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铸造的主要原料包括生铁、废钢、回炉料等熔化用料，以及铸造用砂等造型材料。铸造生铁的质量稳定十分重要，最好对成批购进的生铁做化学分析并制表记录，以供参考。本企业内的废钢，已知其成分，可以放心使用，对于从外面购进的废钢，则应预先确定成分后，才可使用。材料分析除采用湿式的化学分析法外，最近多采用光谱分析法。
粒度分布对造型用砂十分重要，影响造型时的成型性、铸件的表面质量和铸型的透气性。此外，还希望保持适当的耐热性，以承受高温铁水的作用。目前，铸造用砂除最常使用的硅砂外，还有锆砂、橄榄石矿砂、铬矿砂等。由于铸造原材料对铸件质量和铸造缺陷有很大影响，必须严格管理。
1. 对型砂和芯砂性能的要求
型（芯）砂质量对铸件的质量有很大的影响，如砂眼、夹砂、气孔、裂纹等缺陷的产生常是由于型（芯）砂质量不合格所引起的。同时，新的造型材料的出现，也常能促使造型或制芯工艺的变革。此外，每生产1吨合格铸件需4～5吨型砂。因此，合理选用型（芯）砂，可提高铸件质量，降低成本。
型（芯）砂应具备如下的性能。
（1）可塑性。型砂在外力作用下容易获得清晰的模型轮廓，外力去除后仍能保持其形状的性能称之为可塑性。砂子几乎是不可塑的，而含有一定水分的黏土，则有很好的可塑性。所以在型砂中含黏土量越多，并且黏土的分布越均匀，可塑性越好。
（2）强度。型砂在外力作用下而不破坏的能力叫做强度。为了在搬运、合箱和浇注时不致损坏，型砂应具有足够的强度。型砂的强度随黏土含量和型砂的捣实程度的增加而增加，细小砂粒和大小不均匀的砂粒也能提高型砂的强度。
型砂的强度随黏土含量和紧实度的增加而增加，砂的粒度越细强度越高。型砂的含水量对强度也有很大影响，过多或过少均使强度变低。型砂的强度可用标准试样在专门仪器上测定。
（3）耐火性。在高温液体金属作用下，型砂不软化、不黏结金属的性能称之为耐火性。若耐火性差，型砂将黏结在铸件表面上，使机械加工非常困难，严重时，因不能机械加工而报废。耐火性主要与化学成分、砂粒形状及大小等有关。纯石英砂的耐火性最好。圆形、粗大砂粒的耐火性较多角形、细小砂粒的耐火性好。
为弥补型砂耐火性的不足，还需采用防粘砂材料。如在型砂中混入少量煤粉或在型腔表面刷覆一层石墨涂料，这些碳质物质所产生的还原性气体可有效地防止粘砂。
（4）透气性。型砂允许气体透过的能力称之为透气性。型腔中本来就有空气型砂和芯砂，在液体金属高温作用下，将有气体产生；液体金属本身在冷却时也会析出气体。如果型砂的透气性不好，这些气体不能及时排除，将会使铸件产生气孔缺陷。砂粒大而均匀，黏土含量少，水分适当，混合均匀，捣实程度越小，则透气性越好。型砂含水量过少时，砂粒表面黏土膜不光滑，透气性不高；含水量过多时，空隙被堵塞，也使透气性降低。
（5）退让性。铸件凝固和冷却过程中产生收缩时，型砂能被压缩，退让的性能称为退让性。金属浇注后，型砂的高温强度越低，其退让性越好，铸件收缩受到的机械阻力越小，铸件内应力减小。反之，铸件收缩受阻，内应力加大，甚至产生裂纹等缺陷。
用黏土作黏结剂时，由于黏土在高温时发生烧结，强度进一步增加，所以退让性差。为提高型砂的退让性，除改用其他黏结剂（如油、树脂等）外，还可在干型型砂中混入少量木屑等附加物，使砂粒的间隙增加。
由于砂芯是形成铸件的内腔，它被高温液体金属所包围，因此，除对上述性能要求较高外，还须考虑型（芯）砂的回用性、发气性和出砂性等。回用性良好的型砂，便于重复使用，型砂耗费量低；发气性低的型砂，浇注时自身产生的气体少，铸件不易产生气孔；出砂性好的型砂，浇注冷却后残留强度低，铸件易于清理。
2. 配制型砂和芯砂用的原材料
为了使型砂和芯砂具有合适的性能，需要进行配制。配制型砂和芯砂用的原材料，种类很多，现将常用的原材料介绍如下。
（1）原砂。原砂是型砂和芯砂的主要组成成分。原砂一般采自山地、海滨和河边。原砂性能的好坏，主要决定于它的化学成分、砂粒形状和均匀度。砂中SiO 2 含量越高，它的耐火性越好。砂粒以圆形为佳，越均匀越好。
（2）黏结剂。黏结剂的作用是将砂粒黏结起来，使型砂、芯砂具有一定的强度、可塑性等。黏结剂有黏土和特殊黏结剂两大类。
黏土是来源广泛、价格便宜的黏结剂。型砂、芯砂中常用的黏土有陶土和白泥。陶土颗粒极细，吸水性能和黏结性能良好，但烘干后铸型容易开裂，所以只适用于铸铁、铸钢的潮型。白泥的耐火性高，黏结性较陶土为差，但在烘干后铸型不易开裂，一般只适用于铸铁及铸钢的干型。
黏土的缺点是降低型砂、芯砂的透气性和退让性等。为获得高质量的铸件，要采用特殊黏结剂。除黏土以外的黏结剂，都称为特殊黏结剂，因种类很多，下面仅介绍常用的几种。
①桐油。在烘干过程中，蒙在砂粒上的桐油被氧化，形成坚固的薄膜，将砂粒与砂粒连结起来，使芯砂具有足够的强度。在液体金属浇入铸型以后桐油将被烧掉，使型芯砂具有良好的退让性和湿散性，既不妨碍铸件的收缩，又便于铸件的清理。所以，桐油是很好的黏结剂。此外，亚麻仁油也属此类黏结剂。这些油类黏结剂由于来源少，价格贵，主要用于配制复杂而重要铸件的芯砂，一般应尽量不用。
②合脂。它是制皂工厂利用石蜡制取合成脂肪酸后的副产品。它比桐油便宜，湿强度、干强度与桐油差不多，目前大部以合脂代替桐油。
除上述黏结剂外，还有纸浆废液、糖浆、水玻璃等。
（3）特殊附加物。为了提高造型材料的某些性能而附加的物质称之为特殊附加物。例如，为了提高型砂和芯砂的退让性和透气性，可加入一些木屑；为了防止粘砂，在铸铁的型砂和芯砂中加入适量的煤粉，或在铸型及型芯表面扑撒或涂刷一层石墨粉、石英粉等。
型砂可分面砂、填充砂和单一砂等。面砂是紧贴铸件的一层型砂，质量要求高。填充砂在面砂层之后，不和金属液接触，质量要求不严格。单一砂是不分面砂与背砂的型砂，主要用于机器造型。另外大型铸件的砂型常需烘干后再浇注，它所用的型砂中含有较多的黏土，这种型砂叫干模砂；中小型铸件常用潮型浇注，它所用的型砂中合黏土量较少，这种型砂称为潮模砂。
型砂是由用过的旧砂、新砂、黏土及特殊附加物加水配制而成的。其具体组成应根据铸件大小、合金种类、铸造工艺特点等确定。例如，铸铁件湿型用的面砂，可采用新砂10%～25%，旧砂50%～80%，黏土4%～6%，煤粉2%～5%，另加水分4%～6%。
砂型铸造用砂是在硅砂内加入膨润土与其他黏结剂，并加入碳质与淀粉等添加剂，以改善造型性和铸件的表面质量。最近，由于旧砂几乎可全部回用，新砂的补充量极少，其值仅为百分之几。当采用壳芯时，有的例子说可以不加新砂。砂、黏结剂、添加剂、水等物质的配比，应根据砂型的性质来确定，并用辗轮式混砂机或摆轮式高速混砂机配制型砂。最近各种高效率连续式辗轮混砂机已投入使用。
型砂试验有几种：①砂的成分试验（黏土量、化学成分）；②透气性与粒度试验；③强度试验；④硬度试验；⑤流动性试验；⑥老化度试验；⑦高温强度试验等。应该根据需要来选用。必须尽量缩小型砂性质的变动范围。
砂芯除芯头外四周都被金属液所包围，因此要求芯砂的耐火性、强度、透气性和退让性比型砂好，而且也要便于清理。因此芯砂的组成与型砂不同，它一般不用旧砂，对于要求高的芯砂要全部采用硅砂，同时采用特殊黏结剂（如桐油、合脂、纸浆废液或水玻璃等）。例如，铸铁件用的形状复杂的小型砂芯，其组成全为硅砂，另加1%～1.5%的桐油或亚麻仁油，视需要再另加1%～2%的黏土，以保证它有一定的湿强度。
芯砂采用油砂、CO 2 干燥砂和壳芯砂。最近，在砂型中装配壳芯的例子极多，壳芯则以含有2%～3%树脂的复膜树脂砂制造，这种砂的流动性非常好，并有适当的强度，容易制成型状复杂的砂芯。
此外，当将这种壳芯装入砂型内，其树脂在铁水浇注时分解，铸件容易清理。由于芯砂将混入型砂内，所以壳芯砂的粒度一般应和型砂的粒度相同。
