1、精選優質文檔-傾情為你奉上球墨鑄鐵件表面缺陷清華大學 于震宗引言球墨鑄鐵件的缺陷分為表面缺陷和內在缺陷兩大類，后者即有關金屬材質方面的缺陷，不屬于本文范圍內。本文內容重點是砂型鑄件的表面缺陷，包括用濕型砂、水玻璃砂、樹脂砂等砂型和砂芯生產的鑄件。砂型球墨鑄件的表面缺陷有多種，本文僅選擇粘砂，砂孔和渣孔，夾砂，氣孔，脹砂、縮孔和縮松等缺陷進行討論。有的缺陷如灰班雖然發生在鑄件表面上，而產生原因完全屬于材質方面，則不包括在本文內：一. 球墨鑄件氣孔缺陷 氣孔是最難分析其形成原因和最難找出防治方法的鑄件缺陷。這是因為氣孔的形成原因很多，從外觀上又不易分清氣孔是屬于那種類型的。雖然采用掃描電鏡和能譜等

2、微觀分析方法有助于估計氣孔的產生原因，但是這些先進的技術都還處于研究階段，大多數鑄造工廠尚難在生產中利用。根據氣孔發生機理，可分為裹入、侵入、析出和反應四類氣孔。其中裹入氣孔是澆注時金屬液中裹帶著空氣泡，隨著液流進入型腔中而產生的氣孔缺陷。侵入氣孔是鑄件表面凝固成殼以前，砂型、砂芯等造型材料受熱產生的氣體侵入金屬液中，形成氣泡而產生的氣孔球鐵鑄件最常遇到的氣孔缺陷是反應氣孔和析出氣孔。以下將分別討論： 1. 析出氣孔 金屬液中溶解的原子態氫、氮氣體元素，隨金屬溫度下降而溶解度逐漸減小。下降至結晶溫度或凝固溫度時，溶解度突然變小，氫、氮以分子態氣相析出形成氣泡，使鑄件產生氣孔，稱為析出氣孔。生產

3、鑄鐵的工廠中，最常見的析出氣孔是使用樹脂砂型和砂芯造成氨氮氣孔，也有來自爐料和增碳劑的氮氣孔。 氨氮 酚醛樹脂覆膜砂的硬化劑為烏洛托平（六亞甲基四胺(CH2)6N4）。鑄鐵件用熱芯盒呋喃樹脂含有尿素（CO(NH2)2）。硬化劑用含有尿素和NH4Cl的水溶液。冷芯盒和自硬砂用酚醛脲烷樹脂的聚異氰酸酯組分中含有-RNCO基團。上述樹脂砂都含有多少不等的氨或胺，都是引起析出氣孔的根源。所含氮不同于空氣中的氮，大氣中78是由氮組成，并不引起析出氣孔缺陷。區別在于上述樹脂的氮是“氨氮”。澆注時，樹脂砂中粘結劑分解出NH3，在高溫下NH3進一步分解出原子態的N和H。溶解在金屬液中并向內擴散。隨著金屬液溫度

4、下降，溶解度也下降。凝固時溶解度突然變小，氫和氮以分子態析出成小氣泡。兩種氣泡合稱“氮氣孔”。 由于 N在鐵水中擴散較緩慢，氣孔在遠處少。 除了一小部分露在鑄件表面以外，大部分形成的氣孔就位于表皮下面，經拋丸或初加工后顯露出來，因此又稱為“皮下氣孔”。大多為表面光潔的細小圓球形孔洞，孔內有石墨膜。孔徑大約只有0.51mm左右，因而又常稱為“針孔”。分布較彌散，主要靠近樹脂砂型和砂芯處和熱節處較多。有時也會成為枝晶間裂隙狀。大多數向鑄件內延深不超過6mm。用電爐或沖天爐熔化廢鋼生產鑄鐵件和使用增碳劑瀝青焦炭或SiC，都有可能將原材料所含氮帶入而形成裂隙狀氮氣孔。 防止措施 a) 嚴格控制鐵水中、

5、粘結劑中和樹脂砂中氮含量和降低樹脂加入量。根據工廠經驗，含氮量控制數值見下表，表中上下限對應于薄壁及厚壁鑄件：控制N含量（）粘結劑樹脂砂金屬液一般灰鐵3100.100.200.015高強灰鐵，球墨鑄鐵360.060.100.010鑄鋼，高合金鑄鐵0.51.00.010.020.010b) 鑄鐵件樹脂砂中加氧化鐵粉（Fe2O3）約0.31.0。有人認為其原理是鐵水遇到Fe2O3快速放出氧，立即與從粘結劑的N分解產物反應形成穩定的NOx化合物。也有人認為氧化鐵與鐵水接觸后發生分解，并與碳作用生成一氧化碳。通過一氧化碳氣泡的逸出，同時帶走了鐵水中的氮和氫。但會降低芯砂強度或增加樹脂耗量，非萬不得已，

6、最好不用。應從原砂質量和樹脂改性上著手。c) 在鐵水中加入0.05的氮穩定劑Ti，或Fe-Ti合金（含鈦2428）。鈦與氮可形成不溶于鐵水的氮化物TiCN或TiN。但會惡化切削加工性能，此法慎用。d) 砂型和砂芯上涂刷不含氮的高溫燒結型涂料，在高溫下涂料能夠燒結成為密實的防護殼，阻止粘結劑分解出的氣體溶解入金屬液。也有時采用含氧化鐵粉的專用涂料。e) 烘烤冷芯盒和自硬砂用酚醛脲烷樹脂砂芯使顏色變成巧克力棕色，粘結劑的揮發達55%。對消除氣孔有明顯作用。組分II樹脂中氮成分可以繼續進行反應形成穩定的化合物。2. 反應氣孔 鐵水與砂型、砂芯、夾雜物等之間發生化學反應生成氣體，以及鐵水與溶解的化合物

7、發生化學反應生成氣體，所產生的氣孔稱為反應氣孔。一般為直徑13mm的小孔，分布在鑄件表皮下，所以又稱為皮下氣孔。 球墨鑄鐵件的皮下氣孔特征是在鑄件表面以下13mm 處，有成串、成簇的直徑13mm的小氣孔。孔呈球形或淚滴形，孔壁光滑發亮，覆蓋著一層石墨膜。孔洞邊緣常是無石墨組織的金屬層。有的孔洞存在很小的開口，孔壁呈氧化色。小部分孔洞表面粗糙，含有Mg、Al、Mn、Si等夾雜物。 皮下氣孔的形成機理為： 沖天爐中反應 沖天爐中熔煉所用鐵料有銹與焦炭反應生成CO。澆注后從鐵水中分離出而成氣泡。FeO + C CO 因此沖天爐用廢鋼等鐵料應當預先除銹。沖天爐鼓風的空氣相對濕度高時，所含水分與焦炭反應

8、生成氫、一氧化碳和二氧化碳等氣體。隨鐵水帶入砂型成為氣孔。H2O + C H, CO, CO2 在潮濕地區和潮濕季節，沖天爐鼓風最好經除濕處理。 出鐵槽、處理包、澆包中反應 如型砂中的水分同樣，出鐵槽、處理包和澆注包用搪泥修理后未烤干，含有大量水份，與鐵水反應產生氫氣。Fe + H2O FeO + 2H 氧化物與碳反應 鐵水中有大量FeO、MnO和SiO2等氧化物熔渣。與鐵水中碳反應產生CO皮下氣孔。例如 SiO2 + 2C Si + 2CO 濕砂型水份反應 a) 濕型砂所含水分與鐵水反應和出鐵槽等處水份同樣與鐵水反應生成H和FeO。其中FeO又會與砂型所含煤粉中C和鐵水中C反應生成CO，使鑄

9、件產生H氣孔和CO氣孔。氣孔成排排列在與砂型接觸表面的鑄件表皮下面。Fe + H2O FeO + 2H FeO + C Fe + COb) 濕型砂的水份與鐵水中鋁、鈦反應鋁的來源為爐料和孕育劑。與水反應放出H。生成的Al2O3是氣泡形核的外來核心。2Al + 3H2O Al2O3 + 6H 結果使鐵水層吸氫，成為富集氫的液層。凝固時被包封在液相中的氫析出成為氫氣泡核，繼而氫擴散入氣核使長大成為氫氣泡。灰鑄鐵件殘留鋁量應小于0.015。球墨鑄鐵件殘留鋁量小于0.030時一般不會產生皮下氣孔。在鐵水中加入過多的、含鋁又高的硅鐵孕育劑是鑄件產生嚴重皮下氣孔的重要原因之一。硅鐵孕育劑的含鋁量最好不超過

10、1.2。 鈦與鋁情況類似，使用含鈦多的生鐵時，鐵水中含鈦>0.06時氣孔嚴重。反應式為： Ti + 2H2O TiO2 + 4Hc) 濕型砂水份與球墨鑄鐵鐵水中殘留鎂反應球墨鑄鐵的鐵水澆入濕型后，殘留鎂同水分子中氧強烈反應而產生原子態H，形成大量氧化物，都是H氣泡的外來核心。如下式所示：Mg + H2O MgO + 2H 在保證球化質量的前提下，鐵水中殘留鎂量以低為好，一般應小于0.0300.050。d) 濕型砂水份與鐵水中硫化鎂反應 原鐵水含有硫分，球化處理后成為硫化鎂夾雜。如果扒渣不干凈，流入砂型中。上浮至砂型界面的硫化鎂渣與砂型水分反應生成硫化氫氣體，混入鑄件中而成皮下氣孔缺陷。反

11、應式如下：MgS + H2O MgO + H2S 鐵水含硫高，皮下氣孔嚴重。氣孔周邊金屬組織中常有片狀石墨出現。原鐵水含硫量小于0.05只能勉強生產球鐵件。但如生產高質量球鐵件，應當對對沖天爐鐵水預先進行脫硫處理，將含硫量降到0.015以下。含硫超過0.02的電爐鐵水也都最好先行脫硫處理。 為了防止濕型砂鑄鐵件產生氣孔缺陷，還應當注意采取以下措施：a) 嚴格控制型砂干濕程度，造型處的型砂緊實率必須低，最好不可超過40%。含水量也應盡可能低。否則不但反應氣孔難以避免，就連侵入氣孔也會出現。b) 濕型砂中所含煤粉不僅能防止鑄件粘砂缺陷和改善鑄件表面光潔程度，對防止鑄鐵件氣孔缺陷，尤其是防止球墨鑄鐵

12、件皮下氣孔缺陷極為關鍵。澆注時煤粉產生大量還原性氣體，可以大大沖淡水汽的濃度，削弱水汽對鐵水的反應。最好使澆注出鑄鐵件表面呈現明顯深藍色，可代表型腔內氣氛為強烈還原性，有利于防止球墨鑄鐵件產生皮下氣孔。c) 在球墨鑄鐵的濕型腔表面抖冰晶石粉（氟鋁酸鈉Na3AlF6）。在高于1011高溫下冰晶石分解產生AlF3氣體能保護界面鐵水層不致與水汽發生化學反應，從而防止界面鐵水層吸氫。還能奪走砂型水份，減少水與鎂的反應。可以有效地防止球墨鑄鐵件產生皮下氣孔。反應式如下：Na3AlF6 3NaF + AlF32Na3AlF6 + 3H2O Al2O3 + 6NaF + 6HF 有的工廠不采取撒冰晶石粉，而

13、是在砂型表面噴柴油、煤油。噴煤油后再撒石墨粉也對防止氣孔也有一定效果。 d) 澆注溫度低，鐵水中夾雜物多。夾雜物也吸附大量氣體，并且增多氣泡外來核心。提高澆注溫度可延緩鐵水表面氧化膜的生成和延長鐵水凝固時間，有利于鐵水中氣體逸出。研究工作表明高于1450時鐵水表面潔凈，13521450鐵水表面有液態氧化物渣，低于1350表面出現固態熔渣。對于一般厚壁簡單鑄鐵件澆注溫度在1360以上不易出現氣孔。對于復雜薄壁鑄鐵件（如內燃機機體、缸蓋），則不能低于1380。 二. 鑄件粘砂缺陷砂型鑄件表面牢固粘連的粘砂缺陷可以分為機械粘砂和化學粘砂兩種。機械粘砂是金屬液鉆入砂型砂粒間孔隙造成的。化學粘砂是砂型的

14、SiO2與金屬氧化物如FeO等產生化學反應生成硅酸亞鐵（鐵橄欖石）與鑄件粘連在一起的。球鐵鑄件的化學成分含碳高，不產生硅酸亞鐵，所產生的粘砂只是機械粘砂。1. 球墨鑄鐵大件粘砂生產大件采用粘土干型、樹脂砂型、水玻璃砂型。澆注較大鑄件通常采用鋯英粉、鉻鐵礦粉、棕剛玉粉、鎂砂粉、石墨粉等耐火骨料的優質涂料。但涂料廠商可能為了節約生產成本，粉料中過多摻入某些價廉材料如石英粉、鋁礬土粉、焦炭粉等，就會降低其防粘砂效果。2. 濕型中、小球鐵件粘砂鑄鐵件型砂中大多含有煤粉，澆鑄時產生大量還原性氣體，不會引起化學粘砂。以下分別討論各種因素對機械粘砂的影響。（1）砂型緊實程度手工造型和震壓造型的緊實程度一般較

15、低，砂型表面的砂粒比較疏松，金屬液鉆入砂粒之間孔隙之間的可能性較大，砂型型腔的坑凹處和拐角處局部也都有可能出現疏松。工人可以采取手指塞緊、用沖錘的尖頭局部沖緊。高生產率的高密度造型是否有局部疏松，則取決于型砂流動性如何，因而很多工廠盡量降低型砂緊實率來提高型砂的流動性。在加砂和壓實過程中采用微震是十分有效的。此外也取決于對造型機緊實壓力高低的設定。（2） 澆注溫度金屬液溫度高，流動性好，就容易滲入砂粒間孔隙而產生機械粘砂和表面粗糙。但從避免鑄件產生氣孔、冷隔等缺陷考慮，澆注溫度不可任意降低。生產復雜薄壁鑄件時尤其需要較高澆注溫度。（3）型砂的粒度和透氣性濕型的砂粒粗細一方面要保證澆注后排氣通暢

16、，另一方面濕型砂的透氣能力又不可太高，以免金屬液容易滲透入砂粒孔隙中。手工造型生產小件的砂型上扎有較多排氣孔，而且往往采用面砂，砂粒可以細些，型砂透氣率3060已然合適。機器造型濕型砂的型砂粒度大致在70/140目，透氣率大多在6090的范圍內。高密度砂型比較密實，則要求型砂有較高透氣率。粒度大多在50/140或140/50目，透氣率較多集中在100140。通常內燃機鑄件砂芯用原砂粒度為50/100目，比型砂粒度粗。長期生產會有大量芯砂混入型砂而使型砂粒度變粗，致使有的工廠透氣率高達160以上，除非在砂型表面噴涂料，否則鑄件表面會出現粗糙甚至有局部機械粘砂。如果出現型砂粒度變粗，國外有的工廠在

17、混砂時加入100、140目兩篩細粒新砂來進行糾正。（4）砂型涂料 機器造型超過100余千克的較大濕型球鐵鑄件，可以對下砂型噴刷醇基涂料，點燃后即可下芯與合型。一般上型可以不噴涂料，因為所受金屬液壓頭比下型小。噴涂料的另一優點是提高了砂型表面耐沖刷能力。用樹脂芯或油砂芯生產對內腔要求不高的一般球鐵鑄鐵時，為了防止金屬液鉆入砂芯，可以在硬化后的砂芯表面局部容易滲透金屬液處，涂抹用機油或其他粘結劑加石墨粉、石英粉或其它耐火粉料調制的涂料膏，涼干后即可下芯。當生產內腔清潔度和光潔度要求很高的鑄鐵件（如內燃機缸蓋、機體、液壓系統閥件等）時，必須對砂芯采取整體涂料而后表面烘干。手工生產小球墨鑄鐵件時，常用

18、軟毛刷將石墨粉細心涂刷在濕砂型和砂芯表面上。也有的噴石墨與水混合液，待自然晾干后澆注。石墨粉可以填塞孔隙，不被鐵水潤濕，鐵水難以鉆入砂粒之間。（5）爆炸粘砂有時可以看到鑄件澆注位置的上表面出現粘砂缺陷，與通常粘砂出現在澆注位置的下表面不同。這是在澆注鐵水液面鄰近型腔上表面時發生爆炸造成的。開始澆注時砂型的水分蒸發凝聚在溫度較低的型腔上表面，當金屬液面上升與型腔上表面開始接觸時水分驟然蒸發而發生爆炸。當型砂含水量和含煤粉量高，砂型通氣條件不良和澆注速度過快時更易發生爆炸粘砂。（6）型砂的煤粉量濕型鑄鐵件防止粘砂和改善表面光潔程度最主要的型砂加入物是煤粉。但是市售煤粉良莠不齊。以下將討論煤粉的質量

19、、有效煤粉含量、煤粉代用品和國外應用的新情況。 煤粉的質量較好的的煤粉應符合以下幾種性能指標：a）灰分不大于10（越低越好，國外一般商品煤粉不大于7）。煤粉灰分含量的測定目的是檢查煤粉中殘留的矸石量有多少。鑄造工廠使用灰分過多的煤粉，不但不能防止鑄件粘砂，而且會產生大量砂孔、氣孔缺陷。b）揮發分在3038之間（最好為3237），揮發分的測定目的是確定煤粉的原材料煙煤的品種。如揮發分低于30，表明煤質不純。如高于38，可能其中含有氣煤。c）焦渣特征56級（34級尚可用）。測定揮發分后觀察坩堝中的殘留物即可得出焦渣特征，按照國家標準焦渣特征分為8級，它反映煤粉在加熱干餾過程中生成氣固液三相膠質體的

20、多少和持續時間長短。焦渣特征56級的煤粉抗粘砂性能最好，這樣的煤粉在澆注時能夠堵塞表面砂粒間的孔隙，又不使砂粒形成粘結在一起的粗顆粒。d）光亮碳生成量1018（最好在12以上）。光亮碳是在還原性氣氛中煤粉的揮發物在高溫下進行氣相熱解而沉淀出的微細結晶，它包覆在型腔砂粒的表面上，使砂粒不被鐵水潤濕，從而防止粘砂缺陷。 有效煤粉含量又必要知道型砂中能起作用的有效煤粉是否足夠，舊砂中殘留煤粉還有多少，才能決定混砂時應補加多少煤粉。國外采用的辦法是測定型砂和舊砂的揮發分、灼燒減量、全碳量等來間接推測煤粉的有效含量。這些試驗比較繁瑣和費時，而且得不出有效煤粉的具體數字。我國用測定發氣量的辦法比較省時，幾

21、分鐘即可測定和計算出有效煤粉含量。原理是根據有效狀態的煤粉在受熱后發生氣體量。通常高密度造型的型砂發氣量可以在1622mL/g范圍內.，普通機器造型的型砂發氣量可以在2026mL/g， 煤粉的代用品植物樹脂、含油膨潤土和淀粉等材料可用來替代煤粉。其中淀粉材料的抗粘砂效果與優質煤粉基本相當。但只適合用來生產灰鐵鑄件，如用于生產球鐵件有可能產生皮下氣孔缺陷，因為不能產生足夠還原性氣氛。也有的商品是以煤粉為主，摻加少量其它材料，可能也有抗粘砂效果。但還有些“煤粉代用品”商品，其具體配方不詳，又缺乏質量評價和檢測標準。用戶應當慎重選擇，靠澆注試驗來判斷。可用小混砂機，加入同樣的原砂和膨潤土，分別加入不

22、同抗粘砂材料，混制的型砂應設法保持透氣率相同或接近，造型硬度相同，澆注溫度相同。比較鑄件表面光潔程度，然后即可做出選用決定。國外生產抗粘砂商品主要有兩類：a) 高效煤粉：在煤粉中加入2040高軟化點石油瀝青，使其光亮碳含量提高到1220，抗粘砂能力大為提高。現在我國也有幾家公司生產供應。b) 混合附加物：是優質膨潤土與優質煤粉的混合物。如有特殊需要，也可再加入淀粉、木粉等材料。大型鑄造工廠一條生產線中的產品特征接近，膨潤土與煤粉的比例不需經常改變。采用混合附加物易于控制管理，設備簡化。配方由供需雙方的工程師根據具體的鑄件生產條件共同制定。用散裝罐車運送到車間，氣力輸送進材料罐。用戶混砂時只加一

23、種附加物即可。煤粉補加量 單一砂混砂時煤粉的補加量首先取決于煤粉本身的品質優劣如何，同時也受砂/鐵比、鑄件厚度、澆注溫度、冷卻時間、清理方法、對鑄件表面光潔度具體要求等等因素的影響。德國南方化學公司的實例采取的單位是澆注每噸鐵的煤粉補充量（kg / t Fe）。所給實例的砂/鐵比10:1，ECOSIL煤粉消耗量18kg / t Fe。即每噸鐵用10噸型砂，其中補加18kg ECOSIL煤粉，折合混砂煤粉補加量為0.18，如果按照我國大多數工廠砂/鐵比6:1左右，則ECOSIL煤粉混砂加入量應為0.30。根據鑄造手冊“造型材料”（第2版103104頁）介紹，我國東風汽車公司、一汽鑄造有限公司、中

24、國一拖集團公司、上海汽車發動機公司和南京泰克西鑄鐵有限公司的高密度造型線濕型單一砂配方14種。混砂時煤粉加入量最多者34，最低者0.30.5。另外一汽、泰克西、上海發動機廠的震擊造型單一砂4種。混砂煤粉加入量最多者35，最低者11.25。上述我國工廠中大多數的煤粉補加量比南方化學公司的實例高很多。其原因在于這些工廠所用煤粉品質太低，沒有使用高效煤粉。筆者由近幾年我國個別工廠使用高效煤粉的經驗表明，一般濕型鑄鐵件單一砂的煤粉補加量在0.150.3之間，個別厚大件為0.5。撫順某廠的氣沖線和擠壓線砂鐵比平均11:1和7.5:1，兩條線共用砂處理系統混砂的高效煤粉加入量僅為0.080.12，低于德國

25、ECOSIL煤粉混砂加入量。由此可見，即使高效煤粉價格稍高（不到普通煤粉的兩倍），但消耗量僅為普通煤粉的幾分之一。使用優質高效煤粉不僅生產成本大幅度下降，還節省了貯存和運輸費用。而且型砂中含泥量、含水量、大幅度下降，韌性、透氣率、起模性得到提高。不但鑄件表面光潔，而且氣孔、砂孔等缺陷必然減少。二. 鑄件砂孔、渣孔缺陷 砂孔和渣孔通常統稱為“砂眼”，它是鑄件上出現最頻繁的表面缺陷。只有當孔眼較大，憑眼睛觀察孔眼中夾雜物的色澤才有可能分辨出來是砂子還是渣子。雖然能夠用掃描電子顯微鏡和能譜分析裝置進行判斷，絕大多數工廠無此檢驗條件，而且有時也難得出準確結論。以下將砂孔和渣孔結合在一起按照來源分別討論

26、如下。1. 芯頭與芯座間隙如果粘土干型、水玻璃砂型和樹脂砂型的上砂型給砂芯預留的間隙過分狹窄，合型精度又差，就容易擠碎砂型或砂芯成為砂孔來源。但是如果間隙過分寬大，澆注時金屬液會鉆入間隙中，甚至有可能鉆入芯頭端部的通氣孔而造成鑄件氣孔缺陷。因此都采取較大間隙，使用耐火纖維氈墊、封箱泥條或石棉繩堵塞金屬液沿間隙外流通路。濕型鑄造可以利用砂型的微弱變形能力不必過多加大上砂型與砂芯間隙。但有的鑄造工廠中合型使用精度不高的定位銷，或者使用畫泥號定位辦法，就要預留有足夠間隙。濕型鑄件為了生產方便和降低生產成本盡量避免使用砂芯。但是有的機器造型鑄件外形彎曲不平。經常決定采用不平分型面以形成鑄件側面凹凸不平

27、的輪廓。就應考慮靠近鑄件界面處不平分型面與造型基礎平面的夾角角度有多少？假設機器的合型精度為0.5mm，不平分型面的傾斜夾角為45°，模板設計時上型和下型沒有預留的間隙，合型時該處型砂利用微弱的塑性可以稍許退讓，預計不至于被擠壞。假如不平分型面的傾斜角接近8090°，即使模板余留間隙為0.5mm也不能保證分型面的砂型不被擠壞。遇此情況，較好的解決方案是加大傾斜分型面的間隙。間隙的水平方向寬度應當大于機器的合型精度加上模板的尺寸偏差。2. 澆注系統（1）聚渣劑澆包中不可避免會有爐渣等雜質漂浮在金屬液面上。去除這些雜質的有效辦法是在澆包的表面撒聚渣劑，使雜質與半熔的聚渣劑黏著在

28、一起，即可用鐵棍挑出或截阻。良好的聚渣劑的主要組成物是發泡珍珠巖，但各地礦產的珍珠巖品種不同，主要區別在于熔點和粘度不同。因此有的原料供應工廠還對采得珍珠巖礦石進行專門配制和加工，以使其適合不同金屬液的出爐除渣處理溫度。有些南方工廠習慣用稻草灰當作聚渣劑。稻草灰對金屬液有保溫作用，對飄浮的爐渣只有輕微激冷作用，聚渣效果不良。北方有些小廠習慣在包中的金屬液表面撒干砂當作聚渣劑，雖然對漂浮的爐渣起一定的激冷作用，使渣子呈現開始凝結。但干砂完全不熔融，對爐渣的聚渣作用極小。因而澆注時草灰、砂子和渣子都容易隨金屬液流入型腔中而成砂孔和渣孔缺陷。（2）樹脂砂和水玻璃砂有的樹脂砂鑄件比較大，金屬液容易沖壞

29、整個澆注系統。由澆注出的澆注系統可能看到比原來的模樣尺寸變大，表面粗糙。這是因為樹脂砂不耐高溫金屬液沖刷，部分澆道的樹脂砂粘結劑受熱燒毀，失去強度而被沖掉進入砂型，大部分隨金屬流漂浮到鑄件上表面，一部分混雜在鑄件凸臺和棱角處成為零散的砂孔。因此，用樹脂自硬砂型澆注大件時整個澆注系統要用耐火磚管制成。而且鑄件多設置出氣冒口，使漂浮起來的含有砂子和氣體的臟金屬液容易排出。中等大小的樹脂自硬砂鑄件的砂型受金屬液的沖刷稍微輕些，整個砂型（包括澆注系統）靠刷涂良好涂料可以增加表面強度和減少被沖蝕。有的工廠只將型腔部位刷涂料而忽略直澆道，因為普通毛刷無法鉆入直澆道的洞眼里面涂刷。結果直澆道容易被沖毛糙，以

30、致鑄件出現砂孔缺陷。應當改用特制長桿寫字毛筆細心刷涂直澆道。水玻璃砂型澆注時粘結劑軟化，受熱沖刷現象不像樹脂砂那樣嚴重。但是生產大件也同樣要求用耐火磚管制出澆注系統。生產中小鑄件也要整體鑄型涂刷耐火涂料。（3）濕型濕型砂的強度比樹脂砂和水玻璃砂低很多。如果高速流入的金屬液經由內澆口直沖正對面砂型或砂芯，就會沖蝕成坑，沖下的砂子將隨金屬流而去成為砂孔。也許砂孔不易發現，但由內澆口對面的鑄件可以看到有多余的一塊“肉”。應當更改內澆口位置，或者將內澆口盡量設計成經由厚壁進入和分散的或向鑄件展開的喇叭形。為了防止澆注系統被沖蝕，如有必要也可以向砂型的直澆道下型噴刷醇基涂料和放置過濾網。3. 造型操作

31、脫模劑的應用樹脂自硬砂和水玻璃砂造型時，根據粘模與否可以用滑石粉和滑石粉煤油液作為脫模劑。而濕型砂造型在模板上噴涂脫模劑就是用來消除濕型砂對模樣或模板的附著力。手工造型時多半使用滑石粉為脫模劑，機器造型多用煤油或輕柴油噴涂模板。但是如果機器的起模機構不平穩，也會使砂型產生裂紋。合型時受壓就會整塊脫落到型腔中，澆注時隨金屬液漂浮離開原來位置，從鑄件上可以容易地找到“多肉”處。 手工挖掘澆注系統手工開挖出來的澆道表面粗糙和坑凹不平。雖然經過抹刀修補和壓平，砂子與砂型并未結合牢固。受金屬液沖刷就會被帶走，成為鑄件表面砂孔。應當用澆注系統模樣造型。4. 型砂質量濕砂型的強度和韌性比之樹脂砂型和水玻璃砂

32、型相差極大，這是濕型砂容易產生砂孔的最主要根源。形成濕砂型強度和韌性的主要因素是膨潤土質量和混砂質量。（1）濕型砂的強度 型砂的濕態強度不足，受金屬液沖刷時，凸臺和棱角有可能被沖碎混入金屬液中。各種造型方法不同，要求的型砂濕壓強度也有區別。手工小件的型砂濕壓強度至少應為5085kPa；震壓機器造型的動作較猛，濕壓強度應為75100kPa；氣動微震造型大多在100140kPa；高密度造型（包括擠壓、射壓、靜壓、高壓等）最好在140180kPa。 有些濕型在合型以前需要敞開砂型一段時間，應當注意型砂的風干強度。尤其是手工造型生產較大鑄件時，需要較長時間修理砂型、開挖澆道，或者等待下芯，以致型腔表面

33、風干脫水而削弱表面強度。澆注時表面砂粒極易被金屬液沖刷脫落而形成砂孔缺陷。由于濕砂型含水量降低將大大損害砂型表面強度。因此，造型后應盡快合型。提高型砂耐風干能力的辦法可以加入淀粉0.5左右，或者修型后用噴霧方法向被風干砂型表面噴少量水后合型。 （2）濕型砂的韌性型砂不可太脆，應當具有一定的韌性。型砂的韌性與濕強度是兩種不同的特性。材料力學認為強度代表將物體破壞所需施加的力大小如何；而韌性反映的是將物體破壞所需做的功大小如何。有經驗的人習慣用手抓一把型砂，先在手掌中用力捏實，此時根據沾手感覺可以判斷型砂干濕程度，同時根據在捏實時型砂是否柔韌和手掌紋路顯現程度來判斷有無足夠的韌性、塑性。隨后用手指

34、掐碎的力量大小判斷型砂的強度。材料力學認為韌性包含強度和變形量兩種參數，因此，最理想的辦法是測定型砂強度時候測定出試樣破碎時的變形量有多少。清華大學為此研制出以壓力傳感器、位移傳感器、微型計算機為基礎的新型剪切強度變形儀和多功能型砂強度試驗機能夠自動紀錄和顯示出型砂試樣破壞時的強度和變形量，從而可用儀器精確測定出型砂的韌性。工廠最常用破碎指數來間接測定濕型砂的韌性。試驗時先將f50×50mm圓柱形型砂標準試樣放在直徑為f50mm鐵砧上，把f50mm鋼球從1 m高處自由落下，砸在試樣上使它裂開，并飛向直徑為f200mm的篩圈碰撞破碎。大砂塊停留在篩網（10mm）上面，小砂塊通過網孔漏到

35、下面的底盤中。以停留在篩網上大砂塊重量占試樣原來重量的比率為破碎指數。我國幾家鑄造工廠的型砂破碎指數大多在7090之間。（3） 膨潤土的質量濕型砂的強度和韌性主要取決于所用膨潤土的質量和數量。我國膨潤土礦藏非常豐富，但膨潤土的質量不一。一般對鑄件表面質量要求不很嚴格的小件手工鑄造工廠，可以選用中等級別的膨潤土。但是大量成批生產鑄造廠和機械化鑄造工廠，為了使型砂具有良好的濕態強度和韌性，對膨潤土質量的要求如下： 膨潤土的粘結力 檢測型砂試樣濕態抗壓強度為判斷膨潤土濕態粘結力的最直接方法。根據GB/T92271999的規定，用標準砂2000g和膨潤土100g放入SHN混砂機內，干混2min，加水4

36、0mL再混碾8min，通過補加水或過篩使緊實率在4347%范圍內。混砂完成后用沖樣機打三錘制成圓柱形工藝試樣。再用型砂強度試驗機測定濕壓強度。優質膨潤土的濕壓強度可達90110kPa，頂級膨潤土可達110145kPa。低檔膨潤土大約在5070kPa。使用低檔膨潤土必須提高混砂時膨潤土加入量才能得到所需要的型砂強度。根據鑄造手冊造型材料第二版103104頁我國幾家汽車、拖拉機鑄鐵車間9種高密度造型型砂的單一砂混制時膨潤土加入量最高2.03.0，最低1.0。德國南方化學公司的資料表明混砂時GEKO膨潤土加入量45kg/t Fe，砂/鐵比10:1。可以計算出每噸砂加入膨潤土4.5kg，即混砂量的0.

37、45。如果將砂/鐵比換算成我國鑄鐵工廠通常采取的6:1左右，則GEKO膨潤土的加入量應為0.75。與前面我國工廠相比較，國內大多數工廠的膨潤土混砂加入量明顯過多。所用膨潤土純度和粘結力不夠高；膨潤土的復用性不夠好；混砂時膨潤土未混合均勻。從有些選用優質膨潤土混砂的鑄鐵工廠看到，加入量不會超過砂量的0.70.9。例如前面所提撫順某廠使用優質膨潤土的混砂加入量只有0.20.3。 膨潤土的純度膨潤土含有蒙脫石礦物的多少代表其純度。膨潤土的純度與粘結力有密切關系。簡易的純度判斷方法是測定對亞甲基藍染料的吸附量。研究工作表明吸藍量僅能大致說明膨潤土的粘結力大小如何。為了更準確地檢測膨潤土的濕態粘結力，應

38、當以型砂工藝試樣的濕態強度為準。 膨潤土的復用性 又稱為膨潤土的熱穩定性，意即膨潤土經過澆入高溫金屬液的熱作用不易燒損的性能。不同膨潤土的晶體結構開始破壞的溫度和速度，以及完全破壞的溫度有很大差別。如果鑄造工廠所選用的膨潤土熱穩定性差，舊砂回用時必須較多增加新膨潤土的補加量才能維持型砂的粘結強度。天然優質鈉基膨潤土的熱穩定性比鈣土好，鈣土活化后熱穩定性有明顯提高。鈣土品種不同其熱穩定性也有區別。膨潤土熱穩定性有多種檢測方法，最簡單的方法是僅測定550或600焙燒的膨潤土吸藍量，求出與未焙燒膨潤土吸藍量的比值代表熱穩定性。研究表明，氧化鎂和氧化鐵含量多的膨潤土熱穩定性稍差一些。（4）混砂的影響

39、國內很多工廠混砂時間嚴重不足。原因是設計砂處理工部時采用的技術指標是按照過去低密度造型、低強度型砂制定的。如今高密度造型用型砂的濕壓強度一般都超過140 kPa，有的甚至達到200 kPa以上，而且芯砂混入量增多都需長些混碾時間。例如我國碾輪混砂機生產工廠規定每批型砂的混砂周期（包括加料和卸料時間在內）只有2.602.70 min。與日本豐田汽車公司上鄉工廠的碾輪混砂機混砂周期6 min相比，差別甚巨。國內引進德國Eirich公司生產的轉子混砂機規定的混砂周期較長（140s）。而國產S14系列轉子混砂機規定的混砂周期時間為120s。周期時間短就無法使膨潤土的粘結力充分展開，混砂機的效率沒有得到

40、充分發揮。檢驗混砂機效率的方法是先按照工藝規定時間混砂后，每次再延長混砂時間1分鐘，并保持型砂緊實率不變條件下測定強度，直到強度不再上升，達到“峰值強度”為止。混砂機的混砂效率可以按下式計算：混砂機的混砂效率（）（實際混砂強度）/（型砂峰值強度）由于強度接近平臺區的升幅極為緩慢，通常認為生產中型砂強度到達峰值的8590左右即為最適合使用強度。此時的混砂時間可以認為是混制該型砂的正確時間。正確混砂時間與實際混砂時間的差額為混砂缺少時間（min）。 型砂的混合均勻和表現出優秀的性能靠的是有足夠的電能傳輸到型砂中，使型砂的膨潤土在巨大的能量作用下，經過攪拌、揉搓和混合作用，均勻地包覆在砂子顆粒表面上

41、。因此，混砂機需要安裝較大功率的電動機。分析比較國內外混砂機可以看出：混砂機的電機總功率（kW）至少應當是每小時型砂生產率（t/h）的一倍以上，否則不可能在規定周期時間內混制出良好的型砂。而國產S11系列碾輪混砂機只為1.471.85。S14系列轉子混砂機僅為1.33和1.50。不論混砂機的類型如何，較長的混砂時間才可以向型砂輸入足夠多的電能。假定各種類型混砂機電機總容量的85為實際負荷率（包括裝料和卸料時間計算在內），國產碾輪混砂機平均每噸型砂耗能只有1.48kWh，國產轉子式混砂機S1420和S1425每噸型砂耗能分別僅為1.13和1.28 kWh，顯然低于國外DISA、B&P、E

42、IRICH、KW等公司混砂機的平均數(1.692.47kWh)和中值(2.1kWh)。大多數工廠中混砂趕不上造型需要，只能縮短混砂時間。混砂時間不足的后果是型砂強度不足，韌性偏低，鑄件砂孔缺陷多。如果要達到規定的高強度就必須過量加入膨潤土，因而型砂含泥量、含水量高于正常高質量型砂，型砂中還會出現大量豆粒般大小的“砂豆”，其主要成分是未被充分混合均勻的潛在膨潤土。三. 鑄件夾砂缺陷采用粘土干型、樹脂砂型、水玻璃砂型，以及濕型砂都有可能生成鑄件夾砂缺陷（俗稱呲砂、結疤、起痂子等）。夾砂缺陷的特征是在鑄件表面出現金屬的扁形塊狀物。與通常的機械粘砂和化學粘砂不同之處是塊狀物并未與鑄件本體完全連接，兩者

43、之間被一薄層表面型砂層或涂料層相隔開。用扁鏟敲擊隔層處即可將塊狀物鏟下來。塊狀物的背面有樹枝狀脈紋，這是金屬液流入的通路。1. 涂層開裂引起夾砂缺陷對于樹脂砂型、水玻璃砂型，由于金屬液熱作用時間長、金屬液壓頭的壓力高，鑄型表面涂刷耐火涂料可以防止化學粘砂和機械粘砂。但是仍然有可能在鑄件表面上看到一條條或一塊塊凸起的金屬和砂扁塊狀夾砂缺陷。這是在鑄型表面上的涂料,受到澆入金屬液的高溫加熱而開裂，金屬液由涂層裂縫鉆入形成的。（1）涂料質量與涂層開裂涂料生產公司應當保證涂料耐激熱不開裂。涂料粘度不可過高，否則不易滲透進入砂粒孔隙，涂層與砂層之間缺少機械勾連。涂料最好能滲入砂層35mm左右，否則受澆注

44、熱作用后最易開裂翹皮。（2）涂刷技術如果涂料粘度高，則涂層厚度高，尤其在鑄型的坑凹處最易堆積涂料。烘干和澆注受熱時溶劑揮發使涂層收縮，涂層最易開裂。常見一些手工造型工廠習慣先涂刷較稠涂料做為底層，涂料不易滲透進入砂型表面砂粒中。然后才用稀涂料覆蓋一層掩蓋涂層的刷痕。可能大部分涂料層開裂脫皮和鑄件產生夾砂原因就在于此。2. 粘土干型夾砂缺陷 刷有涂料的粘土干型有可能發生涂料層開裂。由涂料裂縫進入的金屬液鉆入涂層后面的砂型內部深度取決于金屬液流動性、液壓頭高低、固液界面溫度場深度、砂型局部透氣性等因素。另外，粘土干型的表面砂層受高溫金屬液的烘烤，表面局部緊實松軟處可能發生收縮開裂，而連帶使涂料層開

45、裂和翹皮，被金屬液鉆入形成夾砂塊。特征是凸塊是混有砂子的金屬，還有可能看到砂型開裂的裂縫中有金屬液流入形成的楔狀物。在樹脂砂型和水玻璃砂型的抗拉強度大約都不少于1 MPa，不容易開裂。而粘土干型烘干后的干強度不高，干拉強度大多不足0.2 MPa，澆注時最易開裂。手工造型時為了防止干砂型產生夾砂缺陷，將大量長釘密集地插入砂型中的目的是希望長釘的金屬帽將砂型和涂層壓住。3. 粘土濕型鑄件的夾砂缺陷 （1）生成夾砂缺陷機理濕砂型的原砂主要礦物為石英，受澆注型腔中高溫金屬液的烘烤，573石英相變體積急速膨脹。砂型表面的型砂薄層受到強烈的膨脹應力，有被擠向外拱出的趨勢。與此同時，濕型表層的水份受熱向內層

46、遷移，就在受膨脹應力的邊界處形成富含水份的凝聚層。水分凝聚層的抗拉和抗剪強度（稱為熱濕強度）極低。粘結劑為鈣基膨潤土的情況下，熱濕拉強度可能只有十個左右kPa。其熱濕剪強度無法抵擋膨脹表層向橫向滑移，熱濕拉強度也克服不了膨脹表層向外擠出脫離本體傾向。因而容易產生鑄件夾砂缺陷。防止濕砂型夾砂缺陷主要措施如下： （2）降低型砂膨脹應力 原砂 我國東北、華北很多濕型鑄鐵件生產工廠和部分華東鑄鐵工廠使用內蒙風積砂為原砂，其SiO2含量大致在90±2。歐美等國的同行對我國鑄鐵使用內蒙硅砂感到十分擔心。德國等國自己的鑄鐵件生產選用原砂的SiO2含量都很高。因此提出鑄鐵用原砂SiO2含量至少在98

47、以上。美國汽車行業提出汽車鑄鐵件生產用原砂的SiO2含量要和美國汽車工業取自密執安湖的原砂同樣，至少應在9496左右。我國地質特點與歐美有很大區別，鑄鐵工業極難找到高SiO2含量原砂。多年來的內蒙砂使用經驗并未發現原砂由于燒結點和熔點低造成問題。SiO2含量不很高的優點是熱膨脹應力不高。 對于鑄鋼生產而言，使用福建等地原砂的SiO2含量還達不到德國人對鑄鐵件的要求。生產經驗表明，只要用好膨潤土，也不需要擔心產生夾砂缺陷。 型砂附加物 鑄鐵濕型砂加入煤粉不僅是抗粘砂靈驗配方，而且生產經驗表明，對減輕夾砂缺陷也大有補益。這與煤粉受熱產生膠質體，提高了型砂的熱塑性有關。國外鑄造工廠有的愿在濕型砂中另

48、外加入一些防夾砂附加物。例如，加入木粉、淀粉等材料遇熱體積縮小，為原砂的膨脹留有余地。這可能與國外所用原砂SiO2含量較高有關。（3）增強型砂的熱濕態強度 研究工作揭示膨潤土的結晶結構中鈉離子能夠大幅度提高熱濕態粘結力。各國的鑄造材料公司將鈣基膨潤土（簡稱為鈣土）中加入碳酸鈉使它活化成為人工活化膨潤土（簡稱為活化土）。活化土具有近似天然鈉基膨潤土（簡稱天然鈉土）的熱濕態粘結力，能夠防止濕型鑄件生成夾砂缺陷。我國擁有大量鈣土礦源，各膨潤土公司都有人工活化土供應。我國也有幾處天然鈉土礦，但品質比較一般。美國則擁有懷俄明天然鈉土礦，蘊藏豐富，品質十分突出。 活化土的質量檢驗 對活化土質量最直接的檢驗

49、方法是測定工藝試樣的熱濕拉強度。因為型砂的熱濕拉強度試驗既能反映出膨潤土的純度，又能表現出活化土的活化程度。但是很多中小鑄造工廠缺少此項檢驗條件。比較適合工廠使用的活化膨潤土質量簡易試驗由兩部分組成。首先用亞甲基藍吸附量試驗來判斷膨潤土的純度。然后用膨潤試驗檢驗活化土的活化程度。常用的膨潤試驗方法如下：a) 膨潤值：將活化土2.00g或1.00g分批加入到盛有7080mL蒸餾水的100mL量筒中。每次蓋緊后用力搖動直至均勻分散。膨潤土加入完畢后再加1 mol NH4Cl溶液5mL，并繼續加蒸餾水到100mL刻度線，再搖動使成均勻懸浮液。靜置24h后讀出沉淀的容積mL就是“膨潤值”。向試料液中加

50、入的NH4Cl溶液是電解質，是使量筒上部液體澄清，沉淀界面明顯易讀。b) 膠質價：將膨潤土15.0g加入量筒中，加入MgO 1.0g，再加蒸餾水至 100mL 刻度處。搖勻后靜置24h，讀出沉淀物界面處刻度值，即膠質價。MgO的作用也是電解質。膨潤土試料量多達15.0g，不適用于測定活化土或天然鈉土。c) 膨脹倍數：試料量1g，電解質使用1 mol HCl 25mL。其它試驗步驟同前兩種試驗方法。 應當注意各種膨潤試驗方法只能說明膨潤土中鈉離子含量，并不代表膨潤土的純度。決不是膨潤性越高，膨潤土質量就越好。 活化量的選擇 鈣土中加入碳酸鈉的數量并非越多越好。開始加入碳酸鈉時型砂工藝試樣的熱濕拉

51、強度明顯提高。但是隨著碳酸鈉加入量的增多，熱濕拉強度達到最高值后又開始降低。此時的碳酸鈉量稱為“極限活化量”。絕大多數國產鈣土的極限活化量為5左右。鑄造工業用活化土的活化量并不需要達到極限程度。因為對于提高熱濕拉強度和防止夾砂類缺陷不必達到極限活化量已足夠。而且極限活化膨潤土在混砂時易產生團塊，型砂的流動性、落砂性也較差，而且生產成本有所提高。只有一些特別容易產生夾砂缺陷的濕型鑄鋼件才使用接近極限活化的膨潤土混砂。一般鑄鐵件用膨潤土活化程度的選擇根據鑄件結構特點以及生產中造型和澆鑄的具體條件而定。美國生產汽車發動機鑄鐵件用膨潤土通常是用優質天然鈉土（懷俄明膨潤土）與鈣土（南方膨潤土）按2:1的

52、比例摻和使用，生產小鑄鐵件的摻和比例按1:1。對于活化土而言，此比例大體分別相當于鈣土中加入碳酸鈉3.3和2.5。我國膨潤土加工場考慮到活化反應的吸收率，碳酸鈉的加入量大體為4.0和3.0。與鈣土相比，鈉土的熱穩定性高，鑄造過程中不易燒損，混砂的補加量減少，型砂中灰分的積累降低，型砂含水量也會降低。鈣土經過活化處理后熱穩定性和舊砂的復用性也明顯提高。因此，使用活化土的目的不僅僅是為了防止夾砂缺陷，而且從提高膨潤土熱穩定性的目的也最好選用活化土。對于那些熱容量較低的輕型薄壁鑄鐵件（如可鍛鑄鐵管件）、鑄銅件和鑄鋁件的機械化程度較低的鑄造工廠，有可能選用鈣土。鈣土礦藏分布較廣、容易得到、售價低廉，型

53、砂的流動性好、容易混砂和落砂。至于一些缺少混砂機械設備的手工鑄造工廠，只是向舊砂堆上撒膨潤土和噴水，然后用鍬拋向傾斜放置的篩子，就算混砂完畢，最好不用活化土以免難以分散開。 膨潤土的活化技術 鈣基膨潤土的活化方法有三種：a) 膨潤土加工廠采用的活化處理方法：基本上都是先將開采到的膨潤土礦分類堆積、晾曬、破碎、噴灑碳酸鈉液，混合、擠壓、熟化堆放、烘干、磨粉、裝袋、發運。活化過程是碳酸鈉溶液與膨潤土碎塊在半固態下發生鈉離子置換反應。各膨潤土加工廠的設備和工藝有一定區別，反應率高低各不相同。據稱加工過程比較細致工廠的反應率可達80左右。b) 將碳酸鈉粉末溶解在水池或水槽中：直接取用含碳酸鈉的水溶液混

54、砂，不另外加清水。估計這種活化方法的置換反應率相當高，因為在混砂機中，活化處理時膨潤土為分散良好細粉狀，與碳酸鈉溶液接觸界面巨大，又同時受到強力的碾壓和攪拌。我國東風汽車公司鑄造工廠多年來就是用碳酸鈉水溶液代替清水混砂。 五. 鑄件脹砂、縮孔和縮松缺陷. 當澆注時，砂型受到高溫金屬液的靜壓力和動壓力以及石墨析出膨脹力作用而產生型壁移動，使鑄件尺寸或局部尺寸超過模樣的大小，稱為脹砂。同時只要鑄件的補縮通路不夠通順，還會伴隨有縮孔縮松缺陷。以下按照不同的砂型和不同的金屬種類分別分析脹砂、縮孔和縮松缺陷的機理和防治措施。1. 樹脂自硬砂呋喃樹脂的高溫強度根據其成分而異。高尿素呋喃樹脂的分解溫度大約只

55、有300左右，殘留強度低。樹脂砂型和砂芯會及時粉碎，有利于落砂，主要用于非鐵金屬鑄造。對于鑄鋼和鑄鐵而言，高尿素呋喃樹脂不但分解溫度過低，影響鑄件尺寸穩定性，而且樹脂含氮量高，很容易引起氮氣孔缺陷。高糠醇含量呋喃樹脂的分解溫度大約600左右。樹脂受高溫金屬液烘烤燒焦后還有碳的骨架支撐，暫時具有一定的殘留強度，使它不會立即垮掉。只要砂型的緊實良好，中小鑄鋼件不會出現脹砂現象。而鑄鐵件雖然有一定的石墨析出膨脹傾向，剛性強大的樹脂砂型也不致于呈現脹砂現象。但是對于巨大鑄鋼件，就需要考慮樹脂砂的砂粒間粘結橋逐漸燒損破壞，粘結強度不斷下降而引起鑄件脹砂。為了砂粒之間形成緊密粘結的聯結橋，除了要求粘結劑的強度高以