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，這種型砂叫乾模砂；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。
基本介紹
- 中文名：型砂
- 外文名：molding sand
- 類型：造型材料
- 套用：砂型鑄造
- 質量要素：型砂組分、型砂水分和溫度等
- 組成：由二氧化矽和黏土混合
簡介,種類,粘土砂,水玻璃砂,樹脂自硬砂,型砂性能,發展現狀,套用意義,
簡介
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。
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
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占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。
型砂
型砂製造乾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。乾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
由矽砂、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。
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
由矽砂、樹脂和硬化劑等混合配製而成。
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
型砂型砂緊實率的控制範圍、型砂的混碾效率反映了型砂的混碾狀況。型砂緊實率的控制範圍是指緊實率的波動範圍，波動範圍越小，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。
發展現狀
當前，鑄造業仍以普通濕砂型鑄造為主，型砂質量對鑄件有著直接和重要影響。實際生產統計表明，鑄件廢品中有60%以上源於型砂及鑄型質量問題。為了降低鑄件廢品率，提高經濟效益，幾十年來，鑄造工作者研製出多種型砂自動檢測裝置及型砂質量控制系統。
型砂
型砂但是到目前為止，還有很多的型砂性能和組分仍然局限於間接和近似的檢測與控制，尚待鑄造工作者進一步開發。因此，型砂質量的自動檢測與控制一直是鑄造領域的重要前沿研究課題之一。
套用意義
砂型鑄造生產的鑄件質量與粘土砂的質量關係重大。粘土砂質量不好，將會造成大量鑄造廢品，統計顯示，造型及制芯成本占鑄件成本的一半，鑄件廢品中有60%是由造型及制芯因索引起的，鑄件焊補缺陷70%與造型、制芯材料有關，清鏟工作80%的工作量涉及造型材料。以缸體、缸蓋為代表，砂眼、氣孔、起皮、漏水等缺陷分別占廢品率的55%和60% ，影響生產的型廢率約占6% ~10% ，每噸鑄件的耗砂量需1.2~1.5t，這些數據遠遠高於工業已開發國家的一般鑄造水平。
綜上所述，造型材料的改善，對提高鑄件質量和產量、降低成本、改善車問工作環境等有著極為重要的意義。
