中文名称

型砂试验仪

英文名称

mold sand testing apparatus

定　　义

测定型砂及特种铸造性能的仪器。

应用学科

机械工程（一级学科），实验室仪器和装置（二级学科），铸造仪器名称-造型材料测试仪器（三级学科）

型砂性能主要有两方面因素决定，一是构成型砂的材料组成；二是型砂的混碾状况 。

型砂的材料构成主要是由旧砂、原砂、膨润土和添加剂（FS粉）等组成。由于型砂95%以上是旧砂，而旧砂由于浇注铸件的砂铁比不同、芯砂混入量不同等因素的影响，导致材料构成的波动非常大。

因而要控制型砂的构成，就必须对型砂中的有效膨润土含量、有效添加剂含量及含泥量进行检验，以便确定混砂时膨润土、添加剂（FS粉）和原砂的补加量。

型砂紧实率的控制范围、型砂的混碾效率反映了型砂的混碾状况。型砂紧实率的控制范围是指紧实率的波动范围，波动范围越小，型砂紧实率的控制水平越高。型砂的混碾效率是指混制出的型砂性能与经过充分混碾后的型砂性能的百分比，混碾效率越高越好。

型砂一般由铸造用原砂、型砂粘结剂和辅加物等造型材料按一定的比例混合而成。型砂按所用粘结剂不同，可分为粘土砂、水玻璃砂、水泥砂、树脂砂等。以粘土砂、水玻璃砂及树脂砂用的最多。

型砂在铸造生产中的作用极为重要，因型砂的质量不好而造成的铸件废品约占铸件总废品的30~50%。

通常对型砂的要求是：

①具有较高的强度和热稳定性，以承受各种外力和高温的作用。

②良好的流动性，即型砂在外力或本身重力作用下砂粒间相互移动的能力。

③一定的可塑性，即型砂在外力作用下变形，当外力去除后能保持所给予的形状的能力。

④较好的透气性，即型砂孔隙透过气体的能力。

⑤高的溃散性，又称出砂性，即在铸件凝固后型砂是否容易破坏，是否容易从铸件上清除的性能。

型砂粘土砂

由天然硅砂、粘土、辅加物和水混合而成。制造湿砂型的粘土砂所用粘土为膨润土，湿抗压强度一般为0.05～0.1MPa。含水量为3.5～5%，透气性为80以上，常用于机器造型，也可用于手工造型。

制成的砂型不经烘干可直接浇注金属液，具有生产效率高、成本低和生产周期短等优点。湿型用粘土砂在铸造生产所用的型砂中约占60%。由于湿砂中水分较高，强度和透气性较低，铸件易于产生气孔、夹砂、粘砂、胀砂等缺陷，手工造型，尺寸精度较低，一般只用于生产中小型铸铁件及铸造有色合金铸件；机械造型，尺寸精度高，适用于大批量铸件的生产。

制造干砂型的粘土砂所用粘土为高岭土，其湿态水分较高。制成的砂型要在250～400℃左右温度下烘干后再合型浇注，一般用于铸钢件。干砂型由于能源消耗大，生产周期长，尺寸精度差，已逐渐被淘汰。

型砂水玻璃砂

由硅砂、水玻璃和辅加物混合配制而成。制成的砂型可吹以

这种型砂可用于制造铸钢件和铸铁件的砂型。过去水玻璃砂有落砂困难和旧砂不易再生等缺点，应用受到一定的限制。

1999年，新型水玻璃酯硬化自硬砂问世，水玻璃加入量1.8-3.0%，可使用时间可调节，可实现机械化造型、制芯，旧砂可再生，80-90%可回用，现已在铁路机械、冶金机械、重型机械、矿山机械、通用机械厂几十家企业推广使用，成功浇注从几公斤到几百吨重铸件，经济效益、社会效益显著。新型水玻璃酯硬化自硬砂是公认的环境友好型造型材料。

型砂树脂自硬砂

由硅砂、树脂和硬化剂等混合配制而成。

常用的树脂有呋喃树脂、甲阶酚醛树脂、碱性酚醛树脂及尿烷树脂。用这种型砂制成的砂型强度高、尺寸偏差小、溃散性好、能源消耗少，可用于铸钢、铸铁及铸造有色合金铸件的生产，铸件的表面质量和尺寸精度高。树脂自硬砂是一种很有发展前途的造型砂。