型砂组成物如砂粒、有效膨润土、有效煤粉、水、灰分、团块等;②型砂特性如紧实率、透气率、强度、韧性、流动性、温度、起模性、表面耐磨性、抗粘砂能力、抗夹砂能力等。

上述的组成物含量和型砂特性统称为型砂性能，这两部分性能是密切联系在一起的。

本文将介绍高品质湿型砂对性能的测试方法。

旧砂的组成物与型砂基本相同，只是含量多少有一些区别，将与型砂一并讨论。

本文专供型砂实验室工作人员参考,有关湿型砂性能的具体要求另有专文介绍,不在本文范围之内。

2湿型砂取样方法根据GB/T 2684-１９8１《铸造用原砂及混合料试验方法》标准规定,选取型砂试样应避免从砂堆表层收集已失去部分水分的混合料。

试验用试样必须取经过与铸造车间相同方法处理过的型砂，直接从铸造车间混砂处取样,以及从造型处取样。

应当取3份样并混匀，一次不少于２kg，送往型砂实验室进行检验。

补充说明:⑴应当由实验员亲自取样,不由混砂工或其他人代取代送，以保证试验结果严谨可靠。

⑵型砂的取样地点应为混砂机和造型机两处。

前者可以及时发现性能有无异常,以便立即采取纠正措施。

由于湿型砂从混砂机运送到造型机时各种性能有变化,为了满足造型和浇注的要求,以及铸件表面品质的需要,应当以造型机处型砂性能为控制基准。

型砂分析仪器操作规程一、型砂湿度测定仪操作规程1、范围：适用于潮膜型（芯）砂、新砂及旧砂等含水百分量（水份）的测定。

2、快速法：2.1 用天平称取50±0.05克砂样，倒入红外线烘干器砂盘中，用干净毛刷将砂样全部扫入砂盘，均匀铺平后，随砂盘一起放入烘干器内。

2.2 旋动定时器旋钮至15分钟刻度位置，红外线灯亮即开始工作。

2.3 砂样烘干到预定时间，红外线灯自行熄灭。

取出砂盘冷却室室温，用干净毛刷将砂样全部扫入砂盘，再用天平称量砂样重量。

2.4 砂样含水百分量＝[（烘干前砂样重量－烘干后砂样重量）÷烘干前砂样重量]×100%3、仲裁法：3.1 将120mm玻璃皿放在1%电子天平上，归零。

3.2用天平称取50±0.05克砂样，置于玻璃皿内，在温度为105℃～110℃干燥箱内烘干至恒量（一般烘30分钟后称其质量，然后每15分钟称量一次，直到相邻两次称量之间的差数不超过0.02克时，即为恒量），置于干燥箱内，待冷却至室温时，进行称量和计算含水量。

二、型砂强度测定操作规程1、范围：适用于潮膜型（芯）砂紧实率的测定。

2、步骤：2.1 将捶击式制样机的长杆手柄压下，使冲头向上提高并固定。

2.2 将标准试样筒与筒座装配，一起置于带有6目筛子的投砂器下。

2.3 使型芯砂过6目筛，通过投砂器均匀地装满试样筒，用刮刀刮去试样筒上多余的型芯砂，使型芯砂与试样筒上口平齐。

将试样筒连筒座一起放在制样机机座中心。

2.4 慢慢抬起制样机的长杆手柄使冲头轻轻压入试样筒中，然后将试样筒旋转半圈。

2.5 顺时针转动小凸轮三次，使试样受三次冲击。

2.6 冲杆位置红线与标准刻线牌右侧对应刻度值即为测定的型砂紧实率。

2.7 将制样机长杆手柄压下，使冲头向上提高并固定，取出试样筒，卸下筒座。

2.8 将试样筒倒立套在顶柱上，顶出试样。

2.9 顶出的试样应在天平上称重，记录紧实率标样重量。

三、型砂强度测定仪操作规程1、范围：适用于潮膜型（芯）砂抗压强度、抗剪强度的测定。

型砂性能试验 （4学时）一、实验内容1．膨润土或普通粘土加入量对型砂性能的影响。

2．型砂湿度对型砂性能的影响。

3．型砂湿度、透气性、强度的测定。

二、目的要求1．比较熟悉地掌握型砂湿度、透气性、湿压强度的测定方法。

2．通过实验牢固地掌握膨润土加入量、型砂湿度对粘土型砂性能的影响规律。

3．通过实验，学会正确地选择型砂配方的方法。

三、型砂湿度的测定（烘干法）湿度即水分含量，其测定方法有标准法和快速法两种。

1．标准法用精度为0.01克的天平称取试样50±0.01克，均匀地铺在小盘上，连小盘一起放在105～110℃的恒温箱中烘干，直至重量不再减少为止（烘干30分钟以后，每隔15分钟称量一次，两次称量的差数不超过0.02克就算恒重），根据最后一次称重，即可算出含水量。

含水量（%）2%Q 50%10050Q 50%100Q Q -Q 11010⨯-=⨯-=⨯=）（ 式中：Q 0—烘干前试样重量（克）Q 1—烘干后试样重量（克）2．快速法铸工车间通常用图8示红外线烘干器测定型砂湿度。

其过程如下：用天平称取试料50±0.1克或20±0.1克，均匀无损地铺在承砂盘上，并将承砂盘插入红外线烘干器中，开启电源，型砂在红外线灯光照射下被烘干，直至恒重，大约需要4—8分钟，冷却后重新称重，便可按下式计算含水量。

含水量（%）%100Q Q -Q 010⨯=图8 红外线烘干器四、圆柱形标准试样的准备标准砂样是在图9示的摏砂样器上制成，其过程如下： ①称取型砂160～170克（一般根据经验取样）左右，倒入圆柱形试样筒中（注意试样筒中不要装倒）。

图9 摏砂样器②右手操纵手柄5使冲头举起，左手将砂样筒连同底座放于冲头下，然后放下手柄5，使冲头插入砂样筒内。

③转动凸轮手柄3三次，使重锤冲击试样三次。

此时，应检查冲击导杆顶端是否在公差刻线之内，如在刻线之内，试样便制成，否则试样应报废、重做。

④右手操纵手柄5使冲头举起，左手将试样筒取出，试样筒连同试样一起拿到透气性测定仪上去测定型砂透气性。

湿型砂检测技术于震宗目录1 引言 1 ２湿型砂取样方法 1 3 湿型砂基本组成物2 3．1 含水量 2 3.2 含泥量3 3.３砂粒细度4 3.4 有效膨润土量 6 ３．5 有效煤粉量7４湿型砂特性9 4．1 标准工艺试样制备9 4.２紧实率的测定10 4.3 透气性1０4．4 型砂强度1２4.5 破碎指数１4 4.６可紧实姓和流动性１5 ４.7 起模性1６4.8 表面耐磨性1７４.9 热湿拉强度1７４.1激热开裂试验184．11 抗机械粘砂性能18 4.12 砂型硬度１9 5 型砂检测频率和结果整理19 5.1 型砂检测频率19 5.2 检测结果整理201 引言为了保证湿型铸件具有良好的表面品质,必须使用经过检验证明的良好品质型砂。

一个正规的铸造工厂型砂实验室中对型砂品质检测应当包括：①型砂组成物如砂粒、有效膨润土、有效煤粉、水、灰分、团块等;②型砂特性如紧实率、透气率、强度、韧性、流动性、温度、起模性、表面耐磨性、抗粘砂能力、抗夹砂能力等。

上述的组成物含量和型砂特性统称为型砂性能，这两部分性能是密切联系在一起的。

本文将介绍高品质湿型砂对性能的测试方法。

旧砂的组成物与型砂基本相同，只是含量多少有一些区别，将与型砂一并讨论。

本文专供型砂实验室工作人员参考,有关湿型砂性能的具体要求另有专文介绍,不在本文范围之内。

2湿型砂取样方法根据GB/T 2684-１９8１《铸造用原砂及混合料试验方法》标准规定,选取型砂试样应避免从砂堆表层收集已失去部分水分的混合料。

试验用试样必须取经过与铸造车间相同方法处理过的型砂，直接从铸造车间混砂处取样,以及从造型处取样。

应当取3份样并混匀，一次不少于２kg，送往型砂实验室进行检验。

补充说明:⑴应当由实验员亲自取样,不由混砂工或其他人代取代送，以保证试验结果严谨可靠。

⑵型砂的取样地点应为混砂机和造型机两处。

前者可以及时发现性能有无异常,以便立即采取纠正措施。

由于湿型砂从混砂机运送到造型机时各种性能有变化,为了满足造型和浇注的要求,以及铸件表面品质的需要,应当以造型机处型砂性能为控制基准。

型砂水分含量测定仪、型砂水分检测仪、砂石水分测定仪、型砂含水量测定仪的测量原理为烘箱干燥减重法，仪器自动锁定显示样品的含水率。

型砂水分测定仪主要由加热部分、称重部分、水分测量配件及水分检测软件等4部分组成。

其中，水分仪的加热部分是采用450W环形卤素灯作为加热源，能够快速均匀加热并干燥试样，且不易损伤样品表面；型砂水分检测仪的称重部分则是采用德国HBM称重传感器，能够迅速准确称量样品质量，称量准确度高且重复性好；水分仪的测量配件主要包含聚热盘、三角支架、盘托及样品盘等；型砂水分测试仪的测量软件经过我司技术人员的多次更新迭代，已具备了样品名称自定义、加热温度设置、加热模式设置、停机方式及停机标准设置等功能，并且在测量材料水分含量的同时，还能够测量材料的固含量。

型砂主要检测项目型砂的水分含量、粒度、压缩强度、流动性、耐火度等指标会影响铸件的质量，在铸件上的表现为密度、气孔率等缺陷。

水分含量是型砂的重要性能指标，其在很大程度上直接影响了铸件的气孔分布及其他缺陷。

一般情况下，在铸造过程中用的型砂会严格要求控制水分含量是要低于0.5%的。

型砂水分含量检测仪属于烘干加热法水分仪，采用卤素灯作为加热源，故又称作卤素水分检测仪。

型砂水分检测仪的应用范围较为广泛，几乎可以用于各种需要检测材料含水率的行业。

型砂水分测试仪可以用于橡胶、塑料、颜料、色母粒、腻子粉、石膏粉、珠光砂、铸造型砂、宝珠砂、硅微粉、陶瓷浆料、电池粉末、碳纤维复合材料、活性炭、木炭、碳粉、铝银浆、防火材料、耐火材料、钎焊剂、减水剂、混凝土、玻化微珠、膨胀珍珠岩等材料的水分含量测试。

型砂水分仪技术参数仪器型号：JF12031A称重分辨率：0.001g称重阈值：120g称重传感器：德国HBM水分分辨率：0.01%取样量:》1g校准方式：单点校准数据接口：RS232数据存储：100组加热源：环形450W卤素灯加热方式：温和、标准、快速停机方式：自动、手动、定时样品盘直径：Φ90mm显示器：5寸触摸屏显示屏温度调整范围：45℃～180℃，调整间隔：1℃结果显示：测试温度及时间、水分含量、固含量、回潮率、动态曲线等型砂水分含量测定仪的使用方法打开设备包装，取出仪器主机及配件，将聚热盘、三角支架、盘托及样品盘等依次装入主机内完成安装，按照说明书指示完成重量单点校准，接着将设备归零。

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:I o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60o4■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。

有条件的可以自己制作试样筒，工作表面硬度HRC65-70,表面粗糙度Ra≤0.20μm o具体造型时需要的湿压强度，丹麦D1SA挤压线推荐200±20Kpa,德国BMD和瑞士GF推荐180~220Kpa,东久公司推荐无箱射压110~140Kpa,新东公司水平无箱射压推荐80~140Kpa,具体还得根据铸件的厚薄程度作适当调整。

型砂性能的测定方法SOP编号：QI8.2.4-JQA-12版本：2.0BU FMCN18 Zhen Jiang PlantQM05.01.2017检测项目1)水分2)紧实率以及铸造性能3)吸蓝量/有效膨润土含量4)灼烧减量5)含泥量6)AFS细度分析仪器设备水分仪(红外或卤素)恒温干燥箱SIMPSON：锤式制样机，电子万能型砂强度测量仪，热湿拉强度仪，数显透气性仪1000 ℃马弗炉涡洗式洗砂机标准筛和振动机水分A.均匀取样5-10g采用红外水分测定仪进行测试B.也可取50g样品放入105℃恒温干燥箱至恒重C.试样水分可根据以下公式计算：m1—m2M= ×100m1M——样品水份，%；m1——试样的质量，g；m2——烘干后试样的质量，g紧实率以及铸造性能---紧实率A.样品筒检查：每次使用样品筒前必须确保样品筒内壁光滑，且无混合料或型砂残留；B.装砂：将样品筒连同底座放在投入器的下方，使样品通过投入器上部的筛网均匀流入样品筒，直到从样品筒上方溢出为止。

C.用刮砂板轻轻的刮除样品筒上多余的样品，刮砂时应从中央开始分别向左右刮平。

D.轻轻的将样品筒连同底座移至制样锤底部，用右侧手轮慢速旋转使主杆均匀的施加三次压力。

E.通过主杆左侧的50mm紧实率用游标尺读出相对应的紧实率结果。

F.注：制样机需固定在有支撑的水平台面上。

紧实率以及铸造性能---铸造性能标准试样的制备A.样品筒检查：每次使用样品筒前必须确保样品筒内壁光滑，且无混合料或型砂残留；B.装砂：将样品筒连同底座放在投入器的下方，取走投入器上部的筛网，称取适量的样品倒入样品筒，倒入时小心样品洒落C.轻轻的将样品筒连同底座移至制样锤底部，轻轻旋转左侧手轮降下主杆并将主杆压脚压入样品筒内的样品上，用右侧手轮慢速旋转使主杆均匀的施加三次压力给样品。

D.敲击三锤后，利用主杆左侧的50mm游标尺确认试样高度在50±1mm以内。

记录此时样重E.注：保持划轮完好，如有磨损需及时更换。

湿型砂材料湿型铸造用型砂的组成物除了旧砂、新砂以外，还加入水、膨润土、煤粉等材料。

此外还有可能加入其它附加物如糊精、 －淀粉、重油液、纸浆废液、糖浆、木粉等。

膨润土和其它附加物与水形成粘稠糊状膜包覆在砂粒表面上形成湿型砂所要求的强度、塑性、韧性等特性。

目前我国有些中、小铸造工厂的湿型铸件表面品质不良和废品率高的主要原因之一大多是原材料选用不当，又不对购入原材料进行严格的检验。

本文中将介绍一些国内外铸造工厂所用湿型砂材料的实际情况，所列举的一些数据只是当时取样检测得到的，或是引自国内外文献，或是当时从个别商品中取样测定的结果，并不代表目前该地区产品的质量状况。

国内原材料产地仅用县或市名，不具体说明生产工厂的名称和地址。

本文写作中参照了几种国家标准和机械行业标准：GB/T 2684-2009 铸造用原砂及混合料试验方法；GB/T 212-2001 煤的工业分析方法；JB/T 9221-1999 铸造用湿型砂有效膨润土及有效煤粉试验方法；JB/T 9222-2008 湿型铸造用煤粉；JB/T 9227-1999 铸造用膨润土和粘土；JB/T 9442-1998铸造用硅砂。

1 原砂（新砂）1.1 引言砂粒是型砂的最主要组成物，每次混制湿型砂时都要向回用砂中补充一些砂粒。

加入原砂（新砂）的目的是：①在铸造过程中，有些砂粒破碎成为微细颗粒和粉尘而被除尘系统排除，还有些粘附在铸件表面而被清理掉。

另外，如果旧砂的落砂和破碎设备效果差，旧砂团块会随铸件跑掉或被筛掉。

因而必须添加新原砂以补充砂粒损失和保持砂系统的总砂量不变。

②旧砂泥分的主要组分是膨润土和煤粉，也还含一些灰分（包括膨润土和煤粉受热而被部分地烧损变成的死粘土和死煤粉，以及混砂加入的原砂、膨润土和煤粉带入的惰性粉尘）。

在回用旧砂砂处理和运输过程中，一部分泥分（包括灰分）被除尘系统清除出去，但仍然有一部分残留下来，并且进入新混制的型砂中而影响型砂性能。

加入新砂可使型砂中的含泥量保持平衡和和冲淡型砂中的灰分。

湿型砂的配方是怎样定出的？■清华大学于震宗一. 前言要想生产出优良品质的湿砂型铸件，必须使用优秀性能的湿型砂。

湿型砂性能的获得，除了要使用优质的原材料和良好的混制工艺以外，还需要有一个合理的配方。

同一种造型方法、同一种类型铸件和同样的品质要求，国内外的湿型砂性能要求是基本类似的，可以互相参考借鉴。

例如国内外稳定生产中小灰铸铁件单一砂的型砂性能都基本上符合下表所示。

各项性能都是从造型处取样的测定结果。

含泥量是指型砂而言；有效膨润土量是指5.00g型砂用0.20％浓度试剂纯亚甲基蓝溶液的滴定量[mL]；有效煤粉量是指1.00g 型砂900℃的发气量[mL]。

性能的波动范围根据铸件大小、厚薄和结构、以及清理方法不同而异，一般情况可取中间值。

至于混砂配方的确定则各工厂可能有较大出入。

铸铁湿型砂批料配方的最主要组成物是旧砂，此外还补充加入原砂、水、膨润土、煤粉。

在生产中旧砂和新砂加入量的比例并不经常变化，通常将旧砂和新砂量之和做为100%。

膨润土、煤粉和水的加入量可能随时调整，因此将这三种材料加入量按超过100%计算。

下表为某些工厂生产中等大小灰铸铁件的单一砂批料配方的例子。

原材料为内蒙砂、优质膨润土、优质煤粉；砂铁比5～7；落砂时树脂砂芯混入旧砂中约占旧砂量的0.5～2％；无旧砂除尘冷却装置；铸件经抛丸清理。

型砂干湿程度根据手捏的感觉或紧实率检测值，含水量为参考值。

2版）第103～104页的表格中列举了国內9家著名大型铸造工厂的铸铁单一湿型砂。

膨润土加入量有的为2～4％，还有极个别的高达5％。

煤粉加入量有的为0.75～2％，也有的高达3～4％。

至于民营中小铸造工厂的批料加入量可能有更大差异。

混砂加水量取决于型砂的干湿程度。

并不给出具体加入量。

以下将讨论其他几种批料的加入量是如何确定的。

二. 膨润土的批料加入量在生产中都是根据型砂试样的湿压强度来确定膨润土加入量是否足够。

补加膨润土的目的是补充膨润土被烧损的损失，另一方面，新加入材料如新砂、混入芯砂和煤粉也需要靠加入膨润土进行黏结使具有足够强度。

湿型砂性能要求及检测方法高质量型砂应当具有为铸造出高质量铸件所必备的各种性能。

根据铸件合金的种类，铸件的大小、厚薄、浇注温度、金属液压头、砂型紧实方法、紧实比压、起模方法、浇注系统的形状、位置和出气孔情况，以及砂型表面风干情况等的不同，对湿型砂性能提出不同的要求。

最主要的，即直接影响铸件质量和造型工艺的湿型性能有水分、透气性、强度、紧实率、变形量、破碎指数、流动性、含泥量、有效粘土含量、颗粒组成、缅化物、砂温、发气性、有效煤粉含量、灼烧减量、抗夹砂性、抗粘砂性等。

3.1水分、最适宜湿程度和紧实率为了得到所需要的湿态强度和韧性，粘土砂必须含有适量水分，太干或太湿均不适于造型，也难铸造出合格铸件。

因此，型砂的干湿程度必须保持在一个适宜的范围内。

判断型砂干湿程度有以下几种方法：（l ）水分也叫含水量或湿度它是表示型砂中所含水分的质量百分数，这是一般工厂中确定型砂干湿程度最常用的传统方法。

测定的原理是称取定量的型砂，放入105 ～110 ℃ 烘干装置中使之干燥，由烘干前后的质量差异计算出型砂的水分。

2 ）手捏感觉有实际操作的混砂或造型工人常根据用手捏型砂时砂是否容易成团和是否沾手来判断型砂的干湿程度，还根据捏紧动作中砂是否柔软和变形情况来判断型砂的可塑性；根据手指掐碎砂团时用力大小来判断型砂的强度是否合适。

（3 ）紧实率是指湿型砂用1MPa 的压力压实或者在鼓击式制作机上打击三次，其试样体积在紧实前后的变化百分率，用试样紧实前后高度变化的百分数来表示，见图1 ，即紧实率= ［（筒高一紧实距离）筒高］×100% 。

手工和机器造型用型砂最适干湿状态下的紧实率接近50 ％；高压造型和气冲造型时为35 ～45 ％；挤压造型时为35 ～40 ％；不管型砂中有效膨润上、煤粉和灰分的含量有多少，只要将紧实率控制在上述范围内，手捏感觉的干湿程度就处于最适宜状态。

这时型砂的水分可称为最适宜水分。

图1 紧实率测定法示意图a）填满型砂b）刮去多余型砂c）紧实3.2透气性紧实的型砂能让气体通过而逸出的能力称为透气性。