粘土砂高压造型工艺由于其生产效率高，铸件品质好，非常适合大规模流水线作业，因而国内近几年来引进大量国外自动化粘土砂高压生产线，随着我国铸造产业的国际化，一些国际先进的铸造工艺和铸造设备不断取代我们传统的手工造型和机械化造型。
随着全自动垂直造型线的应用，砂处理系统的整体水平也越来越高，目前已经逐渐形成了模块化、标准化，一般一套好的砂处理系统应该具备以下特点：(1)完善的除尘系统。全自动垂直造型机砂处理工部由于其本身的性质，成为铸造车间粉尘量最大的区域，国内很多老厂没有除尘系统或者除尘系统已年久损坏，导致车间内的粉尘含量高达几百甚至上千毫克以上，给人的感觉是尽管完全看不见粉尘，但呼吸困难，影响环境和身体健康。目前对于砂处理系统的除尘多采用三个集中吸口。第一级为落砂机，第二级为多角筛到旧砂贮存斗，第三级为贮存斗到混砂机，结合三个阶段所含气体的不同温度、湿度及工艺要求，除尘结构、风量也不同，对于第一级和第二级的除尘管道，由于这部分气体高温、湿度大，在管道外而要有加热保温措施；(2)合理的回砂系统。全自动水平造型线回砂系统贯穿砂处理整个系统，在设计时要保证系统运转的流畅连贯，一般说来输送设备的能力要比设备的能力大20%，冷却设备的能力也要大于混砂机能力，同时在回砂系统中要有配备相应的磁选、加水、筛分等辅助装置；(3)准确的配料系统。新砂、旧砂、粉料及水的加入量一般由计算机控制，含水量不超过士。2%；(4)高效的混砂系统。随着高效高密度造型线的应用，对型砂的小时需求量也越来越大，国内设备一般混砂效率不高，有的厂配备多台混砂机来为造型线配砂，但是在工艺布置上复杂，车间不美观，设备运行维修成本大，所以要求混砂机具有更高的混砂效率；(5)实时的检测系统。以前的型砂检测由人工来完成，导致检测时间长，结果未出来的时候，型砂已经用于造型，对型砂质量难以调整，现代的砂处理系统都配备了在线检测仪，对型砂的性能进行跟踪，并在全自动水平造型机上对型砂性能进行反馈，以调整工艺。
粘土砂高压造型型砂性能的控制
1、水分和紧实率
水分和紧实率是粘土砂高压造型的两个重要参数。粘土砂高压造型应严格控制型砂的水分含量。含水量过低，型砂湿压强度高，但韧性差，不容易起模易掉砂。含水量过多时，型砂韧性好，但流动性差，型砂硬度和湿强度低，容易引起气孔、胀砂或夹砂。粘土砂高压造型一般控制水分含量在2.8%~3.5%。
紧实率的高低以及紧实率与水分的比例，能够定性地反映出型砂性能的优劣和组成型砂的各组分是否超标。粘土砂高压造型型砂紧实率一般在28%~35%，紧实率与水分的比值一般应控制在8%~12%。在紧实率一定的条件下，若比值过低，则反映出型砂中吸水灰粉可能太多，要及时补加新砂和检查除尘系统是否畅通，以免出现气孔类缺陷。若比值偏高，可能是由于新砂加入量偏大，或大量溃散芯砂进入型砂使型砂含泥量下降和型砂吸水量降低。
2、透气性
粘土砂高压造型压实比压高，砂型紧实度高，对型砂的透气性要求较高，一般控制在100~140Pa较合适。砂子颗粒的大小是影响型砂透气性的关键因素。在砂子颗粒大小一定的情况下，型砂含泥量越高，透气性越低;型砂含水量越高，透气性越低;砂型紧实度越高，透气性越低。
3、湿压强度
如果型砂的湿压强度过低，则使得砂型强度和砂型硬度过低，易使铸件产生冲砂、掉砂缺陷，还会发生铸件外观膨胀和内部缩松，从而影响铸件尺寸精度和致密性。但型砂湿压强度也不能过高，因为过高的湿压强度，要求型砂中较高的有效膨润土含量，这一方面降低型砂的流动性，另一方面这样的型砂难以在混砂机中混匀从而形成较多的砂豆，使铸件易产生气孔陷。一般粘土砂高压造型，无箱造型湿压强度可控制在0.18~0.22MPa，有箱造型可控制在0.14~0.2MPa。
4、型砂含泥量和有效膨润土含量
泥粉是指直径小于20μm的细微颗粒。型砂中的泥粉包括有效膨润土和有效煤粉、粉尘材料、烧损的粘土和煤粉及砂粒破碎而成的细粉。含泥量过高会使型砂含水量增高，透气性下降，铸件容易产生针眼、气孔类缺陷，在湿压强度不变的情况下型砂的韧性和热湿拉强度明显降低，铸件易产生砂孔类和夹砂类缺陷。含泥量过低，型砂适宜的水量太低，透气性过高，这样的型砂浇注的铸件易表面粗糙，而且这样的型砂水分敏感性强，水分易蒸发，型砂易变干，型砂性能难以稳定。含泥量应为10%~13%不应大于14%和小于9%。型砂的有效膨润土是指全部仍然具有粘结能力的膨润土而言，有效膨润土含量的高低，一般取决于铸件的种类和砂铁比，通常控制在7%~10%。含泥量与有效膨润土含量的关系为:含泥量最小值为3.0%加有效膨润土含量，最大值为1.5倍的有效膨润土含量。
5、型砂的粒度分布
型砂的粒度直接影响透气性和铸件表面粗糙度，型砂粒度分布力求140目筛上的粒度应在8%~12%之间，200目筛、270目筛和底盘上的细砂应小于4%，底盘细砂小于1%。
现代全自动垂直造型线砂处理系统在国内已经得到的良好发展，在质量控制、环境友好、以人为本、经济效益等方面都具有重要的意义。据国内某大型铸造厂统计，与同类国产设备相比较，一套完善先进的120t/h的砂处理系统一年可为铸造车间节约运行成本260万元，经济效益相当可观。各企业还要加强生产中的质量管理及绿色生产观念，积极推动行业转型升级，让国内铸造行业走上真正意义上的绿色环保之路。
泊头市益弘铸造机械有限公司(http://www.yhzaoxingxian.com)是国内从事研发生产造型线、造型机、全自动造型线、全自动造型机、的专业厂家。公司拥有多年的铸造生产、模型制造、机械设备生产的实践经验。
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