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管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。清除粘砂层时可见金属光泽。机械砂表面多孔且牢固地附着在铸件表面上，主要出现在砂型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、内角和槽等地方。

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，以提高产品的产出率。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预防措施。

如果铸造和模型的结构给砂型形状带有尖锐的角度、悬挑或突出的形状，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模和砂芯的局部热量集中，砂模和砂芯的正常性能受损，砂模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。

外觀

图案的工艺设计不佳，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。图案的工艺设计常出现以下错误：

選擇不當的分離面，導致上部輪廓過高，或在砂模中形成深凹陷。

第二个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，直走子、升子和橫走子的位置排列不當，會出現不易擠實的凹陷部位，這與浇口系統的佈局有關。

第四，当绘图倾斜度<1.5°时，即使整个砂型的紧密度适当，砂型表面也会撕裂，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。

沙盒

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。

這些問題的一般原因如下：

箱帶位置不當，導致壓實不到位，使部分凹陷處砂型過軟，引起砂漿膨脹或機械砂。

因為沙箱太小，沙子不夠堅固。

盒帶的放置不當，使得浇口和浇筒無法放置在合適的位置，導致浇口或浇筒與模型之間的砂土不緊密。由於熱量集中不可避免，使得機械砂更加嚴重。因此，如果無法改變浇口或浇筒的位置，則必須切斷或完全移除盒帶。

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閘門系統

壶嘴位置不当导致砂型局部过热，引起腔体表面过早破坏，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。

這類情況的例子如下：

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。

第二，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，导致模砂的熔化效应。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。

鑄口頸的尺寸過大，會導致周圍的砂土過熱，這是一個比較常見的問題。這個問題通常是由於鑄口頸過長造成的，為了防止鑄口頸中金屬液過早凝固，需要增加頸部的尺寸。如果由於鑄口頸設計不當而無法進行供料，則需要縮短鑄口頸以防止凝固，而不是增加其尺寸。較小的鑄口頸尺寸可以減少砂模的熱量。

浇注杯或直流道设计不当，导致液态金属氧化引起的气体浇注，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

原砂粒度分布不均匀会导致砂的紧密度较低，原砂粒度分布对砂的紧密度有直接影响。

砂型的流動性和成形性較差。

壳砂上的树脂涂层太薄，会降低壳体的局部强度，局部砂未被树脂覆盖，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. 核心製作

未上漆砂芯的砂粒太粗或粒度分布不佳，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。

砂芯在存放期間會吸收潮氣。對於砂芯來說，過多的水是更為麻煩的。因為砂芯中含有過多的水。有些砂芯看起來很乾燥，但實際上仍含有高濕度。

砂芯在处理过程中被粗暴对待，或者当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。由于涂料中缺乏黏土，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，引起机械砂。

砂芯混合不均匀，导致砂芯个别部位强度过低，在浇注时发生坍塌，导致机械粘砂。

當砂芯清理和修剪不當時，將直接導致機械砂粘附。加強對砂芯的檢查，應該能夠避免此類缺陷。

砂芯在浸涂喷漆后未再次干燥。就像砂模中砂芯的吸湿和释湿一样，涂层容易剥落。

芯盒不干净，会导致粘在芯盒上，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. 風格設計

夯實的軟硬度和緊實度並不均勻。在大多數情況下，夯實的緊實度和均勻性同樣重要。然而，有時不均勻的緊實度比砂土整體的軟硬度更有害。

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引起机械砂。

翻譯結果：貧砂修復部分粗糙鬆散，會出現機械砂。

不均匀或沙漆不足。

表面乾燥型塗料未均勻乾燥或未完全乾燥。

過多的釋放液會削弱砂型的表面強度，並促使液態金屬沸騰，產生鑄件中的機械砂。

沙漆的美观度太低，沙子会吸入油漆，导致涂层剥落、脱落或起砂，造成机械砂。

圖案表面覆蓋著不足的沙子，這是操作中常見的疏忽。

热冷材料（砂芯、砂型、芯支撑、冷铁等）相互接触时，会产生水汽凝结。水汽会导致机械砂沸腾，同时大大增加氧化物的生成速率，进而发生金属氧化物的渗透。这是机械砂产生的一般原因，也是高压造型机械砂产生的主要原因。

8. 金屬成分

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，由于浇注温度较高，氧化物的生成速率加快，因此有形成氧化性机械砂的倾向。

9. 倒入

當倒注溫度過高時，不僅會提高液態金屬的流動性，還會使液態金屬迅速氧化，從而加速氧化機械砂的發生。

勺子抬得太高，上箱子也太高，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。