❶ 铸造缺陷都有哪些种类类型
铸造铸铁件常见的缺陷有：气孔、粘砂、夹砂、砂眼、胀砂、冷隔、浇不足、缩松、缩孔、缺肉，肉瘤等。
1、气孔
气体在金属液结壳之前未及时逸出，在铸件内生成的孔洞类缺陷。气孔的内壁光滑，明亮或带有轻微的氧化色。铸件中产生气孔后，将会减小其有效承载面积，且在气孔周围会引起应力集中而降低铸件的抗冲击性和抗疲劳性。气孔还会降低铸件的致密性，致使某些要求承受水压试验的铸件报废。另外，气孔对铸件的耐腐蚀性和耐热性也有不良的影响。
防止气孔的产生：降低金属液中的含气量，增大砂型的透气性，以及在型腔的最高处增设出气冒口等。
球墨铸铁件皮下气孔缺陷：
球墨铸铁件的生产过程中，在热处理、抛丸清理后或机加工时常会发现一些直径大约为0、5-3mm，形状为球形、椭圆状或针孔状内壁光滑的孔洞，这些孔洞一般在铸件表皮下2-3mm分布，这就是所谓的皮下气孔。
皮下气孔的形成是由于含镁铁液表面的张力大，容易形成氧化膜，这对阻碍析出气体和入侵气体的排出有一定影响，这些气体滞留于皮下就会形成气孔。另外，球墨铸铁糊状凝固特点使气体通道较早被堵塞，也会促进皮下气孔缺陷的形成。
2、粘砂
铸件表面上粘附有一层难以清除的砂粒称为粘砂。粘砂既影响铸件外观，又增加铸件清理和切削加工的工作量，甚至会影响机器的寿命。
防止粘砂：在型砂中加入煤粉，以及在铸型表面涂刷防粘砂涂料等。
消失模铸件粘砂可以分为机械粘砂和化学粘砂。机械粘砂的实质是金属液对砂粒间细孔的填充渗入，此种情况形成是由于金属液的渗入压力超过了砂粒间空隙中的气体反压力和由金属液表面张力引起的附加压力，金属液渗入砂粒空隙而导致，如果在泡沫塑料模外表面涂挂一层致密涂层，方可起到阻止金属液渗入的作用，从而有效防止铸件产生机械粘砂。化学粘砂的产生多由于型料耐火度不高、熔融温度较低所致，当浇入高温金属液后很容易被金属液所熔融，形成节瘤等缺陷，因此，在金属液和型料之间隔离一层耐火度高的涂料，对于防止化学粘砂很有利。
3、夹砂
在铸件表面形成的沟槽和疤痕缺陷，在用湿型铸造厚大平板类铸件时极易产生。
铸件中产生夹砂的部位大多是与砂型上表面相接触的地方，型腔上表面受金属液辐射热的作用，容易拱起和翘曲，当翘起的砂层受金属液流不断冲刷时可能断裂破碎，留在原处或被带入其它部位。铸件的上表面越大，型砂体积膨胀越大，形成夹砂的倾向性也越大。
4、砂眼
在铸件内部或表面充塞着型砂的孔洞类缺陷。
5、胀砂
浇注时在金属液的压力作用下，铸型型壁移动，铸件局部胀大形成的缺陷。为了防止胀砂，应提高砂型强度、砂箱刚度、加大合箱时的压箱力或紧固力，并适当降低浇注温度，使金属液的表面提早结壳，以降低金属液对铸型的压力。
6、冷隔和浇不足
液态金属充型能力不足，或充型条件较差，在型腔被填满之前，金属液便停止流动，将使铸件产生浇不足或冷隔缺陷。浇不足时，会使铸件不能获得完整的形状；冷隔时，铸件虽可获得完整的外形，但因存有未完全融合的接缝，铸件的力学性能严重受损。
防止浇不足和冷隔：提高浇注温度与浇注速度。
7、孔眼类缺陷
就消失模铸造中的孔眼类缺陷而言，其一般可以分为渣孔和砂孔，其中渣孔是液态金属带入熔渣及模样裂解的固相产物不能排除，漂浮在铸件表面，铸件冷却后形成的，因此在熔炼时除渣要彻底，严格挡渣操作，浇注系统设计要利于除渣，提升浇注温度，选取除渣性好的浇包及设置过滤网挡渣；砂孔缺陷是浇注时干砂进入液态金属，最后积聚到铸件表面喷丸处理掉砂子后留下的孔眼，要防止砂孔缺陷产生要求模样组合粘结要紧密，直浇道密封要好，避免模样在砂箱中粘结，浇冒口连接处和模样转角处要圆滑过渡。
8、塌箱缺陷
塌箱缺陷有时也被称为塌型缺陷或者铸型溃散，随着消失模铸造工艺应用的日趋成熟，有关塌箱缺陷的产生原因和防治办法已经有了相对详尽的研究结果，研究结果证实，塌箱缺陷的产生原因并非单方面的，下面就塌箱缺陷的产生原因做出以下总结：
a、在浇注过程中，消失模模样分解产生的气体量太多且急，铸型排气速度赶不上，加上真空泵吸气不足，容易导致铸型溃散、坍塌；
b、金属液“闪流”是造成塌型缺陷产生的原因之一，所谓金属液“闪流”就是在浇注中，部分已经流入填充消失模模样位置的金属液在受到外界作用的情况下改流到其他部位，使得原来置换出来的位置无金属液或者金属充填占据。该类问题多发生在顶注、铸件存在大平面、一型多模样这几种情况；
c、如果金属液的浮力过大，会使铸型上部型砂容易变形，可能导致局部溃散；一般情况下，铸型顶部吃砂量小，负压度不够，可能造成铸件成型不良，甚至不能成型；
d、涂料的耐火度、高温强度不够，极容易产生消失模铸件塌箱缺陷。消失模模样在浇注过程中有缓冲金属液充型和降温的作用，同时可减弱金属液冲刷铸型。当金属液置换消失模模样而充型腔后，干砂主要就依靠涂料涂层支撑，当涂层强度不够或者耐火度不够时，局部铸型会发生溃散、坍塌，特别是大件内浇道上方极容易发生坍塌。
就消失模铸件缺陷中塌箱缺陷而言，其一般多发生在浇注或者凝固环节，主要特征是铸型局部塌陷、溃型使铸件不能成型或者局部多肉，要使消失模铸件塌箱缺陷得到防治可以从以下几个方面展开实施：
a、如果金属液产生的浮力过大，会使得铸型上部型砂容易变形从而产生局部溃散，要防止金属液浮力大造成塌箱可以采取增加顶面吃砂量或在铸型顶部添加压铁的方法；
b、浇注过程中消失模模样分解产生气体量太多且急，铸型排气速度来不及会导致铸型溃散，因此要选用低密度模料制作模样，减少发气量；
c、金属液置换消失模模样而充型腔后，干砂就靠涂料涂层支撑，当涂层强度不够或者耐火度不够时，局部铸型就会溃散，因此要尽量选择强度高、耐火度高、透气性好的涂料；
d、合理设计浇注系统，直浇道与内浇道面积要适宜；浇注工艺要合理，尽量降低浇注温度、控制浇注速度、不可断流；
e、为了避免金属液“闪流”造成塌箱，企业可以采取对金属液冲刷剧烈区用陶瓷浇到或者自硬水玻璃砂加固的措施。
❷ 求铸造行业砂型质量的影响因素！！
C. 砂处理
C-1. 我厂使用碾轮式混砂机，多年来一直采用先干混和后湿混的混砂工艺。近来听说加入膨润土以前先湿混的效果更好，不知如何控制先湿混的加水量？但是德国爱里许混砂机采取先干混而后加水湿混，似乎混砂质量还好，为什么？
按照过去传统的混砂方法：加入旧砂、膨润土和煤粉后先一起干混一段时间，然后再加水湿混。这种混砂工艺的缺点是在干混过程中粉状材料容易偏析而落入混砂碾的围圈和碾盘的夹角部位。加水以后粉料的润湿较慢，需要延长混砂时间才能将粉料逐渐裹带出来。混砂机的加料顺序最好是加入旧砂和新砂后，立即加入全部加水量的70～80％进行湿混。混合均匀后再加入膨润土和煤粉等粉料。然后再逐渐补加其余水分使型砂的紧实率或含水量达到要求。这种先湿混的方案已经得到广泛应用，可能比先干混法的混碾时间缩短1/4左右就能混合均匀。有些采用人工加水方法的工厂开始推广先湿混方案时遇到困难是恐怕第一批加水过多而无法纠正。实际上细心的混砂工经过培训后能够根据混砂机内砂子运动特征大致判断加水量是否合适的。爱里许式混砂机的加水办法不同于其它混砂机，它是在加水前先将旧砂、新砂、膨润土和煤粉一同加入混砂机中混合，用传感器测定出加入的所有材料总体湿度，靠计算机确定需要加入的全部水量，一次加水混匀。由于爱里许机器的转子搅拌功能强，也能在规定的140s时间内将型砂混合均匀。
C-2. 囯内绝大多数铸造工厂，尤其是中小型铸造工厂都是靠手捏和眼看来判断混砂碾中加水量是否合适。结果是型砂干湿程度波动很大，各种性能也都随之变动。请问怎样才能使混砂加水自动化？
湿型砂的湿度必须严格控制，否则会影响会影响型砂的湿态强度、流动性、韧性、透气性、起模性强烈波动，也会导致铸件产生气孔、砂孔、夹砂、粘砂、胀砂等缺陷。靠手捏不能准确控制型砂湿度，所以国内有些大铸造工厂、外资和合资铸造工厂使用进口的型砂加水控制装置。在混砂阶段陆续测定型砂干湿程度，自动确定是否需要继续加水。或者利用传感器测定混砂机称量斗或混砂机中各种材料的干湿程度一次自动加水。由于进口型砂水分控制仪的价格较贵，影响国内中小工厂推广应用。
国内有几家高校和科研单位曾研制成功混砂加水自动控制装置，试用效果尚好。不过可能为了提高技术水平而将仪器功能增多，例如在一次测量中还自动检测和调整型砂的强度。也有的还包括测量型砂的透气性、温度等。这样就使装置的结构变得相当复杂，价格提高，不是一般铸造工厂所能承担的。而且所增多的检测项目并不适用。因为混砂周期时间长度有限，如果湿混阶段测得含水量或紧实率还没达到预期程度，可以继续补加少许水分，依靠水的极强渗透力和润湿性，混砂几秒到十几秒钟后就能分散均匀，即可确定水分是否已经达到目标值。如果混砂机中型砂强度没达到预期值而立即补加膨润土，但是由于膨润土吸水缓慢，在砂粒表面分散和包覆需要较长时间。型砂的强度随着继续混砂还会不断升高，不能预先准确推测出卸料时型砂最终强度。而且，对于铸件品种比较稳定的单一砂而言，膨润土、煤粉的批料量并不需要在混砂过程中立即调整。至于透气性和型砂温度本来不属于混砂机自动控制范围，应当是型砂实验室的检测内容。总而言之，我国众多铸造工厂，尤其是中小铸造工厂，最迫切需要的是结构相对简单、价格比较低廉的型砂紧实率或含水量自动控制仪。
C-3. 我厂的高压造型线生产汽缸体铸件。用国产碾轮式混砂机，混砂周期时间三分钟，型砂手感性能不好，有些脆和不易起模。但又不能延长混砂时间，以免供砂紧张。这种困境是怎样造成的？ 应当怎样才能改进型砂品质？
根据囯产碾轮式混砂机产品目录给出数据，由生产率（t/h）除以每批加料量（kg），可计算出混砂周期时间（min），分别为2.60~2.70 min/批。与实际需要相比，如此短的有效混砂时间严重不足，以致型砂性能逐渐恶化。笔者在日本看到丰田、三菱等汽车厂的碾轮混砂机周期都是6min。我国很多工厂混砂周期时间不足的原因是原设计按照过去低密度造型、低强度型砂制定的。当时砂型的压实比压不足300～400kPa，型砂的湿压强度不高于80～100 kPa。使用品质有限的钙基膨润土，有效膨润土含量也不高。如今高密度造型用型砂的湿压强度一般都超过140 kPa，有的甚至达到200 kPa以上。都是用活化膨润土，而且树脂砂芯混入量增多都需长些时间混砂。原有的产品样本、设备说明书及设计手册上规定的混砂机生产率已不适用。如型砂需要量大，无法延长混砂时间，最彻底的办法是攺造砂处理工部，改换使用高生产率混砂机。国内几家大型汽车厂纷纷引进外国转子混砂机的原因就在于此。但是更多的中小铸造工厂财力不足，没有条件购买昂贵的进口设备，采取以下办法虽不能彻底解决问题，但多少对型砂质量有一些攺进：①加强对混砂工人的培训和管理，充分利用一切非必要的停机时间来延长混砂时间，即使只延长半分钟也能改进型砂韧性和起模性。曾经有个别工厂的造型机上为大容量砂斗，混砂工人就尽快装满砂斗，提前休息和抽烟。应当将造型机砂斗改小，只用来供给10～12只砂箱造型。要求混砂工在混砂机旁专注混砂，随混随用。②利用节假日和周末休息期间，将砂系统中的所有砂子翻混一两遍。混砂时只加少量水控制干湿程度，不加其它附加材料。这样可以将旧砂中积留的膨润土和煤粉团粒尽量混碾均匀。对型砂性能必会有改进。③另外还要注意：每日下班前必须将混砂机中的积砂完全清除干净。经常调整刮砂板与底盘和围圈的距离，及时更换已磨损刮砂板。这样才能提高混砂机的混砂程度。
C-4. 怎样确定混砂机的最适宜混砂时间？
可以在生产用混砂机中按照工艺规定混制型砂，混完后不要打开卸砂门，取样测定其湿态抗压强度。然后再延长碾轮混砂机的混砂时间0.5～1 min（转子式混砂机延长10~20秒钟）。混砂时添加少量水分以保持型砂紧实率基本不变，再一次测定型砂湿压强度，强度值将有不同程度的上升。如此每次延长混砂时间和继续测定强度。强度上升逐渐趋于和缓，直到强度不再上升，即达到“峰值强度”为止。由于接近平台区的强度升高极为缓慢，通常认为型砂强度到达峰值80～90％左右即为生产中最适合使用强度。达到最适合使用强度的混砂时间应当是混制该种型砂的正确时间，工厂可以据此更正工艺规定的混砂时间要求。清华大学曾检验山东某动力机厂型砂使用S14系列转子混砂机的混砂效果，发现达到峰值强度的混砂周期是4.5min，建议该工厂将混砂时间定为4.0min，明显高于设备制造公司推荐的混砂周期2 min。
C-5. 山西某厂添置了一台转子混砂机，标牌注明生产率每小时60吨，混砂机的电动机功率为60 kW。使用后发现混砂效果相当差。该混砂机的电动机功率是否不足？是否应当更换其它类型的混砂机？
型砂的混合均匀和型砂表现出优秀性能，靠的是有足够的电能传输到型砂中。因此，混砂机需要安装较大功率的电动机来混合型砂。分析比较国内外混砂机可以看出：混砂机的电机总功率（kW）至少应当是每小时生产率（t/h）的两倍以上，否则不可能在规定周期时间内混制出良好的型砂。例如Eirich公司的倾斜旋转底盘转子混砂机电动机功率与小时生产率之比大致在2.6～2.8；DISA公司的SAM-3和SAM-6在2.24～2.36之间；KW公司WM混砂机基本在2.58～2.83；B&P公司的摆轮混砂机大致在1.92～3.00之间。而国产碾轮混砂机S1116、1118、1120、1122的比率较低，分别为1.47～1.85。国产S14系列转子混砂机电机功率与生产率之比仅为1.33和1.50，都显然过低。山西某厂的电机功率与生产率之比只是1.0，不可能在规定生产率之下混出好型砂。关键在于不论混砂机的类型如何，在混砂过程中没有足够的能量传输给型砂就不可能提高混砂效果。假定混砂机电机实际使用率为85％，可以估算出每吨型砂耗用电能量（kWh）。Eirich（爱立许）公司平均为1.81，DISA公司平均为1.87，KW公司平均为2.47。而国产碾轮式混砂机为1.48，转子式混砂机只有1.13～1.28，与进口混砂机相比差距明显。在不更换混砂机的条件下，唯一的解决措施是降低生产率和延长混砂周期。以上讨论都是基于混砂机的制造质量、维护保养水平和机械效率等都正常的情况下，否则问题会更加突出。也有铸造工厂恐怕延长混砂时间会使型砂温度提高，这成为不肯延长混砂时间的借口之一。实际上将每吨型砂输入电能提高到接近进口混砂机的型砂耗能量，型砂温度也许仅仅升高三到五度左右。考虑到型砂水分每蒸发1％，型砂温度可降低25℃左右，只需多加少量水分，靠混砂机的排风装置，就可利用水分蒸发使型砂降温。
C-6. 我厂生产农用汽车球铁轮毂，产量较大。但生产条件相当落后，主要用手工造型。采取碾轮混砂机混制面砂，背砂是在地面混砂。铸件表面普遍存在砂孔缺陷。现要扩大产量和改进铸件品质，准备建成完整的砂处理系统。请问应当选择哪种形式的混砂机？
目前国内工厂使用较多的混砂机有：①碾轮混砂机、②旋转底盘转子混砂机、③旋转刮砂板转子混砂机。也有个别工厂使用④摆轮式混砂机。实际上只要混砂时间足够长和有足够电能输送给型砂，混砂机受到良好的维护清理，任何种类混砂机都能混制出品质良好的型砂。在各种混砂机中，碾轮式应用最广。高密度型砂理想的混砂周期时间大约需要6min。另外，工厂还应每天下班前将碾盘和碾轮上积下型砂完全清除干净，及时调整刮砂板与底盘和围圈距离，及时更换磨损的刮砂板。美国汽车行业铸造工厂要求刮砂板与底盘的间距为一个硬币的厚度。如果做到这些要求就肯定能够混制出优良品质的型砂。
我国制造的S14系列转子混砂机的底盘不转，靠以碾盘中心为轴的刮砂板将砂子扬起，遇到高速旋转转子被打散和混合。规定的混砂周期120s时间不足，应当增大电机功率和延长混砂时间。否则不能提高混砂的品质。
C-7. 有些铸造工厂发现型砂中有很多黄豆大小旳“砂豆”。例如天津附近某厂的机械化造型的砂系统中就发现大量砂豆。曾多次利用节假日人工过筛去除型砂系统中的砂豆。但生产一星期后砂豆又出现。请问砂豆是怎样形成的？怎样消除砂豆的产生？
型砂中的砂豆不但损害流动性，而且不利于铸件表面光洁度，还有可能造成气孔缺陷。砂豆的生成原因可能有几方面。一是混砂加料顺序有问题，如按照先干混工艺，膨润土和煤粉加入后由于偏析而在混砂机的角落集中，加水时先将膨润土润湿而成粘土团，如果随后的混碾不充分，就成为砂豆留在型砂中。如按照先湿混工艺，先加入的水尚未分散开就加入膨润土和煤粉，甚至水还没加完就急于加入膨润土和煤粉，必然会形成大量砂豆。加完第一批水后，至少应混合10s（转子式）至半分钟（碾轮式）后再加入膨润土和煤粉。另外的重要原因是混砂时间不够长，混砂机的维修和清理不及时，混砂效果不够好，没有将积聚成的小砂豆混碾破散开。还有一个可能性，混砂加入的膨润土量过多，例如有一工厂使用转子混砂机，由于旧砂烧损严重，新砂补加量多，膨润土加入量超过2%，混砂机来不及把所有加入的粘土团块混碎开，就会出现小团粒和湿强度不高的状况。转子混砂机的混砂时间短也容易形成砂豆，因此爱立许公司的转子混砂机规定混砂周期为140s，为的是减少砂豆。
C-8. 很多机器造型的铸造工厂都有型砂温度高的问题，请问热砂给生产带来哪些困难。应该怎样解决热砂？
经过反复浇注的热量积蓄，使旧砂温度不断上升。国外有些人提出造型时型砂温度超过40℃或43℃，或者比环境温度高12℃以上，可认为存在“热砂”问题。给生产造成的不良影响如下：①随着砂温提高，标准试样的重量和湿压强度等性能都会下降。②热砂蒸发出来的水蒸气凝结在冷的运输皮带上，而使其粘附一层型砂，随时撒落地面而影响车间卫生。凝结在砂斗内壁，砂斗挂砂越来越厚，容积越来越小。③砂型表面的热砂容易脱水变干，使砂型表面发酥，棱角易碎，不耐金属液冲刷，容易造成冲蚀和砂孔缺陷。④热砂的水蒸气凝结在模板表面，使起模性恶化。水蒸气凝结在型腔中冷铁和砂芯上，使铸件产生气孔缺陷。
为了防止和解决热砂问题，对于经济条件较好的工厂，最重要的措施是应当在砂处理系统设计阶段就考虑到加大砂系统实际容量，减少型砂使用的循环次数，每班旧砂循环最好不超过两遍。尤其重要的是采取增湿通风冷却处理。我国有几家工厂应用结构良好的进口增湿沸腾冷却设备，能将型砂温度降低到要求范围内。国内有的工厂只是在落砂后斜爬皮带上自行按装一个简易的雾化喷水装置，根据来砂多少自动调节喷水量，也可以使砂温适当降低。此外，为了防止热砂粘附模样，除了必须在模板上喷涂以煤油或轻柴油为原料的脱模剂以外，还可采用模板加热装置，减小型砂与模样的温度差异，避免水蒸气凝聚在模板上，从而减少起模时砂型损坏。但是模板加热温度不可高于型砂温度，以免型腔表面脱水变脆弱而产生砂孔缺陷。
C-9. 有些工厂采用增湿冷却方法来达到旧砂降温的目的，但是在使用中发生通风除尘管道和除尘器布袋因长期结露造成粉尘堵塞的严重问题，请问如何来防止和减少这种现象的发生？
估计发生除尘管道和除尘器布袋的堵塞和结雾严重问题的原因是除尘系统的设计不合理。除尘管道应采取电热外壁，使管壁温度不低于管道中含尘水气温度，水蒸气就可以不凝结在管道内壁。还要加大排风速度，有资料介绍管道中风速不低于18 m/s，使微细尘土颗粒不致沉淀在管子中。布袋要选择不吸水材料制成。河北有一家挤压造型铸造工厂，落砂冷却滚筒除尘管道的水平部分采取内高外低的简单直线结构，每日用水冲洗管道，将管道中积聚的粉尘冲洗流入室外的水池中。不需加热也可防止堵塞。
C-10. 我厂是专业生产发动机汽缸体的工厂，铸件使用了大量砂芯，据统计大约每吨汽缸体铸件需用1.0～1.2吨树脂砂芯。所用原砂都是远途运来的优质擦洗砂。落砂时除少量心头直接做为废砂丢掉外，绝大部分溃散砂芯混入旧砂中。逐渐积累致使砂系统容纳不下，必需随时排掉一些旧砂块成为废砂。这些砂块都是远离铸件没受到高温加热的优良品质砂子，被扔掉确实可惜。请问国外类似产品工厂有无办法减少擦洗砂消耗量和旧砂扔掉量？
国外多砂芯铸造工厂和研究单位认为最好的办法是将旧砂再生处理后做为制芯的主要材料。用湿型旧砂制造砂芯的障碍是含有相当多的膨润土以及一些其它粉尘物质。这些物质与大多数砂芯粘结剂不相容，需要采用再生方法除掉。日本有人用离心式擦磨机加工处理经过干燥的湿型旧砂，研究结果表明：旧砂预先经过干燥可使粘土膜较易脱落，能够减少擦磨处理的反复次数。用机械再生砂配制壳芯砂最为理想，因为在覆膜温度下壳芯树脂的粘度高，不易向砂粒上残留粘土层渗透。而且擦磨处理会使砂粒形状变得较为圆整，壳芯砂的强度甚至比用新原砂的还高。配制冷芯盒芯砂要求再生后泥分降低最好到<0.8％。再生砂80％与原砂20％掺和后芯砂的可使用时间和吹气硬化强度与用全新原砂配制的芯砂差不多。美国较多采用热––机械复合方法处理湿型旧砂，经700～800℃左右加热焙烧可以去除湿型旧砂中的粘结剂等有机物质，还能使包覆在砂粒表面的粘土膜脆化和易于擦磨脱落。随后用气力或机械方法进行再生处理。75％再生砂和25％新原砂掺和在一起用于呋喃自硬砂、酚醛/酯自硬砂、酚醛树脂热芯盒砂的结果也与冷芯盒砂的情况相似。荷兰一家公司的旧砂用沸腾床烘干，只经机械再生处理，再生砂生产率达60 t/日。冷芯盒砂芯中78％为再生砂，12％为破碎砂芯，10％新原砂以补充损失。我国长春一汽铸造公司2005年1月建成废砂再生线，先加热到700℃以上烧去有机物，再打磨砂粒去除表面烧结膜。但再生砂的耗酸量高达20mL以上，只能用于混制壳芯砂，难以制热芯盒和冷芯盒砂芯。笔者估计其原因是我国铸造工厂的湿型砂粘结剂为活化膨润土，膨润土中加入了的Na2CO3。再生砂粒残留碱性物质不利于冷、热芯盒砂的固化。
另外一个办法是采用分别落砂：铸件冷却后敞开上型，取出带有砂芯的铸件单独落砂，所得砂子主要是已被烧枯的溃散砂芯和少量掺杂的型砂，可以用擦磨方法进行再生处理。然后与不超过20％的新原砂混合用来制芯，不必增加树脂加入量即可得到同样砂芯强度。留在砂箱中的砂子只含少量砂芯，经破碎、过筛后就可用于混制湿型砂，可以减少溃碎砂芯对型砂性能的不利影响。分别落砂的优点是大大地减少新原砂消耗量和废砂丢弃量，但是要求车间的布置和设备安装进行调整。
❸ 砂型铸造铸件都有哪些缺陷
砂型铸造铸件缺陷有：冷隔、浇不足、气孔、粘砂、夹砂、砂眼、胀砂等。
1）冷隔和浇不足
液态金属充型能力不足，或充型条件较差，在型腔被填满之前，金属液便停止流动，将使铸件产生浇不足或冷隔缺陷。浇不足时，会使铸件不能获得完整的形状；冷隔时，铸件虽可获得完整的外形，但因存有未完全融合的接缝，铸件的力学性能严重受损。
防止浇不足和冷隔：提高浇注温度与浇注速度。
2）气孔
气体在金属液结壳之前未及时逸出，在铸件内生成的孔洞类缺陷。气孔的内壁光滑，明亮或带有轻微的氧化色。铸件中产生气孔后，将会减小其有效承载面积，且在气孔周围会引起应力集中而降低铸件的抗冲击性和抗疲劳性。气孔还会降低铸件的致密性，致使某些要求承受水压试验的铸件报废。另外，气孔对铸件的耐腐蚀性和耐热性也有不良的影响。
防止气孔的产生：降低金属液中的含气量，增大砂型的透气性，以及在型腔的最高处增设出气冒口等。
3）粘砂
铸件表面上粘附有一层难以清除的砂粒称为粘砂。粘砂既影响铸件外观，又增加铸件清理和切削加工的工作量，甚至会影响机器的寿命。例如铸齿表面有粘砂时容易损坏，泵或发动机等机器零件中若有粘砂，则将影响燃料油、气体、润滑油和冷却水等流体的流动，并会玷污和磨损整个机器。
防止粘砂：在型砂中加入煤粉，以及在铸型表面涂刷防粘砂涂料等。
4）夹砂
在铸件表面形成的沟槽和疤痕缺陷，在用湿型铸造厚大平板类铸件时极易产生。
铸件中产生夹砂的部位大多是与砂型上表面相接触的地方，型腔上表面受金属液辐射热的作用，容易拱起和翘曲，当翘起的砂层受金属液流不断冲刷时可能断裂破碎，留在原处或被带入其它部位。铸件的上表面越大，型砂体积膨胀越大，形成夹砂的倾向性也越大。
5）砂眼
在铸件内部或表面充塞着型砂的孔洞类缺陷。
6）胀砂
浇注时在金属液的压力作用下，铸型型壁移动，铸件局部胀大形成的缺陷。为了防止胀砂，应提高砂型强度、砂箱刚度、加大合箱时的压箱力或紧固力，并适当降低浇注温度，使金属液的表面提早结壳，以降低金属液对铸型的压力。
❹ 看铸造厂是怎么解决常见铸造缺陷的种类有那些
铸造缺陷是造成废品的主要原因，是对铸件质卖段量的严重威胁。由于方方面面的原因，存在于铸件的缺陷五花八门。由于凝固时条件不同，缺陷的形态和表现的部位各不相同。 东莞铸造缺陷种类很多，可以用来修复的缺陷，一般有气孔、砂眼、渣眼（夹渣）、缩孔缩松、裂纹等。 气孔：常出现在铸中没誉件内部，表面或近于表面处，大小不等，形状光滑。 砂眼：常出现在铸件内部或表面，孔内充塞着型砂。 渣眼：形状不规则，常出现在铸件内部或表面，不光滑，孔内全部或部分充塞着熔渣。 缩孔：表面的情况一般出现在厚断面和薄断面交接处，形状不规则，孔内粗糙不平。缩松，由内而外聚集多处，表现在铸件表面是不察郑连贯的缩孔。 冷热裂纹：出现在铸件表面穿透或不穿透的裂纹，热裂纹多呈弯曲形状，冷裂纹多呈直线形状。
❺ 关于砂型铸造的问题
砂型铸件的表面缺陷
1.1 机械粘砂和化学粘砂
砂型铸件表面的机械粘砂是金属液直接钻入砂型砂粒间孔隙，靠金属的包围和钩连作用与砂粒连结在一起，没有发生化学反应。产生化学粘砂的原因是高温金属液可能被氧化而生成金属氧化物，主要产物是氧化亚铁FeO，其熔点为1370℃。FeO与型砂的SiO2起化学反应生成硅酸亚铁（即铁橄榄石FeO•SiO2），化学反应如下：
SiO2 + 2FeO 2FeO•SiO2
硅酸亚铁的熔点极低，仅有1220℃，因此流动性很好，即使铸件表面已有凝固壳，新生成的硅酸亚铁仍呈液态，易于渗透入砂型孔隙中。凝结后的硅酸亚铁对铸件和型砂都有极强的粘结性，能够将型砂牢固粘附在铸件表面上而成个化学粘砂。
用湿型砂生产铸铁件一般只形成机械粘砂，而不会形成化学粘砂。这是因为铁液中含有多量碳，不会产生大量氧化铁等金属氧化物。砂型中又含有相当多的煤粉，浇注时产生的还原性气氛能防止金属氧化物。原砂的SiO2含量较低也不是湿型铸铁件形成化学粘砂的必然条件。研究结果表明，使用SiO2含量只有82%左右的黄河风积砂，用湿型生产铸铁件并未发现有化学粘砂。
凭肉眼区别两种粘砂是比较困难的，通常可用以下方法区分：
⑴显微观查：从粘砂层上敲取一小块，用液体树脂固定并磨制成试样，用金相显微镜观察。如果是机械粘砂，可以清楚看到单个砂粒夹在金属之中。渗入的金属与砂粒间有明显的分界线，不存在任何化学反应产物。渗入的金属金相组识与铸件本体的金相组织一致（见图2）。如果是化学粘砂，则可以看见在粘砂层中有新生相将铸件和砂粒粘连（见图3）。
⑵电测：机械粘砂中连结物是金属，具有良好的导电能力。将万用电表的旋钮开到电阻测定档，用一个电极接触铸件，另一电极接触粘砂部位。如果电阻接近为零，表明粘砂是金属包裹砂粒形成的机械粘砂。如果显示有巨大电阻，表明粘砂部位已经形成不导电的硅酸亚铁，属于化学粘砂。
⑶化学鉴别：用扁铲凿下一小块粘砂块，浸入盛有浓盐酸的试管中。如果缓慢发生气泡，一夜之后液体颜色由无色透明变为棕红色。反应终了时粘砂块消失，试管底部留下少数单个砂粒，说明是机械粘砂，铁质部分已被盐酸溶解成为氯化铁。化学反应式为：
2Fe + 6HCl 2FeCl3 +3H2↑
如果是化学粘砂，则气泡产生很少，酸液也没有明显的变化。最后的残留物是多孔性团絮状物质。
1.1.1 各种因素对机械粘砂的影响
实际生产经验表明，湿型铸件的重量一般不超过一、二百千克，壁厚大多不超过50mm，型砂中水分引起激冷效应使铸件外壳较快冷却和凝固，对型砂的加热作用并不过分严重。虽然铸铁用原砂中除了含有石英（熔点1715℃）以外，还含有相当数量熔点较低的长石（熔点1170～1550℃）、云母（熔点1150～1400℃）及其它矿物质，但同时铸铁湿型砂中含有的煤粉抑制了氧化铁的生成，因而不致引起化学反应。生产经验表明，湿型铸钢件一般也都是机械粘砂，而不是化学粘砂。这是因为湿型铸钢件都不是厚大铸件，而且所用硅砂含SiO2较高，铸件对型砂的热作用并不严重，不产生明显多的铁橄榄石。
以下将分别讨论铸件产生机械粘砂的各种影响因素：
1.1.1.1 砂型紧实程度
手工造型和震压造型的紧实程度如果较低，则砂型表面的砂粒比较疏松，砂型型腔的坑凹处和拐角处局部也都更容易出现疏松。如金属液钻入砂粒之间孔隙不深，将使铸件表面显得粗糙；钻入较深和包裹砂粒则形成机械粘砂。造型工人可以采取手指塞紧、用冲锤的尖头冲紧砂型局部。高生产率的高密度造型是否有局部疏松，则取决于型砂流动性如何，因而很多工厂尽量降低型砂紧实率来提高型砂的流动性。在填砂和压实过程中采用微震提高砂型紧实程度是十分有效的。此外，也取决于紧实装置设定液压或气压的高低。图4为一灰铁汽车铸件出现机械粘砂，使用进口静压造型机，一箱两件。但液压系统的压力调节不适当，砂箱的压实比压较低；而且两件之间和与砂箱的吃砂量仅有25mm左右。砂型平面硬度只有50～60，边缘侧面硬度不足40。
1.1.1.2 型砂的粒度和透气性
湿型的砂粒粗细一方面要保证浇注后排气通畅，另一方面湿型砂的透气能力又不可太高，以免金属液容易渗透入砂粒之间孔隙中。手工造型生产小件的砂型上扎有较多排气孔，而且往往采用面砂，砂粒可以细些，面砂透气率40～60大约已然合适。机器造型湿型单一砂的型砂粒度大致在70/140目，透气率大多在60～90的范围内。高密度砂型比较密实，则要求型砂有较高透气能力。粒度大多在50/140或140/50目，透气率较多集中在100～140。很多工厂的砂芯用原砂粒度比型砂粒度粗，例如汽车发动机缸体砂芯用原砂粒度为50/100目，长期生产会有大量芯砂混入型砂而使型砂粒度变粗。以致有些工厂的型砂透气率高达160以上，甚至达到200左右。除非在砂型表面喷涂料，否则铸件表面变得粗糙，甚至可能有局部机械粘砂。美国有一工厂在混制湿型砂时加入100、140目两筛细粒新砂5％来纠正型砂变粗现象，使型砂粒度维持在50/140的四筛分布。
1.1.1.3 金属液压力
金属液压力越高，机械粘砂就越严重。因此，高大铸件的底部比较容易形成机械粘砂。
1.1.1.4 浇注温度和铸件壁厚
金属液温度高，流动性好，就容易渗入砂粒之间孔隙而产生机械粘砂。但从避免铸件产生气孔、冷隔等缺陷考虑，浇注温度不可任意降低。生产复杂薄壁铸件时尤需较高浇注温度。
1.1.1.5 砂型涂料
生产重量较大的湿型铸件，可以向砂型的型腔喷刷醇基涂料，点燃后即可下芯与合型。一般上型可以不喷涂料，因为所受金属液压头比下型小。喷涂料的另一优点是提高了砂型表面耐冲刷能力。但是湿型用涂料的配方不同于砂芯用涂料，其强度不可太高，必须与砂型强度匹配，否则可能使涂层开裂翘皮，并使铸件产生夹砂缺陷。对内腔要求不高的一般铸铁的湿砂型中如果有树脂芯或油砂芯，为了防止金属液钻入砂芯，可以在硬化后的砂芯表面局部容易渗透金属液处，涂抹用机油或其他粘结剂加石墨粉、石英粉或其它耐火粉料调制的涂料膏，凉干后即可下芯。当生产内腔清洁度和光洁度要求很高的铸铁件（如内燃机缸盖、机体、液压系统阀件等）时，必须对砂芯采取整体浸或浇涂料而后表面烘干。手工生产铸铁件时，常用软毛刷将土石墨粉细心涂刷在湿砂型和砂芯表面上。也有的喷土石墨与水混合液，晾干后即可浇注。石墨粉可以填塞孔隙，又不被铁液润湿，铁液难以钻入砂粒之间。美国Caterpillar铸造工厂用高压造型大量生产工程机械大型发动机汽缸体，其克服机械粘砂的措施是靠对上、下砂型全面自动喷水基涂料。然后用大火焰喷枪自动喷烤，使涂层和砂型表层干燥。这种表面烘干的型砂所用膨润土、煤粉等材料的品种和加入量，以及型砂性能控制均不同于普通湿型砂。
1.1.1.6 型砂的煤粉量
湿型铸铁件防止粘砂和改善表面光洁程度最主要的型砂加入物是煤粉。但是市售煤粉良莠不齐。一般生产中等大小铸铁件型砂中有效煤粉量可能在3.5~7.0%，主要取决于煤粉品质和对铸态表面的要求不同。为了排除煤粉品质的影响，可以只用1g型砂在900℃的发气量代表有效煤粉含量。例如普通机器造型的型砂发气量可以在20~26mL/g之间，高宻度造型的型砂发气可以是16~22mL/g范围内。国外常用测定灼减量方法估计型砂中煤粉含量是否足够多。例如有些工厂要求型砂灼减量在3.0~5.0%。在实际生产中可以观看铸件的外表形貌就可以查觉出型砂所含有效煤粉量是否合适。如果铸件表面毛糙，而型砂的透气率和砂型紧实程度都无不妥之处，可能有效煤粉不足或者煤粉品质不良。如果铸件表面有明显的蓝色，但较为粗糙，可能有效煤粉量已够，而型砂透气性偏高，或砂型紧实程度不够。
目前我国有多种煤粉代用品商品供应。其中淀粉材料的抗粘砂效果与优质煤粉基本相当。但只适合用来生产灰铁铸件，如用于生产球铁件有可能产生皮下气孔缺陷，因为不能产生足够还原性气氛。还有些“煤粉代用品”商品，其真实的具体配方不详，使用效果也有很大差异。用户应当靠浇注试验来判断其实际抗粘砂效果。可用同样的原砂（不可用旧砂，以免干扰试验结果）和膨润土、水，再分别加入不同抗粘砂材料混制型砂。应设法保持型砂透气率相同或接近，造型硬度相同，浇注温度相同。比较铸件表面光洁程度，然后即可做出选用决定。
国外生产抗粘砂商品主要有两类：①增效煤粉（高效煤粉）：在煤粉中加入20～40％高软化点石油沥青，使其光亮碳含量提高到12～20％，抗粘砂能力大为提高。现在我国也有几家公司供应增效煤粉。②混合附加物：是优质膨润土与优质煤粉的混合物，也可再根据需要加入淀粉、木粉等材料。大型铸造工厂一条生产线中的产品特征接近，膨润土与煤粉的比例不需经常改变。采用混合附加物易于控制管理，设备简化。配方由供需双方的工程师根据铸件生产条件共同制定。用散装罐车运送到车间，气力输送进材料罐。用户混砂时只加一种附加物即可。
单一砂混砂时煤粉的补加量首先取决于煤粉本身的品质优劣如何，同时也受砂/铁比、铸件厚度、浇注温度、冷却时间、清理方法、对铸件表面光洁度具体要求等等因素的影响。德国有些工厂表示煤粉补加量的单位为每100kg铁水和每1％光亮碳形成物（即有效煤粉）的煤粉补加量kg。例如Mettmann铸造工厂统计生产中光亮碳形成物（煤粉）补加量在0.14～0.27kg / 1%光亮碳形成物 / 100kg铁。德国南方化学公司的实例中砂/铁比为10:1，浇注每吨铁的ECOSIL煤粉消耗量18kg / t Fe。即浇注每吨铁水用10吨型砂，型砂中补加18kg ECOSIL煤粉，折合混砂时煤粉补加量为0.18％，如果按照我国大多数工厂砂/铁比6:1左右，则ECOSIL煤粉混砂加入量应为0.30％。根据铸造手册“造型材料”（第2版103～104页）介绍，我国东风汽车公司、一汽铸造有限公司、中国一拖集团公司、上海汽车发动机公司和南京泰克西铸铁有限公司的高密度造型线湿型单一砂配方14种。混砂时煤粉加入量最高者3～4％，最低者0.3～0.5％。另外一汽、泰克西、上海发动机厂的震击造型单一砂4种。混砂煤粉加入量最高者3～5％，最低者1～1.25％。上述我国工厂中大多数的煤粉补加量绝大多数的煤粉补加量高的原因在于这些工厂所用煤粉品质低。笔者由近几年我国个别工厂使用优质煤粉和增效煤粉的经验表明，一般湿型铸铁件单一砂的混砂煤粉补加量在0.15～0.3％之间，个别厚大件为0.5％。抚顺某厂的气冲线砂铁比平均为11:1，同一车间内的挤压线砂铁比平均为7.5:1，两条线共用砂处理系统混砂的增效煤粉加入量仅为0.08～0.12％。由此可见，即使优质和增效煤粉价格稍高（不到普通煤粉的两倍），但消耗量仅为普通煤粉的几分之一。使用后不仅生产成本大幅度下降，还节省了贮存和运输费用。而且型砂中含泥量、含水量、大幅度下降，韧性、透气率、起模性得到提高。不但铸件表面光洁，而且气孔、砂孔等缺陷必然明显减少。
1.2 爆炸粘砂
在机械化铸造工厂的浇注流水线上，经常看到浇注后，几乎每一个砂箱与小车台面之间都会发生爆炸，这并不会发生铸件缺陷。但是有时偶尔还可以看到另一种在型腔内部发生能够引起铸件表面粘砂的爆炸，称为爆炸粘砂。高密度造型的铸件可能会出现这种爆炸粘砂缺陷，与通常机械粘砂出现在浇注位置的下表面和热节处不同，爆炸粘砂大多发生在铸件浇注位置的上表面。爆炸产生原因是开始浇注时砂型的水分蒸发凝聚在温度较低的型腔上表面，当金属液面上升与型腔上表面接触时水分骤然蒸发而发生爆炸，产生的巨大气体压力迫使金属液钻入砂型表面而成粘砂。有时爆炸相当猛烈，金属液甚至从冒口喷出直冲房顶。型砂含水量和紧实率高、含煤粉量高、砂型硬度高、通气条件不良和浇注速度过快时较易发生爆炸粘砂。
1.3 热粘砂
热粘砂是比较少见的粘砂。有以下几种现象：
⑴铸铁件湿型砂用原砂的SiO2含量较低，例如是黄河风积砂和一些当地河砂或山砂的SiO2含量只有80％左右，原砂本身的烧结温度较低。浇注厚大件时，铸件表面被一厚层砂包裹。如果型砂中含有充分的煤粉，烧结砂层容易脱落被清理掉，不出现机械粘砂。
⑵河北省有一家用挤压造型机生产灰铸铁汽车件工厂，平日铸件落砂后大部分表面都能显露出来，经过短时间抛丸清理后铸件表面相当清洁。但是有一次突然发现铸件落砂后表面被一层砂子包裹。铸件抛丸清理后能够较容易地露出表面，表明铁液并未钻入砂型中，不属于机械粘砂。所出现的异常现象属于“热粘砂”缺陷。产生原因不会是原砂二氧化硅降低，因为该厂一直使用品质稳定的内蒙砂。铁液浇注温度也未过高。怀疑是膨润土公司处理活化膨润土时加入碳酸钠配料量过高引起的。碳酸钠本身是冶金用熔剂，能够降低硅砂和膨润土的烧结点和熔点而引起热粘砂。
❻ 铝合金铸件表面粗糙怎么办
铝合金压铸件含硅较高,表面常有小气孔和缝隙存在,为了获得高装饰性外观,需机械抛光。由于铝合金的硬度较低,机械抛光轮要柔软而有一定弹性,以免机械抛光时零件边角变形。前处理主要有有机溶剂脱脂、碱蚀、酸蚀,浸H·S·F液等处理
❼ 灰口铁铸件表面粗糙 什么原因
灰口铁铸件,我认为表面粗糙是正常的吧，质量的好坏应由更多指标确定
质量要求主要包括外观质量、内在质量和使用质量。外观质量指铸件表面粗糙度、表面缺陷、尺寸偏差、形状偏差、重量偏差；内在质量主要指铸件的化学成分、物理性能、机械性能、金相组织以及存在于铸件内部的孔洞、裂纹、夹杂、偏析等情况；使用质量指铸件在不同条件下的工作耐久能力，包括耐磨、耐腐蚀、耐激冷激热、疲劳、吸震等性能以及被切削性、可焊性等工艺性能。
铸件质量对机械产品的性能有很大影响。例如，机床铸件的耐磨性和尺寸稳定性，直接影响机床的精度保持寿命；各类泵的叶轮、壳体以及液压件内腔的尺寸、型线的准确性和表面粗糙度，直接影响泵和液压系统的工作效率，能量消耗和气蚀的发展等；内燃机缸体、缸盖、缸套、活塞环、排气管等铸件的强度和耐激冷激热性，直接影响发动机的工作寿命。 影响铸件质量的因素很多，第一是铸件的设计工艺性。进行设计时，除了要根据工作条件和金属材料性能来确定铸件几何形状、尺寸大小外，还必须从铸造合金和铸造工艺特性的角度来考虑设计的合理性，即明显的尺寸效应和凝固、收缩、应力等问题，以避免或减少铸件的成分偏析、变形、开裂等缺陷的产生。第二要有合理的铸造工艺。即根据铸件结构、重量和尺寸大小，铸造合金特性和生产条件，选择合适的分型面和造型、造芯方法，合理设置铸造筋、冷铁、冒口和浇注系统等。以保证获得优质铸件。第三是铸造用原材料的质量。金属炉料、耐火材料、燃料、熔剂、变质剂以及铸造砂、型砂粘结剂、涂料等材料的质量不合标准，会使铸件产生气孔、针孔、夹渣、粘砂等缺陷，影响铸件外观质量和内部质量，严重时会使铸件报废。第四是工艺操作，要制定合理的工艺操作规程，提高工人的技术水平，使工艺规程得到正确实施。
铸造生产中，要对铸件的质量进行控制与检验。首先要制定从原材料、辅助材料到每种具体产品的控制和检验的工艺守则与技术条件。对每道工序都严格按工艺守则和技术条件进行控制和检验。最后对成品铸件作质量检验。要配备合理的检测方法和合适的检测人员。一般对铸件的外观质量，可用比较样块来判断铸件表面粗糙度；表面的细微裂纹可用着色法、磁粉法检查。对铸件的内部质量，可用音频、超声、涡流、X射线和γ射线等方法来检查和判断。
❽ 垂直造型中球墨井盖表面烧结不脱沙的问题如何解决
1.1 原砂
选用河北围场擦洗砂，含泥量 <1.0%,SiO2>85%，原砂粒度 70/140目。由于垂直分型射压造型属高密度造型，为减少砂型受热膨胀，避免因砂粒受挤压从砂型表面脱落而引起铸造缺陷，粒度要求不宜过于集中， 原砂最好采用 4 筛集中 率 85%以上，主峰筛（100 目）量控制在 40%以内。新砂补加量在 5%以下。
1.2 煤粉
煤粉灰份应 <10%，煤粉含灰量过高，使得型砂含泥量增加，影响型砂使用性能。含硫量≤ 1.5%；煤粉粒度≥ 95%以上的颗粒通过 140目筛，并且煤粉不允许有大颗粒存在， 因其在浇注过程中遇金属液燃烧时间长，阻止铁液靠近型壁，待铁液凝固后，便会造成铸件表面凹坑，影响铸件表面粗糙度。 挥发分的高低是衡量煤粉质量好坏的主要指标之一，好的煤粉挥发分含量较高，浇注时，型腔内易形成还原性气体，析出大量的光亮碳， 提高铸件的外观质量。 但挥发分超过 40%，型砂发气量增大，铸件易产生气孔、浇不足等缺陷。因此，挥发分一般在 30%-38%。
❾ 膨润土生产过程中有哪些环节会污染环境
对于湿型铸铁件而言，煤粉的抗粘砂效果是不言而喻的。此外，煤粉的优点是价格低廉，供应充分易得，应用灵活方便，可按不同粒度生产，加入量稍多或稍少也对铸件质量影响不大。但是煤粉还有多种缺点，煤粉肮脏，污染环境和恶化条件；挥发分和光亮碳含量不够大；浇铸后产生的灰分和焦炭残留在型砂中，需要加入更多的水分和膨润土才能保持合适的造型性能；散装的煤粉有可能引起自燃，必要时需在煤粉斗中插入CO2管。多年来铸造工作者就努力研究寻找煤粉的代有用品。从美国通用汽车公司的雪弗兰铸造厂应用煤粉的过程即可看出这种倾向。该厂直到40年代末还是使用普通粘土混制型砂，当时型砂中有效煤粉量为8~10%，后来改用膨润土，有效煤粉量减为6~7%，又后来提高了混砂机的功率，煤粉量继续减为4~5%。改用高压造型机以后的有效煤粉量更减为3~4%。由于多年来该厂自行磨制煤粉，70年代初起，希望找到适用的煤粉代用品，为此而进行了一系列试验研究工作。欧美等国对煤粉代用品的研究可能自四、五十年代开始的，陆续有些工厂应用，七十年代起，煤粉代用品、复合商品煤粉、混合应用煤粉成为高潮。我国自五十年代末起就有混合应用煤粉的实例，七十年代末期也开始研究煤粉代用品，至今仍不断出现各种新的煤粉代用品和新型的复合煤粉商品。以下将分门别类简单介绍国外与国内的情况。
3.5.1煤粉代用品
是指可以完全替代煤粉的材料和部分替代煤粉的材料而言，前者的型砂中不需加入煤粉，后者在混砂时与煤粉共同加入，相互配合使用。做为湿型铸造的煤粉代用品种类繁多，将在以下综合分类介绍：
（1） 油类 主要是石油炼制过程中的油状产品或副产品。光亮碳形成能力约40%。常用的渣油在常温下比较粘稠，天气寒冷时粘度更大，为了便于运送、定量、混砂，必须采取措施降低渣油的粘度，例如将○1容器和管路加热和保温：当渣油本身粘度不高、天气较热和回用砂温度较高时型砂容易混合均匀。渣油型砂流动性好，破碎指数提高，型砂铸件表面光洁。型砂的保水性改善，防止砂型表面和棱角变干。加入量约只需煤粉的1/3左右。油能粘结型砂中的粉尘，可使铸造车间空气中粉尘的结晶状SiO2平均含量由3.47%降为1.69%。缺点是浇注时冒烟多，定量和加料需用专门装置。○2用柴油稀释：六十年代初期清华大学采用柴油稀释渣油的办法解决了湿型铸造大型铸铁件的粘砂和夹砂缺陷。渣油与柴油的配合比例大约为90∶10至60∶40，因天气温度而异。渣油液能提高型砂的韧性和起模性。还能同时提高型砂的坚实流动性，砂型表面密实，减小砂粒间孔隙，使铁水难以钻入，从而改善铸件表面的光洁度。但是渣油液中的柴油在浇注后发出大量烟气，会恶化车间环境，还可能使薄壁铸件发生冷隔或浇不足等缺陷。所以不能全部替代型砂中的煤粉，而应与煤粉配合使用。稀释后的渣油液热解速度比煤粉稍快，与煤粉互相配合可增强煤粉的防粘砂效果，面砂中渣油液的加入量一般为0.5―1.0%,如加入过多会产生较多烟气。有人利用废机油代替部分煤粉，面砂中加入煤粉2-3%，废机油0.6-1%。彻底消除了电机壳铸件的表面粘砂，起模性好，气孔缺陷大为下降。○3制成乳化液：渣油液中所含有柴油只起稀释剂作用，挥发温度较低，是浇注后产生大量烟气的根本原因，并不生成光亮碳。因此，采用乳化渣油方法降低渣油的粘度引起了人们的重视。乳化液中含有渣油20-40%，钠基膨润土10-20%，少量表面活性剂和助剂，其余为水。在使用中发现，如果乳化液含水较多，加入型砂中会使紧实率过高，假如乳化液含水较少，型砂的坚实流动性变差。○4含油膨润土：以上三种油类代用品都是粘稠程度不同的液体，目前通用的高度机械化自动化混砂机缺乏适宜的定量加入装置。将油类材料与活化膨润土加热至130-140℃，油类材料为膨润土量的10-20%，混合后加工成粉状含油膨润土商品，即可利用混砂机原有的粉料定量给料装置，如果油类材料的比例较大，堆放时有可能压实结块。
（2） 沥青类：可用为铸造工业煤粉代用品的有煤焦油沥青、天然沥青和石油沥青等三种。挥发分大体为40-60%，挥发分的析出温度较高和较宽，主要挥发分在400-500℃放出。光亮碳形成能力大约都在26-42%范围内。过去曾将煤焦油沥青制成乳化液，或将高软化点的煤焦油沥青粉碎后掺入型砂中。也有人将高软化点的煤焦油沥青熔化，用蒸汽喷吹制成微细的球状沥青粉。据报道1-2%的球状沥青可以代替5%以上的煤粉，不影响型砂透气性，灰分少，铸件表面光洁，而且能防止夹砂缺陷。但是，煤焦油是潜在的致癌物，因为它含有大量的芳烃聚合物，其中尤其是含有苯并吡。至今还没有明确证据表明煤粉和其它代用品致癌。所以，煤焦油沥青现已不再作为煤粉的代用品。天然沥青的软化点约为120-150℃，也有良好的抗粘砂和夹砂效果。但产量很小，不能大量供应铸造工业应用。石油沥青是石油化学工业的重要产品之一。较低软化点的可以制成乳化液，较高软化点的可制成粉状。型砂中加入量约为煤粉的1/3，作为商品供应的更多为高软化点石油沥青与膨润土的粉状混舍物，混砂加料时一次加入两种材料，不但可以代替煤粉，又可以当作湿型粘结剂。
（3） 植物产品类：可以是粉状的淀粉（包括普通淀粉、α淀粉和面粉）、植物树脂、植物纤维粉等材料。虽然淀粉并不生成光亮碳，但其防止粘砂的效果是早已为人所知的。例如有些人在手工造型的湿型砂中掺入1%面粉就可以使铸铁件表面质量大为改善。我国有几家静压造型的铸造工厂，按照日本汽车铸造工厂的技术，灰铸铁型砂中不加入煤粉，改为加入α淀粉。由于去掉了煤粉，一家工厂的型砂含泥量降为8-9%，紧实率为35-40%时型砂含水量为2.7-3.2%,透气性200-240。另一家型砂含泥量降为7-11%，型砂含水量为2.7-3.2%，透气性160-200。由于型砂中加入煤粉也会消耗膨润土，不加煤粉就可以减少型砂的有效膨润土含量，这也是含水量降低的原因之一。型砂的流动性好，起模容易，对环境污染少。在较大规模铸造生产中，使用淀粉完全代替煤粉会使铸件生产成本提高。如有必要，在混合面砂或局部面砂时，按一定比例共同加入淀粉和煤粉则是可行的。清华大学在六十年代初期曾在生产拖拉机铸件的面砂中加入了煤粉、面粉和渣油液，浇注得铸件的表面极其光洁。
（4） 合成树脂及聚合物：可以是粉状的聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、聚乙烯、聚丙烯、聚脂等材料。其中以聚苯乙烯在煤粉代用品中最为著名。聚苯乙烯的光亮碳形成能力高达80-85%，挥发分接近100%，平均粒度0.15mm，型砂中加入量仅为煤粉的1/6-1/9。由煤粉更换为聚苯乙烯粉以后，型砂的需水量可降低20%，透气性提高，气孔缺陷减少，型砂紧实流动性提高，砂型紧实程度增加，铸件尺寸精度更精确，车间空气中CO含量降低，浇注时产生的苯乙烯单体浓度也并未超过允许浓度。用煤粉时车间粉尘中煤粉残留物约占50%，而聚苯乙烯不存在这种残留物，对环境和工作地的坏作用最小。但是在各种煤粉代用品中聚苯乙烯的价格最贵。还有人认为用聚苯乙烯后，砂型的附着力增大，砂型易裂。我国曾有人将生产聚丙烯的副产品无规聚丙烯制成乳化液作为煤粉的代用品，虽然铸件表面质量尚好，但浇注时烟气有怪味，无规聚丙烯的货源也不能保证，因而未得到推广应用。
（5） 石墨粉：1991年宫泽信夫教授在清华大学讲学时谈到日本有些工厂应用石墨粉替代煤粉。利用石墨粉受热形成还原气氛起防粘砂作用，已生产出一百余千克的铸件。例如大和制作所的型砂配方为：原砂100%，膨润土8%，土石墨0.3%，含水量3%。石墨粉的耐火度高，在浇注过程中只有型腔表层的石墨粉受热氧化分解，而内层的石墨粉不起反应，所以补加量很少。我国的石墨矿藏丰富，价格低廉。虽然石墨粉并不形成光亮碳，但我国很多铸造工厂喜用石墨粉抖或刷在湿型的型腔表面上，用来防止铸铁件表面粘砂。为了得出石墨粉作为抗粘砂材料的使用条件和应用范围，清华大学进行了系列的研究工作。结果表明，石墨粉的发气量极小，不易产生气孔缺陷。石墨粉有良好的自润滑作用，使型砂的坚实流动性提高，透气性下降，试样顶出阻力减少，改善型砂的起模性能。煤粉和石墨粉分别加入量按6%，配制两种试验型砂，浇注阶梯试块结果看出：石墨粉的抗粘砂能力不如优质煤粉，大约为优质煤粉的1/2。煤粉砂铸件少加清理后即可露出金属表面，呈银灰色。石墨粉砂要轻刷后才露出表面，呈暗灰色。落砂后不补加煤粉和石墨粉，反复多次浇注，到第8轮时煤粉砂的铸件表面已不如石墨粉砂铸件。到第12轮时，煤粉砂铸件表面严重粘砂，而石墨粉砂在整个浇注循环中铸件表面基本保持不变。用钢丝刷轻刷即可清理干净，说明石墨粉的耐用性比煤粉好的多，石墨粉在我国能否推广应用，尚有待进一步实践考验。
（6） 其它：我国还有多种"抗粘砂添加剂"、"光亮剂"、"湿型覆膜剂"在市场上销售。可能是出于商业考虑，都不曾明确说明它们的有效组分是什么，提不出令人信服的改善铸件表面质量的机理，而且也不给出与铸件质量有关的检验指标（如光亮碳形成能力、焦碴特征、灰分、挥发分等）。这些商品的价格都较昂贵，可能是煤粉的5-10倍。其中有的使用效果还难以从一两篇文章得到证实。也有几种在生产中使用一段时间后型砂性能出现严重问题。例如有的型砂流动性越来越差，铸件表面越来越粗糙。还有些铸造工厂使用某种煤粉代用品后，型砂的含泥量和含水量越来越高，铸件废品率也不断增高。因此，建议铸造工厂在选用任何新型煤粉代用品之前，一定先按本文前面介绍的进行一箱四件阶梯试块试验。必须注意的是需将试验用砂的透气性调整一致，控制好型砂的坚实率，使型腔表面的硬度相同，用同样铁水一次浇出四只试块进行比较，才能比较准确地得出一种煤粉代用品的效果好坏如何。总之，对煤粉的代用品的选用一定要慎重。不仅要计算一下经济上是否合算，也要防止铸件质量遭受到灾难性后果。
3.5.2新型煤粉商品
长期以来，人们一直在努力设法取消湿型铸铁件用型砂中的煤粉。但是，直到今天，完全取代煤粉的工作进展仍不够理想。据国外的资料介绍：其原因首先是任何煤粉的代用品价格都比煤粉贵得多。此外，很多铸造工厂换用代用品后，发现一系列新的问题。例如有的代用品在浇注和落砂时发出大量烟气，必须加强通风。有些代用品使膨润土中毒而不再吸水，破坏了膨润土的粘结和可塑性能。有的代用品是液体，运输、贮放、温度控制、定量都增加困难。有些工厂发现砂子从铸件上脱落比用煤粉时难，可锻件更是如此。大多数工厂发现由于去掉了细粉使型砂性能的控制成问题，有的工厂需要加入石英细砂或红砂代替细粉的作用。美国有一可锻铸铁工厂的高压造型线在1976年用聚苯乙烯代替煤粉，50循环后旧砂中的煤粉消耗净，铸件产生夹砂缺陷和表面光洁度变坏。换用聚丙烯和石油沥青比单用聚苯乙烯好些，但仍不如用煤粉。试验完了后又改回使用煤粉，铸件质量才又变好。德国一生产供搪瓷用薄壁大面积铸铁件的铸造工厂在使用煤粉代用品时，也发现经若干次循环后铸件表面光洁度有变坏的情况。因此，国外大多认为煤粉代用品的性能如今还不够稳定，对大铸件尤其有问题。目前距生产出铸造工厂普遍接受的代用品为时尚早。60年代和70年代考虑到环境而趋于否定煤粉，80年代起铸造工厂高压造型的使用日趋广泛，人们又回到了煤粉。当前的趋势是煤粉中掺入其它碳质材料制成"合成煤粉"商品，以及将煤粉、膨润土及其它材料混合制成"复合附加物"商品，在国外合成煤粉和附加物的包装和运输基本上是采用散料罐装车运输，送至铸造车间后，靠气力输送到储料仓中待用，使煤粉材料处于全封闭系统中，工作场地的环境和工人的劳动条件得以保证。只有在用户特殊要求下才采用纸袋包装，以下将分别简单介绍合成煤粉和复合附加物。
⑴合成煤粉（高亮碳煤粉、高效煤粉）：从70年代起，欧洲的煤粉供应厂商考虑到天然煤粉的不足，制成"合成煤粉"商品供应铸造工厂使用。所谓"合成煤粉"实际上是煤粉与沥青类掺加物的混合物。典型的配比是煤粉80-60%，掺加物20-40%。过去曾经用煤焦油沥青为掺加物，现已改用特殊的石油沥青。合成煤粉混合有两种成分，从而可以取长补短，得到有益性能的综合发挥，与天然煤粉相比，合成煤粉的挥发分和光亮碳形成能力较高，软化区间加宽，灰分和硫分降低，加入量下降，浇注时烟气减少。合成煤粉的光亮碳形成能力大多在12-20%之间，我国目前也有两家企业生产合成煤粉，称为"高效煤粉"和"高亮碳煤粉"。较理想的合成煤粉应是水洗焦煤和高软化点特制石油沥青材料配合制成，型砂中加入量只是天然煤粉的1/2左右。可以使型砂的水分下降，并可节省相应的运输和储存费用，使用后铸件表面光洁和易清理，气孔缺陷减少。
⑵复合附加物：在机械化大量生产的铸造工厂中，各造型线的产品基本固定，而且都有自己的砂处理工部。混砂时各种原材料的配比也是相当稳定的。因此，供应厂商有可能将各种附加物（包括煤粉、膨润土、淀粉和其它材料）按比例预先混合在一起运送销售。在铸造工厂中，材料的储放简化，又可防止煤粉自燃。用户在混砂加料时可只加一种加入物，使生产控制更加方便和精确。Novelli介绍欧洲灰铸铁生产用标准复合预混物含有钠基膨润土65%，煤粉35%。根据用户的需要，还可以再含有其它材料，例如α淀粉、普通淀粉、糊精、木粉、沥青粉等。据美国胶体公司介绍，在美国只有中、小型铸造工厂才单独购买煤粉、膨润土、淀粉、木粉等造型材料，混砂时分别逐样加入混砂机中。一些大型铸造工厂绝大多数是定购复合的附加物。以美国胶体公司的复合附加物"Additrol"为例，可以含有优质的钠基膨润土、钙基膨润土、耐火粘土、碳素物、淀粉、硬木粉、胡桃壳粉、褐煤粉等材料。其中木粉、胡桃壳粉和褐煤粉用来提高型砂的流动性。浇注时褐煤粉燃烧能氧化烟煤的分解物，减少膨润土吸收分解物而粘结力下降，节省膨润土加入量。褐煤粉还能减少浇注时的烟气，有利于环境保护。美国胶体公司将每种原材料都给出详细的技术条件供用户核验。我国目前暂时尚无类似的复合附加物商品供应。