1.传统铸造对原砂特性的要求及对应参数的测定
　　原砂的性能指标是由铸造的要求提出的，也正是用这些性能指标来评价原砂的质量。随 着铸造工艺的多样化，以及精确成形，近无余量成形的生产要求或目标，铸造对原砂的性能 指标的控制越来越严格。传统铸造对原砂基本性能的测试包括物理性能检测和化学成分分析。 其中物理性能的检测内容包括粒度及其分布，含泥量，含水量，PH 值及耗酸值，密度，比表 面积，烧结点，耐火度，灼烧碱量，发气量等，这都应该是铸造车间的日常检测项目。原砂 的化学成分分析包括硅砂及非硅砂中的硅，铝，铬，锆，镁，钙等氧化物含量的测定。其中 有的是测定其原砂中的主组分氧化物，有的则是测定其杂质氧化物等，它们大多都有标准检 测方法，所需试剂多，配置复杂，有条件的厂家可自行检测，无条件的企业则委托专业检测 单位的人员进行理化分析。 但是对原砂性能的把握，国内铸造企业并不是面面俱到，只是根据相应铸造工艺要求， 铸造材质和粘结剂的类型等把握原砂的几个关键参数。
　　2.V法铸造现阶段对造型用砂的认识，要求及相关参数的控制 V 法铸造同消失模铸造一样，都使用干砂造型，不再像传统铸造那样需要靠粘结剂如水 玻璃或者树脂来让砂定型。相比于传统铸造，其优势并不仅仅在于省去了粘结剂的成本，更 为显著的是粘结剂的存在有可能给铸件带来的一些铸造缺陷将不再存在?；痪浠八担蛭?用粘结剂而对原砂提出的一些针对性的要求不再存在，比如使用酸硬化的树脂砂要求严格控 制原砂的含泥量，PH 值，耗酸值等。正是基于这种干砂成型的特点，我们只需要选定适合铸 件结构和材质的原砂，然后控制少数几个参数，包括各组分含量，粒度及其分布，含水量， 含泥量，角形系数。至于传统铸造中提到的 PH 及耗酸值，灼烧碱量，以及比表面积，主要 是涉及到粘结剂的特性及用量，而烧结点，耐火度，发气量主要取决于砂子的种类和各组分 的含量。 在传统铸造用砂要求的基础上，结合 V 法铸造采用干砂成型，且整个工艺流程中伴随着 真空抽负压的过程，以及绝大部分铸件强调涂料的使用，目前行业内及高?？蒲谢拱ü?外 V 法技术的研究进展，形成了如下 V 法造型用砂规范。
　　（1）跟传统铸造一样，硅砂可以满足大部分铸件的V 法铸造用原砂要求，铸钢件要求SiO2 含量不低于 95%，铸铁件不低于 90%，有色合金则不低于 85%。在保证耐火度的前提下，并 不提倡 SiO2含量很高。因为 SiO2含量越高，因相变引起的突然膨胀越强，容易夹砂且影响铸 件精度。对于高锰钢铸件，则需要使用特种砂如橄榄石砂，镁砂，宝珠砂等以防止铸件产生 化学粘砂。甚至为了保证铸件有较快的散热速度以保证结晶质量，一些企业也不惜使用比较 昂贵的铬铁矿砂。
　?。?）虽然 V 法使用的是干砂，但是为了不影响到原砂的耐火度，必须控制原砂的含泥量在 0.5%以内。同时，为了不至于浇注过程中砂型产生过多的气体造成铸件形成气孔缺陷，也需要控制干砂的含水量在 0.3%以内。
　　（3）为了保证加砂震实后砂子达到最大紧实度以充分保证将来铸型强度，砂子应该具有很好 的流动性。因此最好是圆形或者次棱角形的砂子，角形系数不大于 1.45，最好在 1.1～1.3 之 间。因为过分圆整的砂粒在一起时会有较大空隙，而且砂粒之间是点接触，摩擦力不够而很 容易滑动造成塌型，而尖角形的砂子流动性比较差，通常也含有较大的内应力，容易粉化。 所以最好使用次棱角形的颗粒；
　?。?）V 法铸造伴随着抽真空的作用，不存在透气性不好的问题，通常强调使用比传统铸造细 的多的砂子。铸铁用砂的AFS粒度应该在100左右，一些小件可超过100；也就是可使用70/140 目的砂子，或者 100/200。对有色合金可采用更细砂子，甚至可用底盘砂做面砂，这样可防止 金属液渗透，充分保证铸件的表面质量 。对于铸钢件，考虑到耐火度的要求，砂子粒度相比 生产铸铁件而言稍微粗一些，使用 50/100 目居多。日本采用更细颗粒石英干砂浇注 V 法铸钢 件，对比结果如表 3.1 所示?？杉∮?100/140 目的天然硅砂或 100/200 目人造硅砂用于生产 壁厚度为 50mm 的铸钢件是可行的。但是对于大型铸钢件，砂子 AFS 细度应控制在 60 左右。
　?。?）干砂在造型使用以及循环过程中难免有破碎和粉化，这在普通铸造中常会恶化型砂的性 能，降低透气性，并需要消耗更多的粘结剂。但是对于 V 法铸造这并不会带了坏的影响，一 方面不存在透气性的危害，另一方面混在干砂中反而可以更好的防止渗透现象的发生。所以 好多企业在砂处理过程中通过除尘设备收集的硅尘，完全投入砂库继续使用。在国外，对于 V 法用干砂，强调最好砂粒分布在 70，100，140 或者 200 的三个或者四个筛号上，而且有 3%—7%细砂是 270 目或底盘砂，认为细砂粒能阻止金属液渗透，如果生产中有渗透现象发 生，检查一下细砂含量；
　?。?）如果铸型不使用涂料的话，砂子相对细些；使用较涂料的话可以相对粗些；另外，即便 是同一种材质，砂子的粗细与浇注温度成反比，也就是说，浇注温度越高，砂子越粗糙。V 法铸造企业所普遍采用的砂子参见表 3.2 。
　?。?）砂子温度过高时，造型过程中会烫坏薄膜或者造成薄膜翘曲。因此造型前，砂子温度应 该控制在 55 以下。
　　3.消失模铸造现阶段对造型用砂的认识，要求及相关参数的控制 消失模铸造同 V 法铸造一样，同样使用干砂。因此也同样具有使用干砂的一些优势。但 是消失模铸造干砂中埋有泡沫模样，而且通常模样表面刷有较厚的涂料，另外适合做一些比 较复杂的中小件，长期以来逐渐形成了如下用砂规范。
　?。?）对于原砂种类的选择，同传统铸造和 V 法铸造一样，主要考虑铸造材质的类型和结构 特点。大部分仍然选择硅砂。只是根据铸造材质浇注温度的不同选择 SiO2 含量。
　?。?）为了保证原砂有足够的流动性来填充泡沫模样的复杂深腔部位，再加上较厚的涂料层具 有一定的机械强度来防止塌箱，因此消失模铸造要求原砂的圆整性要足够好。宝珠砂由于比 较圆整，流动性，填充性好，而且呈中性且耐火度很高，因此也比较适合消失模铸造。
　?。?）消失模铸造浇注期间将伴随着泡沫模样的裂解和燃烧，产生大量的气体或液态热解产物。 因此砂子必须具有足够的透气性以防阻碍残留物的溢出。这一方面需要砂子粒度较粗，另一 方面，原砂的粒度分布应该较为集中。目前，消失模广泛使用 20～50 目的砂子，而且单筛砂 更受欢迎。另外，砂子的含泥量过大或者混入大量的粉尘都会降低型砂的透气性，因此要控 制原砂的含泥量在 1%以下，并且在干砂循环处理中要注意除尘工作。有些文献指出消失模型 砂的透气性应该控制在 13.5～16.5cm2/Pa.min。根据生产实践，20～50 目的原砂如果粉尘控制 合适，透气性不存在问题。实践中发现，砂子粉尘过多时，造型过程中很容易产生型砂偏析， 造成型砂体系局部粉尘过多，从而使得整个铸型透气性不均匀，强度也会有所差异。
　?。?）灼烧碱量在 V 法铸造中并不作为砂子的检测指标，因为很少有什么残留物累计在砂子 的表面。但是消失模不一样，大量的液态热解产物渗入型砂中累积在干砂的表面，当灼烧碱 量超过 0.25%～0.5%就会降低型砂的流动性，进而影响到型砂的紧实度
　　（5）干砂中的水分会带来诸如气孔等许多铸造缺陷，严重时还会在浇注期间引起型腔气压波 动造成塌箱。因此需要严格控制型砂含水量在 1%以下。
　?。?）干砂的温度过高，会引起模样的变形。因此干砂在造型前温度要控制在 50 以下。
　　4. 现阶段V法与消失模铸造对造型用砂要求及应用的差异 从上面的分析可以看出，目前针对 V 法铸造和消失模铸造用砂的认识和应用的主要区别 在于以下两个方面。
　　（1）消失模铸造所用的砂子相对较粗，目数集中在 20~50 目之间；而 V 法则更倾向于用 比较细的砂子，并且以 70~200 目之间认为较好且用的较多。
　　（2）从目数集中度而言，消失模倾向于筛号越少越好。甚至现在有一部分企业已经开始 使用单筛砂，尤其是使用宝珠砂的企业。而 V 法铸造则对筛号的多少无明确要求。甚至认为 筛号范围越宽，越有利于铸件表面质量。 但是出现上述差异的原因是一致的。首先，消失模铸造由于浇注过程中泡沫摸样生成大 量的热解产物，因此砂子越粗，粒度越集中，越有利于热解产物及时排出，况且消失模涂层 往往在 1mm 以上，涂料完全可以保证铸件表面质量。而 V 法铸造实际上还是空腔铸型，且 在真空作用下，不存在透气性不通畅的问题，而且涂层相对较薄，因此认为砂子越细，粒度 越分散，反而越有利于铸件的表面质量。