粘土砂鑄造造型時，對型砂、粘結(jié)劑、煤粉有哪些要求？強(qiáng)度，濕度等有哪些要求？需要注意什么？

(1)緊實(shí)度及砂型硬度型砂被緊實(shí)的程度通常稱為緊實(shí)度，可以用單位體積內(nèi)型砂的質(zhì)量表示，即

δ=G÷V

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式中 δ—型砂的緊實(shí)度(g/cm3或t/m3);

G——型砂的質(zhì)量(g或t);

V——型砂的體積(cm3或m3)。

型砂緊實(shí)度和物理學(xué)中密度的單位相同而概念不同，因?yàn)樾蜕绑w積中包含了砂粒間的空隙。

下面是幾種常見型砂的緊實(shí)度數(shù)值：十分松散的型砂，1.2~1.3g/cm3；一般緊實(shí)的型砂,1.55~1.7g/cm3;高壓緊實(shí)后的型砂, 1.6~1.8g/cm3;非常緊密的型砂,1.8~1.9g/cm3。

在實(shí)際生產(chǎn)中，測量型砂的緊實(shí)程度時，常采用砂型硬度計(jì)。砂型硬度計(jì)可分為A、B、C三種形式。其中，A、B型的壓頭為球形，用于測量一般砂型。C型硬度計(jì)的壓頭為錐形，用于測量高硬度砂型。使用砂型硬度計(jì)測量型砂緊實(shí)程度比較方便，而且不破壞型腔表面，但缺點(diǎn)是不能測量砂型內(nèi)部的緊實(shí)度。

型砂的緊實(shí)度對起模的難易程度及砂型的強(qiáng)度、透氣性等其他性能具有重要的影響。

(2)濕度與緊實(shí)率濕度是指粘土砂的干濕程度，一般用含水量表示。緊實(shí)率是指用1MPa的壓力壓實(shí)粘土濕型砂或者在錘擊式制樣機(jī)上打擊三次，在緊實(shí)前后試樣體積的變化百分率，用試樣緊實(shí)前后高度變化的百分率表示。

試驗(yàn)證明，緊實(shí)率與型砂的含水量(濕度)成正比例關(guān)系。通常用緊實(shí)率來檢查粘土砂的含水量是否合適，即應(yīng)按固定的緊實(shí)率范圍來控制混砂時的加水量。通常的手工和機(jī)器造型用型砂，最適宜的干濕狀態(tài)對應(yīng)的緊實(shí)率接近50%；高壓造型和氣沖造型時為35%~45%;擠壓造型時為35%~40%。

(3)濕強(qiáng)度在外力作用下，型砂破壞時，單位面積上所承受的力稱為強(qiáng)度。型(芯)砂在濕態(tài)時的強(qiáng)度稱為濕強(qiáng)度。濕強(qiáng)度包括濕拉強(qiáng)度、濕壓強(qiáng)度、濕剪強(qiáng)度、濕劈(抗裂)強(qiáng)度。它反映的是粘土濕型砂以及未經(jīng)硬化的樹脂砂、水玻璃砂、油砂、合脂砂等抵抗破壞的能力。如果型(芯)砂的濕強(qiáng)度不足，則在起模、翻箱、合型及搬運(yùn)過程中會造成塌箱；在澆注時，則可能承受不住金屬液的沖刷而沖壞鑄型表面，使鑄件產(chǎn)生砂眼，甚至造成跑火。樹脂砂由于未經(jīng)硬化而濕強(qiáng)度很低，造型時不能立即起模，需要經(jīng)過一段時間的硬化后才能起模，這是樹脂砂與粘土砂造型工藝的差別之一。

對于粘土砂而言，影響濕強(qiáng)度的因素主要有：

1)原砂的顆粒特性。在粘土加入量、含水量、混砂質(zhì)量、緊實(shí)度等條件相同時，砂粒越細(xì)、粒度越不均勻，則型砂質(zhì)點(diǎn)間的接觸面積越大，濕強(qiáng)度越高。從顆粒形狀而言，圓形砂容易緊實(shí)，故濕強(qiáng)度較高。當(dāng)增大緊實(shí)力時，尖角形砂粒間的接觸面積大，可得到更高的濕強(qiáng)度。

2)粘土加入量和含水量。當(dāng)水分適當(dāng)時，粘土加入量增加，型砂濕強(qiáng)度提高。但是粘土含量達(dá)到一定程度后會造成混砂困難，容易結(jié)成團(tuán)塊，強(qiáng)度不再提高。當(dāng)粘土含量一定時，膨潤土砂的濕強(qiáng)度比普通粘土砂高得多。將鈣基膨潤土處理成鈉基膨潤土，濕強(qiáng)度也明顯提高。當(dāng)粘土含量一定時，隨著水分含量的增加，型砂濕壓強(qiáng)度提高到一定程度后將出現(xiàn)下降。試驗(yàn)證明，當(dāng)水土比(水與水和粘土的總量之比)為20%時，濕壓強(qiáng)度出現(xiàn)極大值。

3)混砂質(zhì)量?；焐百|(zhì)量取決于混砂時的混砂機(jī)類型、物料加入順序和混砂時間。

4)緊實(shí)度。隨著緊實(shí)度的提高，型砂質(zhì)點(diǎn)間的接觸面積增大，濕強(qiáng)度提高，但有一定的限度。

5)失效粘土及惰性粉塵。由于生產(chǎn)上粘土砂是循環(huán)使用的，失效粘土及惰性粉塵越來越多，造成濕拉強(qiáng)度和濕剪強(qiáng)度下降而濕壓強(qiáng)度提高，型砂發(fā)脆，起模時容易損壞砂型。

(4)干強(qiáng)度干強(qiáng)度是指粘土砂經(jīng)過烘干后，或者樹脂砂、油砂等經(jīng)過硬化后所測得的強(qiáng)度。粘土砂干型、表面烘干型、干芯等經(jīng)過烘干處理后，自由水和吸附水逸失，質(zhì)點(diǎn)相互靠近，附著力增大，干強(qiáng)度比濕強(qiáng)度明顯提高。

影響粘土砂干強(qiáng)度的因素包括：

1)粘土種類及其加入量。在相同的粘土加入量和含水量情況下，一般膨潤土砂的干強(qiáng)度高于普通粘土砂。但是實(shí)際生產(chǎn)中，由于型砂中膨潤土的用量和水分均較低，并且膨潤土砂在100~200℃烘干時失水集中，容易造成砂型和砂芯開裂，故實(shí)際干強(qiáng)度低于普通粘土。

2)原有含水量。砂型烘干前的含水量增加，更能充分地發(fā)揮粘土的粘結(jié)性，強(qiáng)度較高。

3)緊實(shí)度。增大緊實(shí)度，可提高砂型的干強(qiáng)度。

(5)熱濕拉強(qiáng)度粘土濕砂型在澆注時，由于高溫急熱造成水分向內(nèi)部遷移，在砂型表面以下形成了高濕度凝聚層，此砂層的抗拉強(qiáng)度稱為熱濕拉強(qiáng)度。由于該層濕度一般提高50%以上，使?jié)窭瓘?qiáng)度下降，容易引起鑄型開裂，產(chǎn)生夾砂缺陷。熱濕拉強(qiáng)度更適合衡量濕型砂在實(shí)際工作條件下抵抗破壞的能力。

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