1.CO2水玻璃砂中砂包裹體的分析；

　　1.夾砂的形成機(jī)理：當(dāng)熔融金屬倒入砂型時(shí)，一方面，當(dāng)型腔未充滿(mǎn)，熔融金屬未凝固時(shí)，熔融金屬作用于型腔表面的砂層，砂型表層溫度急劇上升，使表層受熱迅速膨脹，產(chǎn)生熱應(yīng)力；另一方面，當(dāng)砂型表層產(chǎn)生的水蒸氣通過(guò)砂型內(nèi)部時(shí)，在表面干燥層下被冷卻冷凝，成為水飽和冷凝的薄層。這一層的熱強(qiáng)度很低，只有正常濕強(qiáng)度的一小部分。由于應(yīng)時(shí)膨脹的熱應(yīng)力，表層被迫沿著水分凝結(jié)層和拱形滑動(dòng)。此時(shí)，熔融金屬尚未充滿(mǎn)，熔融金屬的壓力晚于表層的拱裂。砂型開(kāi)裂后，當(dāng)熔融金屬?gòu)牧鸭y侵入并冷卻固化時(shí)，形成夾砂。

　　2.水玻璃砂不易形成夾砂的機(jī)理：在低溫下，水玻璃型砂由于模具的剛性，不能吸收膨脹，應(yīng)力會(huì)很大；相反，在膨脹較大的高溫下，由于模具表現(xiàn)出粘彈性并能在一定程度上吸收膨脹，應(yīng)力較小。由于水玻璃砂具有加熱后先膨脹后收縮的特點(diǎn)，不易產(chǎn)生夾砂。

　　3.夾砂原因分析：CO2水玻璃砂不易形成夾砂。為什么是夾砂？從夾砂形成的機(jī)理可以看出，在以石英砂顆粒為骨架的鑄造條件下，型腔表面砂層的熱膨脹和水在鑄型內(nèi)的遷移是夾砂形成的外因。砂層膨脹產(chǎn)生的熱應(yīng)力是表面起拱的驅(qū)動(dòng)力，砂層的允許變形能力和層間連接強(qiáng)度是表面起拱和開(kāi)裂的阻力。從這個(gè)意義上說(shuō)，夾砂是由于搖枕和側(cè)框澆口的側(cè)熱效應(yīng)強(qiáng)，型砂熱膨脹大，對(duì)變形的容忍度差，表層砂層與內(nèi)層連接強(qiáng)度不足，型砂含水量高(模具干燥不充分)造成的。從夾砂形成的時(shí)期來(lái)看，模具還沒(méi)有滿(mǎn)。從這個(gè)意義上說(shuō)，夾砂的周期與模具的吹干程度密切相關(guān)：吹干不透，干強(qiáng)度差，夾砂的臨界時(shí)間容易被模具縮短。從夾砂缺陷的情況來(lái)看，夾砂發(fā)生在澆口引入平面的表層或更深層，說(shuō)明金屬液熱效應(yīng)強(qiáng)，型砂熱膨脹大。這主要取決于原砂化學(xué)成分的性質(zhì)和粒度的級(jí)配。同時(shí)，二氧化碳硬化時(shí)，模具透氣性差，脫水性差，含水量高，強(qiáng)度不足。透氣性差，導(dǎo)熱性差，水飽和凝結(jié)區(qū)離模具界面很近，容易縮短夾砂的臨界時(shí)間。

　　二.生產(chǎn)中防止CO2水玻璃砂夾砂的措施：1.降低熱膨脹，延緩?qiáng)A砂時(shí)間，提高耐受性。

　　(1)使用膨脹系數(shù)小的原砂，即選擇好的砂源。主要從砂源的化學(xué)成分、粒度和粒度等級(jí)來(lái)看，有必要提高耐受性，選擇粗原砂。用50/100原砂代替40/70原砂，效果明顯。

　　(2)降低澆注溫度，采用快速澆注速度，減少熱強(qiáng)度和過(guò)熱時(shí)間。原來(lái)澆注速度是28秒到38秒，現(xiàn)在澆注速度是25秒到35秒。

　　(3)避免水平澆注、傾斜澆注或盡量使大平面遠(yuǎn)離內(nèi)澆道過(guò)熱區(qū)域。通過(guò)改變內(nèi)流道的引入位置，將搖枕和側(cè)架從頂部改為側(cè)面，工藝復(fù)雜，效果不明顯。

　　(4)控制型砂的密實(shí)度，在用成型機(jī)成型的情況下，補(bǔ)充壓實(shí)兩遍，有一定的效果。

　　2.提高模具的連接強(qiáng)度，使水飽和區(qū)遠(yuǎn)離模具壁。

　　(1)型砂應(yīng)適當(dāng)增加硅酸鈉的含量，控制適當(dāng)?shù)乃?，以提高干?qiáng)度。硅酸鈉的添加量從7%增加到8%。

　　(2)通過(guò)造型增加表層砂的厚度。首先，通過(guò)增加厚度，提高模具的有效強(qiáng)度壁厚；第二，保持含水量高的背砂遠(yuǎn)離模壁，含水飽和區(qū)相應(yīng)遠(yuǎn)離模壁。表層砂層厚度從30~40毫米增加到50~100毫米。

　　(3)吹二氧化碳使模具變硬，蓋內(nèi)安裝電熱板加熱。(1)通過(guò)加熱和二氧化碳聯(lián)合硬化提高模具強(qiáng)度；其次，通過(guò)組合硬化，降低了模壁的含水量。含水量越小，夾砂臨界時(shí)間越長(zhǎng)，抗夾砂能力越強(qiáng)。同時(shí)，在硬吹時(shí)，扎通氣孔更有利于提高硬化強(qiáng)度，降低模壁硬化層的含水率。工藝措施要求吹氣罩內(nèi)增加電加熱板，模具應(yīng)有足夠的通氣孔。

　　(4)在型砂中加入促硬成分，提高模具整個(gè)面砂部分的硬化強(qiáng)度，同時(shí)提高潰散性。在表面砂中加入0.5%的含促硬成分的改性劑。

　　(5)在大平面上插入釘子和油漆，增加連接強(qiáng)度。原來(lái)的工藝措施需要在大門(mén)側(cè)的大平面上插釘子和刷油漆。

　　(6)提高背砂的強(qiáng)度和透氣性，以滿(mǎn)足保證表面砂和提高硬吹效果的需要，同時(shí)提高模具的導(dǎo)熱性。一定時(shí)期更換背砂，使用30/50粗砂。

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