机械砂，又称液态金属渗透砂，是通过将液态金属或金属氧化物通过毛细渗透或气相渗透钻入模腔表面的砂缝中，在铸件表面形成的金属和砂的机械混合粘附层。清除粘砂层时可以看到金属光泽。机械砂表面多孔且牢固地附着在铸件表面上，主要发生在砂型表面和砂芯表面热作用强烈、砂型紧密度低的部位，如浇口附近、铸件厚壁部位、内角和槽。

机械砂不仅影响铸件的外观质量，甚至会导致报废，因此应该对铸件的机械砂给予足够的重视，以提高产品的产量。根据多年的生产经验和参考相关资料，作者讨论了铸件机械砂的原因及其预防措施。

如果铸造和模型的结构给砂型形状带来了尖锐的角度、悬挑或凸出的形状，或者是平坦薄的砂台或砂芯，这种设计会产生机械粘砂。因为这种结构的铸件会导致砂型和砂芯的局部热量集中，砂型和砂芯的正常性能受损，砂型和砂芯的表面提前坍塌，熔融金属或金属氧化物容易渗透并产生机械粘砂。在这方面，可以在热量集中的部位使用砂型，如锆砂或橄榄砂，以提高其长时间受热或暴露于高温辐射的能力。

外观

图样的工艺设计不佳，导致砂捣实不紧密或紧密度不均匀，会导致腔体表面粗糙或松散，直接影响机械砂的生产。图样的工艺设计常出现以下错误：

一个不当的分型面选择，导致上部轮廓高，或在砂型中形成深凹处。

第二个问题是模底板上图案的位置排列不当，使凹陷难以敲打，这可能是由于图案离箱壁太近，或者图案排列过于密集。由于图案排列过于拥挤，会导致铸件产生砂眼，即使没有明显的砂眼，也会出现机械砂。由于缺陷的同源性，同一铸件上会出现机械砂和砂眼。

第三，直线奔跑者、升起者和横向奔跑者的位置没有正确安排，会出现不易冲压的凹陷部位，这与浇口系统的布局有关。

当绘图倾斜度<1.5°时，即使整个砂型的紧密度适当，砂型表面也会破裂，容易使金属或金属氧化物渗入。

图案的工艺结构较差，导致金属静水压力较高。由于静压的增加，砂型的负荷增加，因此需要使用砂型或更紧密的建模方法来抵抗金属液对砂型的渗透压力。

沙箱

沙箱的设计和结构不合理，导致沙子的紧实度不均匀或夯实过软。

这些问题的一般原因如下：

盒带位置不当，导致一些凹陷部位无法受力，使局部砂型过软，引起砂肿或机械砂。

由于沙箱太小，沙子不够结实。

盒带的放置不当，导致浇口和浇筑无法放置在合适的位置，使得浇口或浇筑与型砂之间的砂土不够紧密。由于热量集中不可避免，使得机械砂更为严重。因此，如果无法改变浇口或浇筑的位置，必须切断或完全移除盒带。

上箱太高。机械砂通常与腔体表面的渗透阻力和液态金属的静压有关，液态金属的压力大小与金属的密度和上箱的高度有关。如果从需要铸造进给开始，上箱应该有一个高度。

4门控系统

喷口位置不当导致砂型局部过热，造成腔体表面过早破坏，高温下形成的金属液体或金属氧化物更容易渗透腔体表面。

这种情况的示例如下：

首先，直升机或升降机距离模具表面太近，形成热区。如果这个热区的砂型没有捣实，机械砂粘附缺陷将非常严重。

其次，腔体表面过多的液态金属会使表面受热而破坏。如果腔体内初凝的壳被后续金属液体的流入重新熔化，粘砂现象会更加严重。

第三，倒注时，任何可能导致液态金属压力过高的因素都可能导致铸件产生机械砂。当液态金属不仅处于高压下，而且温度也很高时，情况尤为严重。

直导道、横导道和内导道的横截面比例不当，导致金属液在浇注过程中持续氧化，增加金属氧化物的量，导致砂型熔化效应。在浇注过程中，浇注系统应始终充满液态金属，否则，浇注系统的任何部分都可能使液态金属氧化。

浇口颈的尺寸太大，会导致周围的砂土过热，这是一个更常见的问题。这个问题通常是由于浇口颈太长造成的，为了防止浇口颈内金属液体过早凝固，需要增加颈部的尺寸。如果由于浇口颈设计不当而无法进行喂料，需要缩短浇口颈以防止凝固，而不是增加其尺寸。较小的浇口颈尺寸可以减少砂型的热量。

(4) 浇注杯或直流道设计不当，导致液态金属氧化引起的气泡浇注，通常是由于湍流引起的，液态金属表面不断积累氧化膜会导致机械砂进入。

造型砂

原砂颗粒尺寸分布不均匀会导致砂的紧密度降低，原砂颗粒尺寸分布直接影响砂的紧密度。

模型砂的流动性和成形性较差。

树脂涂层太薄，会降低壳体的局部强度，局部砂粒未被树脂覆盖，往往因为这个简单的原因，铸件会被机械砂磨。

(4) 砂中碳材料或脱氧物质不足会产生过多的金属氧化物，使氧化物浸湿砂并容易渗透。

6. 核心制作

未涂沙芯的砂子太粗或颗粒分布不均匀，对机械砂的生产产生影响。

砂芯未压实，砂型性质未压实，对机械砂具有重要影响。

砂芯表面粗糙或多孔，会导致机械砂粘附。熔融金属或金属氧化物渗透到这个粗糙或多孔的表面并渗透到芯内部。

砂芯在存储过程中会吸收水分。对于砂芯来说，水分过多会更加麻烦。因为砂芯中水分过多，有些砂芯看起来干燥，但实际上仍然含有较高的水分。

砂芯在处理过程中被粗暴对待，或者在涂料仍处于湿润状态时，导致涂层受损或磨损。结果是砂芯上没有足够的涂料来防止金属或金属氧化物渗入砂芯。涂料受损就像在砂芯上打开一个通气孔，导致金属液沸腾并产生机械砂。

砂芯涂层的浸润太浅，会直接导致机械砂粘附。

砂芯涂层的高温强度较低。由于涂料中缺乏粘土，或溶剂过多，导致粘结剂含量降低，导致涂料的高温强度降低并导致机械砂。

芯砂混合不良，导致砂芯个别部位强度过低，在浇注过程中发生坍塌，导致机械粘砂。

当砂芯清理和修整不当时，会直接导致机械砂粘附。加强对砂芯的检查，应该能避免这类缺陷。

砂芯在浸涂喷漆后未再次干燥。与砂模中砂芯的吸湿和返湿一样，涂层容易剥落。

芯盒不干净，会导致芯砂附着在芯盒上，使砂芯表面粗糙。质量好的芯具有致密的表层，如果芯盒不干净，则无法获得具有致密表层的芯。

7. 样式

夯实的软度和紧密度不均匀。在大多数情况下，夯实的紧密度与紧密度的均匀性同样重要。然而，有时不均匀的紧密度比砂土的整体软度更有害。

砂型修补不良。砂型修补面粗糙松散，会导致机械砂粘砂。修补过量或修补部位水分过高，也会导致金属沸腾并导致机械砂。

翻译结果：贫砂修复部分粗糙松散，会出现机械砂。

不均匀或沙漆不足。

表面干燥型油漆未干均匀或未完全干燥。

过多的释放液会削弱砂型的表面强度，并促使液态金属沸腾，产生铸件中的机械砂。

沙漆的美观度太低，油漆会被沙子吸入，涂层会剥落、脱落或剥落，导致机械砂。

图案表面覆盖着不足的沙子，这是操作中常见的疏忽。

热冷材料（砂芯、砂型、芯支撑、冷铁等）相互接触。当热冷材料相遇时，水会凝结。水会导致机械砂沸腾，同时大大增加氧化物的形成速率，然后发生金属氧化物的渗透。这是机械砂产生的一般原因，也是高压成型机械砂产生的主要原因。

8. 金属成分 --> 金属成分

易于形成具有良好流动性的金属氧化物，具有良好流动性的金属更容易引起机械砂浆，而不是具有高表面张力或粘度的金属。

合金含有低熔点成分，如铅在铅青铜中，容易引起机械砂。因为铅在比母体金属冷得多时仍处于液态。

需要在高温下浇铸的合金。由于合金具有良好的流动性，容易产生机械砂。此外，由于浇铸温度较高，氧化物的形成速率加快，因此有形成氧化性机械砂的倾向。

9. 倒入

当浇注温度过高时，不仅会提高液态金属的流动性，还会使液态金属迅速氧化，从而加速氧化机械砂的发生。

勺子抬得太高，上箱也太高，会形成过高的金属印痕，并促使金属或金属氧化物进入砂中的孔隙。