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目录1

第一节 石英质铸造用砂5

第一章 铸造用砂5

第一篇 铸造用砂和粘土5

1．砂的矿物组成和化学成分6

一、石英质砂的组成、性能和分类6

2．原砂的含泥量和颗粒组成10

二、原砂的选用13

二、镁砂15

一、石灰石砂15

第二节 非石英质铸造用砂15

三、锆砂16

五、耐火熟料17

四、铬铁矿砂17

七、碳质材料18

六、刚玉18

二、粘土的种类20

一、粘土的组成20

第二章 铸造用粘土20

第一节 粘土的组成、性能和分类20

2．膨润土21

1．普通粘土21

三、粘土的性能和指标21

1．粘土矿物颗粒的胶体特性24

一、粘土的胶粘性24

第二节 粘土的湿态粘结机理和影响因素24

1．高岭石与蒙脱石的结晶构造26

二、粘土矿物的结晶构造与胶粘性的关系26

2．粘土的湿粘结性26

2．粘土的离子交换性质29

4．钙膨润土的活化31

3．钠膨润土和钙膨润土的特性比较31

三、粘土型砂的湿态和干态粘结32

第三节 粘土的热变化和体积收缩33

1．粘结力34

一、粘土的选用34

第四节 粘土的选用、鉴别和合理利用34

二、普通粘土和膨润土的鉴别35

4．抗夹砂能力35

2．耐火度35

3．耐用性35

三、粘土的合理利用36

第一节 湿强度39

第一章 粘土型（芯）砂性能及其影响因素39

第二篇 粘土型（芯）砂39

第二节 透气性43

第三节 流动性46

第四节 可塑性和韧性47

1．矿物内部结合水48

一、型砂中水的种类和水分的测法48

第五节 粘土型砂最适宜的水分范围48

1．紧实率49

二、粘土型砂最适宜水分范围的判别49

2．矿物表面结合水49

3．非结合水49

2．过筛性50

三、最适宜水分的工艺原理分析51

一、粘砂的类型和鉴别52

第一节 粘砂的类型及防止措施52

第二章 粘土砂型铸造常见缺陷分析52

1．机械粘砂的形成机理54

二、机械粘砂的形成及影响因素54

2．影响机械粘砂的因素55

2．提高铸型的紧实度58

1．使用细砂58

三、防止机械粘砂的措施58

3．湿型砂中加入煤粉59

4．加入渣油液61

四、化学粘砂的形成及其防止措施62

7．采用非石英质原砂或涂料62

5．中小件可均匀洒干石墨粉，中大件喷刷涂料于型腔和湿芯表面62

6．尽可能地降低浇注温度62

1．化学粘砂形成的机理63

2．防止化学粘砂的措施65

1．砂型在加热时的膨胀66

二、夹砂的形成机理和形成过程66

第二节 夹砂的形成及其防止措施66

一、夹砂的形式66

2．铸型内形成高湿度低强度层67

三、夹砂的试验方法71

1．型砂方面72

四、夹砂的防止措施72

2．工艺设计和工艺操作方面74

2．防止胀砂的措施75

1．造成型壁移动的原因75

第三节 胀砂的形成及其防止措施75

一、胀砂的形成和防止75

2．反应性气孔76

1．析出性气孔76

二、型壁移动与铸件胀大和缩孔的关系76

第四节 侵入气孔的产生及其防止措施76

一、气孔的种类和鉴别76

二、侵入气孔的形成条件77

3．侵入性气孔77

三、型（芯）砂发气特性与形成气孔的关系78

四、防止侵入气孔的措施80

二、防止砂眼的措施81

一、砂眼的形成原因81

第五节 砂眼的形成及其防止措施81

二、湿型砂的种类及其基本性能要求82

一、湿型铸造的特点82

第三章 粘土型砂的应用和制备82

第一节 铸铁件湿型砂82

三、湿型砂的配方83

1．原材料的选择84

2．全用新砂时湿型砂配方的拟定87

3．旧砂（回用砂）的特点89

4．回用旧砂时湿型砂配方的拟定90

四、采用湿型型砂的经验举例92

一、高压造型特点94

第二节 高压造型用粘土型砂94

二、高压造型用型砂的基本特点95

三、高压造型有关工艺参数的控制97

1．比压的选择98

2．型砂成分的控制101

3．型砂主要性能的控制104

二、铸铁件干型（芯）砂的性能要求107

一、干型的应用概况107

第三节 干型砂107

三、砂型和型芯的烘干工艺109

一、表面干型铸造特点及目前应用情况112

第四节 表面干型砂112

1．型砂应具有高的透气性和低的发气性，以防止铸件产生气孔113

二、铸铁件表面干型（芯）砂性能的特点113

4．为提高抗粘砂的能力，砂型（芯）表面要刷涂料114

3．型砂应具有好的抗夹砂能力114

2．型砂应具有较好的湿强度114

三、表面干型的工艺特点115

1．铸钢的特点117

一、铸钢件用粘土型砂117

四、表面干型应用中值得注意的几个问题117

第五节 铸钢及有色金属用粘土型砂117

2．铸钢湿型砂的特点118

3．铸钢干型砂119

二、有色金属用粘土型砂121

1．原材料准备及检验122

一、粘土型砂的制备和质量控制122

第六节 粘土型砂和涂料的制备122

2．型砂混制和处理124

3．型砂的质量检验与性能控制126

1．涂料的基本组成131

二、涂料的制备131

2．涂料应具备的性能132

3．涂料的制备133

第一章 水玻璃的基本性能134

第三篇 水玻璃砂及水泥砂134

二、水玻璃的组成135

一、水玻璃的制造方法135

第一节 水玻璃的制造及其组成特性135

一、硅酸钠的水解137

第二节 水玻璃的硬化机理137

二、硅酸溶胶的形成138

1．模数140

一、水玻璃的模数与比重140

三、硅酸凝胶的形成140

第三节 水玻璃的使用特性140

3．模数、比重与水玻璃中Na2O％及SiO2％含量的关系141

2．比重141

三、模数的调整142

二、模数、比重对水玻璃粘度和强度的影响142

一、硬化原理144

第一节 二氧化碳硬化砂硬化原理及硬化方法144

第二章 二氧化碳硬化水玻璃砂144

二、硬化方法145

一、强度147

第二节 二氧化碳硬化水玻璃砂的性能及其影响因素147

三、高温性能148

二、粘模性148

一、原料和配方149

第三节 二氧化碳硬化水玻璃砂的配制149

1．粘砂产生的原因150

一、粘砂150

二、加料顺序150

第四节 水玻璃砂存在的问题及解决途径150

1．水玻璃砂的出砂性152

二、出砂性问题152

2．防止粘砂的措施152

三、表面粉化（白霜）153

2．改善出砂性的途径153

第五节 水玻璃石灰石砂154

四、旧砂回用154

一、对石灰石原砂的要求155

3．石灰石砂的强度156

2．石灰石砂的透气性156

二、水玻璃石灰石砂的主要性能156

1．石灰石加热时的化学反应156

5．高温强度及热膨胀157

4．保存性157

1．石灰石砂在液态金属的热作用下的物理化学反应158

三、石灰石砂与铸件质量的关系158

3．厚大铸件的缩沉159

2．防粘砂作用159

4．气孔问题160

1．CO中毒问题161

五、石灰石砂存在的其它问题161

四、石灰石砂配方161

第一节 硅酸二钙——水玻璃自硬砂163

第三章 水玻璃自硬砂163

2．旧砂回用问题163

2．炉渣164

1．赤泥164

一、型（芯）砂组成物164

二、硬化机理165

1．配方169

三、配方和混制工艺169

1．性能170

四、型（芯）砂性能和造型制芯工艺特点170

2．混制工艺170

2．造型制芯工艺特点174

二、型（芯）砂发热硬化机理175

一、硅自硬砂配方举例175

第二节 硅铁粉——水玻璃发热自硬砂175

1．附加物的影响176

三、影响硅自硬砂性能的因素分析176

2．混碾时间的影响177

一、水玻璃流态自硬砂的特点及其应用178

第三节 水玻璃流态自硬砂178

四、造型、制芯工艺特点178

五、存在问题178

2．发泡剂发泡作用的分析179

1．型砂流态的形成179

二、型（芯）砂流态的形成与发泡剂的选择179

3．流态砂发泡剂的选择181

1．配方182

三、流态砂的配制182

2．混砂工艺183

2．硬化时间185

1．流动性185

四、流态砂的性能控制185

4．强度186

3．透气性186

3．涂料187

2．防止粘模的措施187

五、流态砂的铸造工艺特点187

1．对模型、芯盒的要求187

4．残留水分与烘干工艺188

6．防止冲砂189

5．“缩沉”产生的原因及预防措施189

一、普通硅酸盐水泥的组成与特性190

第一节 普通硅酸盐水泥190

第四章 水泥自硬砂190

二、硬化原理191

5．加入附加物（添加剂）192

4．水泥和水的比192

三、影响水泥硬化过程的各个因素192

1．水泥的矿物组成192

2．水泥的粒度192

3．湿度和温度192

2．缓凝剂193

1．速凝剂193

四、水泥的化学添加剂193

3．减水剂194

2．水灰比195

1．水泥加入量195

第二节 水泥自硬砂的一般特性195

一、水泥自硬砂配比的一般原则195

二、水泥自硬砂的高温性能196

一、普通硅酸盐水泥自硬砂197

第三节 各种水泥自硬砂197

二、矾土水泥自硬砂199

1．双快水泥的原料和成分201

三、双快水泥自硬砂201

3．双快水泥自硬砂的硬化机理202

2．双快水泥自硬砂的配方和混砂工艺202

4．双快水泥自硬砂的性能及控制204

5．存在问题206

一、按材料来源对有机粘结剂分类207

第一节 铸造用有机粘结剂的种类207

第四篇 有机粘结剂砂207

第一章 铸造用有机粘结剂207

二、按化学组成分类209

三、有机粘结剂的硬化特性210

1．强度特性211

四、有机粘结剂的强度和其他特性211

一、对有机粘结剂的基本要求212

第二节 对有机粘结剂的要求和选用212

2．亲水特性212

3．其它特性212

三、有机粘结剂的选用213

二、型芯的分级213

一、植物油粘结剂的组成215

第一节 植物油粘结剂215

第二章 植物油粘结剂及油砂215

二、植物油粘结剂的硬化原理217

1．质量指标218

三、植物油粘结剂的质量指标和技术条件218

2．技术条件219

4．其它工艺特性220

3．发气性220

第二节 油砂的工艺性能220

一、油砂工艺性能的特点220

1．干强度高、容让性和出砂性好220

2．湿强度低、流动性好220

1．改善油砂湿强度221

二、油砂工艺性能的控制221

2．合理选择油的加入量222

3．合理选择原砂223

1．烘干温度224

二、油砂芯的烘干224

第三节 油砂的配制和烘干工艺224

一、油砂的配制224

1．油砂的配方224

2．油砂的混制224

2．烘干时间226

1．合脂粘结剂的来源和组成228

一、合脂粘结剂的组成228

第三章 合脂粘结剂及合脂砂228

第一节 合脂粘结剂228

2．溶剂229

1．硬化原理230

二、合脂的硬化特性和质量指标230

2．质量指标231

1．性能特点232

一、合脂砂的工艺性能232

第二节 合脂砂的性能和应用232

2．影响合脂砂性能的主要因素234

1．配方和混制237

二、合脂砂的配制和应用237

3．存在的问题及解决途径239

2．烘干工艺239

4．合脂型芯涂料问题与合脂面砂的应用240

1．乳化机理241

三、乳化合脂的应用241

3．乳化合脂砂的工艺性能242

2．合脂乳化液的配制242

第一节 渣油砂243

第四章 渣油砂及其它有机粘结材料243

4．苏打碱化合脂243

1．渣油的来源和主要特性244

一、渣油粘结剂244

2．稀释剂和催化剂245

3．硬化机理246

1．渣油砂各种成分对湿态和干态性能的影响247

二、渣油砂的性能和控制247

2．发气性249

3．出砂性（溃散性）250

3．烘干工艺251

2．混砂251

4．防粘砂性和抗夹砂性251

5．回用性251

三、渣油砂的配制和烘干工艺251

1．配方251

1．沥青的来源和特性253

五、沥青粘结剂和沥青砂253

四、渣油砂的应用效果和发展趋势253

3．乳化沥青砂的性能和配比254

2．乳化沥青粘结剂254

1．纸浆废液的特性255

一、纸浆废液粘结剂255

第二节 其它有机粘结材料255

2．纸浆废液的技术条件256

3．羧甲基纤维素（CMC）257

2．糖浆257

二、糊精、糖浆及其代用材料257

1．糊精257

1．修补膏258

四、型芯用胶合修补材料258

三、聚乙烯醇粘结剂258

3．修补砂259

2．胶合剂259

概述260

第五章 合成树脂砂260

2．配方和混制269

1．原材料269

第一节 壳芯用酚醛树脂砂269

一、壳芯树脂砂的制备269

2．制壳的工艺参数271

1．制芯方法271

二、壳芯法制芯工艺271

3．分型剂272

三、壳芯树脂砂优缺点273

1．呋喃Ⅰ型树脂274

一、糠醇改性脲醛树脂砂274

第二节 热芯盒用树脂砂274

2．呋喃Ⅰ型树脂砂的制备276

3．呋喃Ⅰ型树脂砂的工艺性能及其影响因素277

4．呋喃Ⅰ型树脂砂应用中存在的问题280

3．呋喃Ⅱ型树脂砂的性能特点282

2．呋喃Ⅱ型树脂砂的制备282

二、糠醇改性酚醛树脂砂282

1．呋喃Ⅱ型树脂282

1．苯基苯酚——甲醛树脂砂283

三、其它树脂砂283

2．糠醇——酚醛树脂砂284

一、扩散气体冷芯盒法285

第三节 冷芯盒用树脂砂285

1．自硬冷芯盒法概述286

二、自硬冷芯盒法286

2．7501呋喃树脂砂287

3．自硬冷芯盒树脂砂的制备288

三、温芯盒法289

1．选取平均样品及试料（按JB437—63）290

一、铸造用砂的试验290

附录290

（2）标准方法291

（1）快速方法291

2．测定原砂的含水量291

（2）测定方法与步骤292

（1）测定原理292

3．测定原砂的含泥量292

（1）铸造用标准筛筛网规格及网孔参数293

4．测定原砂的粒度293

5．原砂颗粒形状与表面状况的评定294

（2）试验步骤294

6．测定原砂的烧结温度295

二、铸造用膨润土和普通粘土的试验296

8．原砂的牌号及表示方法296

7．测定原砂的灼烧减量296

2．测定粘土的工艺试样强度297

1．选取平均样品及试料297

（2）试验方法298

（1）试样试锥的制备298

3．测定膨润土的PH值298

4．测定膨润土工艺试样的热湿拉强度298

5．测定粘土的耐火度298

6．测定粘土的吸水率299

7．测定粘土的吸蓝量（包括型砂或旧砂中有效膨润土含量的测定）300

（2）光电比色法301

（1）染色滴定法301

（3）型砂（旧砂）中有效膨润土含量的测定302

9．测定粘土胶质价303

（2）吸蓝量法303

8．测定粘土的耐用性303

（1）强度法303

（2）实验设备及步骤304

（1）原理304

10．测定膨润土膨胀倍数304

11．粘土的差热分析304

12．测定膨润土盐基总量和各阳离子含量305

2．测定煤粉光泽炭析出量306

1．测定煤粉的挥发分306

三、煤粉性能的试验306

1．标准工艺试样的制作307

四、型砂性能的检验307

3．测定煤粉的灰分307

4．测定煤粉的固定碳量307

2．测定型砂透气性（率）308

（3）高压造型用的型砂试样308

（1）冲制圆柱形试样操作步骤308

（2）冲制抗拉和抗弯试样操作步骤308

（2）快速法309

（1）标准法309

3．测定型砂的强度312

5．测定型砂过筛性（松散指数）313

4．测定型砂湿度（含水量）313

（1）测定试样两端硬度值的差别314

8．测定型砂的流动性314

6．测定型砂紧实率314

7．测定型砂的紧实度（密度）314

（4）侧孔重量法315

（3）漏孔重量法315

（2）测定阶梯试样两平面的硬度值差别315

（2）测定破碎指数（冲击韧性）试验步骤316

（1）抗压变形法316

（5）环形空腔测定流动性316

9．测定型砂的韧性316

11．测定型砂发气性（包括型砂或旧砂有效煤粉含量测定）317

10．测定砂型的表面硬度317

（2）测定方法与步骤318

（1）实验用仪器318

（3）发气性仪的改进319

（4）型砂或旧砂有效煤粉含量的测定321

13．测定型砂热压应力322

（2）试验过程322

12．测定型砂热湿拉强度322

（1）试样制备322

14．测定型砂高温强度323

（2）试验设备323

（1）原理323

（3）膨胀力的测定324

（2）无阻碍线膨胀值测定324

（1）试样制备324

五、自硬砂性能检验325

16．测定旧砂中残留碳酸钠（苏打）量325

（4）高温强度的测定325

15．测定型砂中重油的含量325

（1）实验原理326

1．水玻璃模数的测定326

（3）实验内容327

（2）仪器和药品327

4．强度的测定328

3．透气性的测定328

2．水玻璃砂回用砂中Na2O含量的测定（包括水玻璃自硬砂旧砂）328

9．水泥凝结时间的测定329

8．出砂性的测定329

5．可使用时间的测定329

6．表面稳定性的测定329

7．残留水分的测定329

10．流态砂的流动性测定330

（1）仪器水值的确定331

1．油类粘结剂粘度测定331

11．发泡剂发泡能力与稳定性试验331

六、有机粘结剂性能试验331

（1）测定原理332

2．油类粘结剂碘值的测定332

（2）试验方法332

（3）测定步骤333

（2）测定试剂333

（2）测定步骤334

（1）测定试剂334

3．油类粘结剂酸值的测定334

（1）试剂334

（2）测定步骤334

4．油类粘结剂皂化值测定334

7．固体酚醛树脂流动性测定335

6．固体酚醛树脂聚合速度测定335

5．固体酚醛树脂软化点测定335

（1）试验用仪器335

（2）测定方法335

3．涂料悬浮性测定336

2．涂料粘度测定336

8．固体酚醛树脂粘度测定336

七、涂料性能试验336

1．涂料比重测定336

6．涂料抗粘砂性试验337

5．涂料高温抗裂性试验337

4．涂料烘干抗裂性试验337

八、我国部分铸造用砂和粘土338