粘土砂和樹脂砂

A. 鑄造實習使用的型砂主要由什麼組成

型砂一般由鑄造用原砂、型砂粘結劑和輔加物等造型材料按一定的比例混合而成。
芯砂：由鑄造砂、型砂粘結劑和輔加物等造型材料按一定的比例混合而成。
簡介：
型砂在鑄造中用來造型的材料。型砂一般由鑄造用原砂、型砂粘結劑和輔加物等造型材料按一定的比例混合而成。型砂按所用粘結劑不同，可分為粘土砂、水玻璃砂、水泥砂、樹脂砂等。以粘土砂、水玻璃砂及樹脂砂用的最多。
芯砂按所用粘結劑不同分為粘土芯砂、水玻璃芯砂、油芯砂、合脂芯砂、樹脂芯砂等。形狀簡單的型芯，一般可用粘土芯砂製成；形狀復雜、斷面較細較薄、要求干強度高、潰散性好的型芯，則使用植物油芯砂、合脂芯砂或樹脂芯砂。

B. 鑄造生產過程中，酚醛樹脂砂與二氧化碳自硬砂、粘土砂相比有什麼優點、

酚醛樹脂砂用於殼型鑄造比較多，鑄件尺寸精度高，材料消耗少。
二氧化碳硬化不是自硬砂，在水玻璃砂中用的較多，鑄型強度高，但回用比較困難。粘土砂適用范圍廣，但強度低，鑄件表面質量差。

C. 分型砂的作用是什麼

分型砂的作用是造型時上下箱容易分離，造型容易，方便取模。

型砂是在鑄造中用來造型的材料。型砂一般由鑄造用原砂、型砂粘結劑和輔加物等造型材料按一定的比例混合而成。型砂按所用粘結劑不同，可分為粘土砂、水玻璃砂、水泥砂、樹脂砂等。以粘土砂、水玻璃砂及樹脂砂用的最多。由於有粘結劑存在，因此要用到分型砂。

因為在鑄造生產中大部分造型都需要分上下箱，對於復雜的鑄件有時要分箱3個以上。因此在箱與箱之間需要撒些分型砂使造型時箱子之間容易分離，方便取模。

以粘土砂、水玻璃砂及樹脂砂用的最多。由於有粘結劑存在，因此要用到分型砂。因為在鑄造生產中大部分造型都需要分上下箱，對於復雜的鑄件有時要分箱3個以上。因此在箱與箱之間需要撒些分型砂使造型時箱子之間容易分離，方便取模。

型砂性能

型砂性能主要有兩方面因素決定，一是構成型砂的材料組成；二是型砂的混碾狀況 。

型砂的材料構成主要是由舊砂、原砂、膨潤土和添加劑（FS粉）等組成。由於型砂95%以上是舊砂，而舊砂由於澆注鑄件的砂鐵比不同、芯砂混入量不同等因素的影響，導致材料構成的波動非常大。

以粘土砂、水玻璃砂及樹脂砂用的最多。由於有粘結劑存在，因此要用到分型砂。因為在鑄造生產中大部分造型都需要分上下箱，對於復雜的鑄件有時要分箱3個以上。因此在箱與箱之間需要撒些分型砂使造型時箱子之間容易分離，方便取模。

D. 型砂的種類有幾種

按粘結劑的不同，型砂可分為下列幾種：

1.粘土砂 是以粘土上（包括膨潤土和普通粘土）為粘結劑的型砂。其用量約占整個鑄造用砂量的（70～80）％。其中濕型砂使用最為廣泛，因為濕型鑄造不用烘乾，可節省烘乾設備和燃料，降低成本；工序簡單，生產率高；便於組織流水生產，實現鑄造機械化和自動化。但濕型砂強度不高，多用於中小鑄件生產。

為節約原材料，合理使用型砂，往往把濕型砂分成面砂和背砂。與模樣接觸的那一層型砂，稱為面砂。其強度、透氣性等要求較高，需專門配製。在面砂背後，只作為填充加固用的型砂稱為背砂，一般使用舊砂。在大量生產中，為提高生產率，簡化操作，往往不分面砂和背砂，而用一種砂，稱為單一砂。鑄鐵件常用濕型砂的配比和性能見(表1-1)。

2.水玻璃砂 是由水玻璃（硅酸鈉的水溶液）為粘結劑配製而成的型砂。水玻璃加入量為砂子質量的（6～8）％。

水玻璃砂型澆注前需進行硬化，以提高強度。硬化方法有：通CO2氣化學硬化和加熱表面烘乾，還可以在型砂中先加入硬化劑，起模後砂型自行硬化。由於取消或大大縮短了烘乾工序，水玻璃砂的出現使大件造型工藝大為簡化。但水玻璃砂的潰散性差，落砂、清砂及舊砂回用都很困難。在澆注鑄鐵件時粘砂嚴重，故不適於做鑄鐵件，主要應用在鑄鋼件生產中。

3.樹脂砂 是以合成樹脂（酚醛樹脂和呋喃樹脂等）為粘結劑的型砂。樹脂加入量約為砂子質量的3～6％。樹脂砂加熱後1～2min可快速硬化，且干強度很高，做出的鑄件尺寸精確、表面光潔；潰散性極好，落砂時只要輕輕敲打鑄件，舊砂就會自動潰散落下。由於有快乾自硬特點，使造型過程易於實現機械化和自動化。樹脂砂是一種有發展前途的新型造型材料，目前主要用於製造復雜的砂芯。

四、型砂的制備

型砂的制配工藝對型砂的性能有很大影響。澆注時，砂型表面受高溫鐵水的作用，砂粒粉碎變細、煤粉燃燒分解，型砂中灰分增多而透氣性降低，部分粘土喪失粘結力，均使型砂的性能變壞。所以，落砂後的舊砂，一般不直接用於造型，需摻入新材料，經過混制，恢復型砂的良好性能後才能使用。舊砂混制前需經磁選及過篩以去除鐵塊及砂團。型砂的混制是在混砂機中進行的，在碾輪的碾壓及揉搓作用下，各種原材料混合均勻並形成圖1-2所示的型砂結構。

型砂的制配過程是：先加入新砂、舊砂、膨潤土和煤粉等干混2～3min，再加水濕混5～12min，性能符合要求後即從出砂口卸砂。混好的型砂應堆放4～5 h，使粘土膜內水分均勻（調勻）。使用前還要用篩砂機或松砂機進行松砂，以打碎砂團和提高型砂性能，使之鬆散好用。

E. 什麼是「樹脂砂」。

砂鑄的一種，使用的砂子為樹脂砂。樹脂砂為樹脂與砂子按一定比例混合，不需其它材料及方法，常溫下砂子即可硬化，變成需要的砂型。以樹脂為粘結劑，加入催化劑混制出型砂，不需烘烤或通硬化氣體，即可在常溫下使砂型自行固化的造型方法。

F. 請問，鑄造中什麼是「潮模砂、粘土砂、水玻璃、覆膜砂、樹脂砂」

潮模砂、粘土砂、水玻璃、覆膜砂、樹脂砂 都屬於鑄造中的砂鑄，不過是不同的粘結劑的區別。
潮模砂、粘土砂、濕型砂是一樣的，粘結劑都是普通粘土或膨潤土，由於在混砂過程中要加入水，所以就叫潮模砂。
水玻璃砂的粘結劑是鈉水玻璃，一般通過吹二氧化碳硬化或加硬化劑自硬化。
覆膜砂的粘結劑一般是酚醛樹脂，有微毒，一般用來說砂芯用。
樹脂砂的粘結劑為呋喃樹脂，樹脂砂造型在澆注後發氣量比較大。目前用樹脂砂造型的鑄件質量在砂鑄中是最好的。

G. 粘土砂，水玻璃砂和樹脂砂哪一個生產的鑄件尺寸精度高

用粘土砂鑄造是比較傳統的老工藝，精度差。
用樹脂砂鑄造，精度明顯高於粘土砂工藝。
水玻璃主要用在精密鑄造方面，鑄造小件最合適。大型鑄件不行。

H. 型砂按用途一般可分為哪兩種砂

型砂，可分面砂、填充砂和單一砂等。面砂是緊貼鑄件的一層型砂，質量要求高。填充砂在面砂層之後，不和金屬液接觸，質量要求不嚴格。單一砂是不分面砂與背砂的型砂， 主要用於機器造型。另外大型鑄件的砂型常需烘乾後再澆注，它所用的型砂中含有較多的黏土，這種型砂叫干模砂；中小型鑄件常用潮型澆注，它所用的型砂中合黏土量較少，這種型砂稱為潮模砂。
型砂一般由鑄造用原砂、型砂粘結劑和輔加物等造型材料按一定的比例混合而成。型砂按所用粘結劑不同，可分為粘土砂、水玻璃砂、水泥砂、樹脂砂等。以粘土砂、水玻璃砂及樹脂砂用的最多。
型砂在鑄造生產中的作用極為重要，因型砂的質量不好而造成的鑄件廢品約占鑄件總廢品的30~50%。
通常對型砂的要求是：
①具有較高的強度和熱穩定性，以承受各種外力和高溫的作用。
②良好的流動性，即型砂在外力或本身重力作用下砂粒間相互移動的能力。
③一定的可塑性，即型砂在外力作用下變形，當外力去除後能保持所給予的形狀的能力。
④較好的透氣性，即型砂孔隙透過氣體的能力。
⑤高的潰散性，又稱出砂性，即在鑄件凝固後型砂是否容易破壞，是否容易從鑄件上清除的性能。

種類

粘土砂
由天然硅砂、粘土、輔加物和水混合而成。製造濕砂型的粘土砂所用粘土為膨潤土，濕抗壓強度一般為0.05～0.1MPa。含水量為3.5～5%，透氣性為80以上，常用於機器造型，也可用於手工造型。
製成的砂型不經烘乾可直接澆注金屬液，具有生產效率高、成本低和生產周期短等優點。濕型用粘土砂在鑄造生產所用的型砂中約佔60%。由於濕砂中水分較高，強度和透氣性較低，鑄件易於產生氣孔、夾砂、粘砂、脹砂等缺陷，手工造型，尺寸精度較低，一般只用於生產中小型鑄鐵件及鑄造有色合金鑄件；機械造型，尺寸精度高，適用於大批量鑄件的生產。
製造干砂型的粘土砂所用粘土為高嶺土，其濕態水分較高。製成的砂型要在250～400℃左右溫度下烘乾後再合型澆注，一般用於鑄鋼件。干砂型由於能源消耗大，生產周期長，尺寸精度差，已逐漸被淘汰。

水玻璃砂
由硅砂、水玻璃和輔加物混合配製而成。製成的砂型可吹以

實現硬化，也可採用加熱硬化或在有機酯的作用下自行硬化等方法。

這種型砂可用於製造鑄鋼件和鑄鐵件的砂型。過去水玻璃砂有落砂困難和舊砂不易再生等缺點，應用受到一定的限制。
1999年，新型水玻璃酯硬化自硬砂問世，水玻璃加入量1.8-3.0%，可使用時間可調節，可實現機械化造型、制芯，舊砂可再生，80-90%可回用，現已在鐵路機械、冶金機械、重型機械、礦山機械、通用機械廠幾十家企業推廣使用，成功澆注從幾公斤到幾百噸重鑄件，經濟效益、社會效益顯著。新型水玻璃酯硬化自硬砂是公認的環境友好型造型材料。

樹脂自硬砂
由硅砂、樹脂和硬化劑等混合配製而成。
常用的樹脂有呋喃樹脂、甲階酚醛樹脂、鹼性酚醛樹脂及尿烷樹脂。用這種型砂製成的砂型強度高、尺寸偏差小、潰散性好、能源消耗少，可用於鑄鋼、鑄鐵及鑄造有色合金鑄件的生產，鑄件的表面質量和尺寸精度高。樹脂自硬砂是一種很有發展前途的造型砂。

型砂性能

型砂性能主要有兩方面因素決定，一是構成型砂的材料組成；二是型砂的混碾狀況 。
型砂的材料構成主要是由舊砂、原砂、膨潤土和添加劑（FS粉）等組成。由於型砂95%以上是舊砂，而舊砂由於澆注鑄件的砂鐵比不同、芯砂混入量不同等因素的影響，導致材料構成的波動非常大。
因而要控制型砂的構成，就必須對型砂中的有效膨潤土含量、有效添加劑含量及含泥量進行檢驗，以便確定混砂時膨潤土、添加劑（FS粉）和原砂的補加量。
型砂緊實率的控制范圍、型砂的混碾效率反映了型砂的混碾狀況。型砂緊實率的控制范圍是指緊實率的波動范圍，波動范圍越小，型砂緊實率的控制水平越高。型砂的混碾效率是指混制出的型砂性能與經過充分混碾後的型砂性能的百分比，混碾效率越高越好。

I. 粘土砂和樹脂砂處理系統的異同點

成分-樹脂砂是抄樹脂襲、砂和固化劑混合，粘土砂主要是膨潤土、水和砂混合;性能和使用條件上-樹脂砂成本要遠高於粘土砂，樹脂砂比粘土砂強度要高，特別是高溫強度;潰散性上，個人覺的粘土砂更好些，但也不是說樹脂砂差多少。回收性上兩者都可以回收!但就工藝上來說，樹脂砂要好於粘土砂，比如固化時間，素材表面的光潔度等!