《实用湿型砂检测技术.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实用湿型砂检测技术.doc（12页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、实用湿型砂检测技术（草稿）于震宗（yuzz）、高仲春(gaozhongchun)目 录序论序论本文包括湿型砂性能和湿型砂原材料检测技术，有关各种砂芯的检测不包括在本文中。内容排列基本上按照日常检验型砂的顺序和常用性。编写的主要根据为几种国家标准和机械行业标准（GB/T 2684-2009 铸造用砂及混合料试验方法；GB/T 9442-1998 铸造用硅砂；GB/T 212-2008 煤的工业分析方法；JB/T 9221-1999 铸造用湿型砂有效膨润土及有效煤粉试验方法；JB/T 9222-2008 湿型铸造用煤粉；JB/T 9227-1999 铸造用膨润土和粘土）。也参照了美国砂型和砂芯实验
2、手册（AFS Mold and Core Test Handbook, 3rd Edit. 2001）和其他参考资料。本文专门根据铸造工厂的特点编写，供铸造工厂型砂实验员做为操作参考。为了更适合工厂实验室应用，对各种标准的部分操作步骤提出一些变通意见。型砂实验室具有繁忙和快速的特点。影响铸件质量的因素多且复杂，需要迅速得到多种性能参数，才能防止出现系统性的和难以判断原因的缺陷。每种性能不必测三次求平均值。如果试样的测定值数字与预期值接近，测定一次就可以算数。假如出现数字异常，可以再补做一或两个试样。多余时间宁可用于增添检测项目，江苏某外资汽车件铸造工厂的湿型砂检测项目有22项之多，我国本土工厂
3、似有差距。湿型砂是一种非均质的混合材料，各种性能的检测结果一般需要两位有效数字，仅个别性能能够得出三位有效数字。由此决定天平等计量工具的精度。有些仪表的表盘的指针的分辨能力也大多只达到两位数字。 由于性能检测结果的需要经常是急迫的，最好快速得出数据。一些标准中要求烘干和灼烧后放置在冷却器中冷却和达到恒重。但是考虑到型砂和型砂材料并非高吸湿材料，在型砂实验室的空气中冷却后立即称量不会增加重量。如果在高湿度的阴雨天气，冷却到比室温高2030，拿去称量也不会吸入多少水分。而且，不必称量到恒重。本文推荐的检验操作方法仅适合铸造工厂湿型砂实验室使用。对于从事高级科学研究单位，建议仍严格遵守国家标准和机械
4、行业标准的规定进行试验操作。本文的内容中凡是与标准的规定有区别处都在“说明”栏中做了解释。另外还在“提示”栏中提供一些经验和注意事项，也简单地介绍其它类型的测试仪器供参考。本文原稿承蒙多位工程师提供资料、审阅，并提出宝贵修改意见，特此致谢！1 铸造工厂湿型砂实验室的基本装备1.1 型砂实验室中仪器（1）碾轮式混砂机（2）型砂投入器（3）锤击式制样机（4）直读式透气性测定仪（5）液压万能强度试验机（6）双盘红外线烘干器（7）涡洗式洗砂机（？）（8）电热鼓风式烘干箱（9）电磁微振筛砂机或震摆式筛砂机（10）铸造标准筛（11）落球式破碎指数试验仪（12）热湿拉强度试验机（13）发气性测定仪（14）电
5、动透气性测定仪图2 电子天平（感量0.001g）（15）湿型表面硬度计（16）电热盘及控温变压器、石棉网图1 电子天平（感量0.01g）（17）定时钟（18）高精度自动交流稳压器（用于电压不稳地区）1.2 型砂实验室称量工具型砂实验室中最基本的称量重量的工具是：图3计量台秤（感量0.1g）（1）电子天平（最大称量300g，感量0.01 g）：（见图1）价格约四、五百元，能够自行扣除容器重量。（2）电子天平（最大称量200g，感量0.001 g）：能够去除皮重，（见图2）在天平罩中放置一个盛有变色硅胶的小烧杯，可以防止称量过程中试料吸潮。售价约两千元。（3）电子台秤（感量0.1 g，称量6 kg
6、）能够去除皮重（见图3）。图4 干燥罐及干燥橱 湿型砂是一种非均质材料，测定仪器表盘的指针分辨能力有限，一般性能的检测结果都确保2位有效数字，个别的试验可以得出第三位数字。测量型砂性能大部分可用最大称量300 g，感量0.01 g的电子天平。还有几种性能和原材料分析的称取量少，就要用感量0.001g的电子天平。不过，按照GB/T 212煤的工业分析方法要求，测定煤粉各种性能使用0.0001g精度天平并不必要。在以下各种试验方法中将分别说明适宜采用的天平种类。1.3 玻璃仪器、工具等（1）干燥器（干燥罐或干燥橱，内附变色硅胶）（图4）（2）三角烧瓶（250 mL），烧杯(100 mL、250 m
7、L、500 mL)，量筒（100 mL、250 mL），具塞量筒（100 mL），耐热玻璃高烧杯（800 mL或600 mL），漏斗，自动滴定管（50 mL），玻璃棒（3）喷水洗瓶（也可用聚乙烯塑料瓶改制.）图5 铝铲（4）坩埚及盖，坩埚钳（5）滤纸（定性、定量）、毛刷（6）塑料有盖提桶（7）铝铲（图5）（8）搪瓷方盘（9）电光纸及记录纸（10）定时钟、水银温度计（11）常用维修工具（钳子、螺丝刀、活扳手，折刀、剪刀）（12）称量试料用长柄牛角勺、长柄不锈钢勺、驼毛刷（13）耐热瓷板（14）经常放置玻璃器皿的实验台表面上铺5 mm厚橡胶板可以可以防止磕碰。1.4 清洁工具图6 实验台簸箕及棕刷
8、（1）清理实验仪器用长毛刷、抹布、油壶：检测时立即清除仪器、机器上和周围掉落的砂子。下班前用毛刷、抹布擦净，用油壶将仪器和机器的滑动部件和旋转轴承注润滑油。（2）清扫实验台用小簸箕（图6）及刷子:用于每项检测后立即清扫和擦净实验台。棕刷、鬃刷或尼龙丝刷均可用。（3）清扫实验室地面用扫帚、墩布：避免砂子掉落地面，每班上下班时仔细清扫地面，并用墩布擦净地面。（4）可回用砂塑料提桶：检测过的残留砂子都要返回旧砂系统中。（5）垃圾提桶（6）手套、毛巾、洗涤液2 湿型砂性能检测方法2.1 湿型砂取样旧砂的取样可以从混砂机的进料口。型砂的取样地点应有两处：混砂机中或出砂皮带，以及造型机处的适当位置。前者可
9、以及时发现性能有无异常，以便立即采取纠正措施。从混砂机运送到造型机时湿型砂含水量和紧实率都有一些降低（夏天差距更大），型砂的湿压强度和透气性提高。为了满足造型和浇注的要求，以及铸件表面品质的需要，应以造型机处型砂性能为控制基准。提示：（1）应当由实验员亲自取样，不可由混砂工或其他人代取代送，以保证试验结果严谨可靠。（2）应注意取样的均匀性和代表性，避免从砂堆表层收集已失去部分水分的混合料，也不可取团块状的和混有异物的型砂。（3）从取样处将型砂拿回实验室的容器应当是手提有盖的小型塑料桶，桶上有明显编号以免混乱。不可用旧报纸将砂样托回实验室。以免纸张吸水和在空气中水分蒸发而改变性能。也最好不用有盖
10、的塑料盒或搪瓷盒，因为取样需要登爬楼梯上下，用手提带提手的容器比较安全。不可用金属容器盛放型砂和旧砂，因为热砂的水分会凝结着容器上。（4）如果回用旧砂的磁选设备的作用有限，不能清除所有铁粒，就应将从现场取得的生产用型砂（旧砂），迅速用永久磁铁搅拌吸出混入的铁粒，然后立即密封存放，以保持水分不丢失。（5）型砂的取样频次依各铸造工厂的实际情况而定，以下仅为举例：在没有混砂自动控制加水装置的机械化造型流水线工厂中，必须及时地监测控制型砂的紧实率和受紧实率显著影响的那这些性能。型砂性能的检测可分为以下几类：紧实率、含水量、透气性、湿态强度（抗压及抗剪）等性能每12 h从混砂机处和造型机处分别取样一次，
11、回型砂实验室检验。一般铸造工厂中，型砂的韧性（变形量或破碎指数）、含泥量、有效膨润土量、有效煤粉量、热湿拉强度等性能每周从造型机处取样检验23次。大量生产重要铸件的工厂中每班从造型机处取样检验1次。型砂和旧砂的粒度每周取样测定12次。型砂和旧砂的流动性、砂温、团块量等为不定期性检测。此外，在混砂机旁在混砂过程中随时取样测紧实率。（6）如果一条生产线的铸件特征基本相似，具有良好的旧砂冷却装置，混砂机装有型砂湿度（含水量或紧实率）控制装置，每班需从混砂机和造型机分别取样两、三次，检验紧实率、含水量、湿压强度、透气性、韧性。另外，每班一次检验型砂的有效膨润土量、有效煤粉量、含泥量、热湿拉强度和温度。
12、每周一次检验型砂和旧砂的粒度。（7）如果铸造工厂的面积较大，有多条砂处理和造型线分布在车间中，或者有两个以上车间共用型砂实验室，可以配备专门电动车辆供实验员取砂样使用。图7 锤击式制样机2.2 标准试样制作用锤击方法在试样筒（内径50 mm，高度120 mm）内将待测型砂制成高度50mm标准紧实程度的试样，用来测定紧实率、透气性、型砂的各种强度、韧性、流动性等。制备标准试样时，使用感量0.01 g电子天平或感量0.1 g电子台秤称量型砂。用塑料铲或勺从密封塑料筒或袋中取型砂，称量容器可以用塑料碗，电子天平可以自动扣除其重量。制样机的重锤和锤垫用扳手或用大凸轮抬起（见图7），摇动制样机的小凸轮手
13、柄，使重锤提升50 mm落下打击三次即可完成标准试样的紧实过程。如果试样高度不符合标牌上的中线，可以按高度差异每mm增减3 g调整型砂重量。并记录下标准试样重量（精度1 g）。待添加的隐藏文字内容3提示：（1）锤击式制样机重锤重量6670 g，下落高度50 mm，冲击三次施加在型砂试样上的功为1 kgfm（9.8 J）。试样的紧实程度大体上与紧实比压0.71.0 MPa的高密度砂型水平部位紧实程度接近。（2）制样机的安装应在坚实的基础上，下面垫有10mm厚的橡胶皮板。制样机不可放置在木桌中央。否则测得型砂抗压强度可能偏低。制样机凸轮抬起重锤的高度为50 mm，应注意是否因使用日久而磨损。如抬起
14、高度不足，则制成的试样紧实率和强度偏低，透气性偏高。（3）如果试样筒使用不耐磨的铸铁制成，其内表面极易磨损。将试样筒举起用眼对着光线观看内表面，就能明显判断是否已磨损。锤击制样时，内表面粗糙的试样筒阻碍型砂的冲击紧实，使测得强度值和紧实率值偏低、透气率值偏高，试样的顶出也较费力。美国铸造学会要求试样筒为钢制，内表面硬度Rc 6570，珩磨加工后粗糙度Ra0.20 mm。每制一试样后，将试样筒掉头一次使磨损均匀和延长新试样筒使用寿命。还要求标准试样筒在每次使用前都要擦净试样筒，并薄薄涂一层液态脱模剂。使用后将试样筒擦净和涂脱模剂以防生锈。GF公司生产的试样筒内壁光滑如镜，每日使用后擦净内表面，用
15、装有干燥剂的塑料塞堵塞两端以防生锈。2.3 含水量检测图8 SGH型双盘红外线烘干器 湿型砂的特点是含有水分，而且要求水分含量在在规定范围内，否则型砂性能剧烈改变。含水量用以下两种烘干法进行试验，以砂样烘干前后重量的减少量代表含水量。2.3.1 红外线烘干器法（快速法）使用的电子天平（精确度0.01 g，最大称量300 g），刨除盛砂盘皮重后称取试样20 g，均匀铺平，在110170的红外线烘干器（图8）中烘干810 min。取出盛砂盘在空气中冷却到微热状态后，再一次称量。含水量以重量百分数X1计，数值以%表示，按下式计算：式中：G1 烘干前试样重量，单位为克g； G2 烘干后试样重量，单位为
16、克g。说明： GB/T 2684-2009规定取出盛砂盘后，置入干燥器内，待冷却到室温时，进行称量。电子天平的优点之一是能够扣除容器重量，可以直接用盛砂盘称取砂样。盛砂盘净重为100 g或160 g，加上试料量20 g或50 g不会超过电子天平允许的最大称量300 g，用盛砂盘为称量容器可以避免将型砂倒来倒去。由于盛砂盘有长柄，不容易放入玻璃罐式干燥器中冷却。型砂并非强吸水物质，在空气中冷却也不会明显吸潮。如果天气为潮湿阴雨状态，将盛砂盘冷却到比室温高约2030的微热状态进行称重，不会造成明显误差。提示： 图9 卤素管加热测水分天平（1）如果湿型砂中经常掺杂有铁粒，为了保证测试准确，烘干前称量
17、型砂试料时应先用磁铁将其中可能混杂的铁粒吸掉。也要尽量从容器的上下均匀取样。（2）国产双盘式红外线烘干器有一种具有温度调节旋钮，能够调节温度。另一种缺少温度调节旋钮，烘烤温度有可能过高。曾用水银温度计测量盛砂盘中温度高达160170。用于测定含有煤粉的型砂时，温度嫌高。如果型砂内含有煤粉、重油等易挥发物质，在红外线烘干器中烘掉时出现冒烟现象，应改用电烘箱法。（3）我国有几家铸造工厂购买进口微机控制卤素管加热天平（见图9），设定烘温间隔为1（例如可设定为1101）。随意取1020 g型砂放入加热盘中，扣合天平上盖，卤素管开始加热。直到20 s之中重量不变，天平即自动认定已达恒重，即停止加热，并自
18、动计算和屏幕显示出型砂型砂原始重量、烘干后重量和计算出的含水量。测定时间大约只需10 min。这种仪器售价相当昂贵，一般铸造工厂恐难负担。2.3.2 电烘箱法用电子天平（精确度0.01 g，最大称量300 g），在玻璃器皿内称取试样50 g，均匀铺平，置入温度为105110的电烘箱内烘干30 min，取出置于干燥器中冷却至室温后称量，或者在空气中冷却至微热状态时进行称量。计算式同上。说明： 按照GB/T 26842009规定：在105110的电烘箱内烘干至恒重（烘30 min后，称其重量，然后每烘15 min称量一次，直到相邻两次之间的差数不超过0.02 g时为恒重），置于干燥器内，待冷却至室
19、温时进行称量。作者认为对型砂含水量测定结果精度要求并不需过分。机器造型的型砂含水量一般只有35%，烘干30 min已够，不必多次延长烘干时间达到恒重。在空气中冷却至微热状态即可称量。提示： 试料测过含水量后还要继续测定含泥量和粒度，需要称取50 g。如仅测含水量和含泥量的称取量20 g已然足够。图10 测紧实率的漏斗及筛2.4紧实率型砂含水量只说明型砂中水分的绝对含量，并不代表造型过程中型砂的手感干湿程度。为了寻找型砂干湿感觉的简便检测方法，上世纪60年代末Hofmann等发现可以用型砂紧实率反映手感干湿程度。型砂紧实率的测定原理是较干的型砂自由流入试样筒时，整个试样筒中砂粒堆积得比较密实，在
20、相同的锤击紧实力作用下，型砂体积减小较少；而较湿的型砂，在未被紧实前砂粒的堆积比较松散，紧实后体积减小较多。根据型砂被紧实前后的体积变化多少，就可以检测出型砂的（手感）干湿程度。将砂样通过带有4目/英寸（网孔中心距6.35 mm）筛网的漏斗，落入到圆柱形试样筒内（筛底至标准试样筒上端面距离约为140mm），用刮板将试样筒上多余的试样刮去，然后在锤击式制样机上冲击3次，从制样机中心轴顶端所指的标尺读出紧实率数值，不需计算（图10）。标尺的刻度是按照下式计算出紧实率v(%)的： 式中： H0 试样紧实前的高度，H0 =120 mm； H1 试样紧实后的高度，单位为毫米mm。说明： JB/T 268
21、4-2009规定：将试样筒过带有筛号为6的筛子的漏斗， 6号筛子的网孔中心距4.23 mm，网孔净尺寸3.35 mm。筛孔大小与Hofmann等人开始时提出筛孔中心距3 mm和3/16英寸（4.8 mm）相近。由于筛孔较小，测定紧实率时需用手指较长时间拨动型砂，容易使水分蒸发和紧实率下降。过筛的目的仅为使型砂松散，并非筛除型砂中异物，不必使用细筛。1975年美国铸造学会80-D湿型砂试验委员会推荐的暂定标准改为将型砂通过4目筛网，可使操作迅速和方便。提示：（1）Hofmann 等人建议测定生产用型砂如无团块和相当松散，也可以不必通过带筛的投入器，直接将型砂轻撒装满试样筒，然后用锤击式制样机进行
22、舂打，可以快速得到检验结果。（2）测定紧实率的试样重量也应记录下来，可以代表型砂的松装流动性。（3）有些铸造厂的混砂机没有自动加水装置（紧实率法或含水量法）。混砂工都是用手捏正在混制中的型砂判断干湿程度。如果感觉稍干就补充加一些水；如果觉得已经过湿，就再放入少量旧砂。但是手捏感觉并不够精确，还受主观因素影响，也得不出干湿程度的具体数字。无自动控制加水的混砂机平台上，都应当配备测出紧实率的简易装置。放置一只茶几大小的结构牢固的检测桌，上面固定一台锤击式制样机，配备有标准试样筒、底盖、顶样柱等几个附件，供混砂工在混砂过程中随时检测紧实率。直到紧实率基本合格再打开混砂机的卸料门放出型砂。图11 直读
23、式透气性测定仪2.5 透气性湿型砂的透气性能不可过低，以免铸件产生气孔，甚至出现呛火。透气性又不能过高，以防铸件表面粘砂。测定型砂透气性时，称取适量型砂放入内径50 mm，高度120 mm的标准试样筒中，在锤击式制样机上冲击3次，制成高度为(501)mm的标准试样。标准试样连同试样筒一起测定型砂透气性。透气性数值的定义是 1 cm 水柱压力下，1 min 时间之内，通过断面为 1 cm2，高度为 1 cm 砂柱的空气量(cm3)。测定方法分标准法、快速法和几种变通方法。标准法的试验仪器用气钟在测试系统中产生的气体压力为100 mm水柱压力（折合为0.981 kPa）。测定仪器见图11。2.5.
24、1 标准法 标准法是根据透气性的原理进行测定的。先将气钟缓慢从水筒中提起，使钟内空气容积为2000 cm3。然后将冲制好型砂试样的试样筒放在仪器的试样座上，使两者密合。再将旋钮旋转至通“工作”位置，同时用秒表测定气钟内2000 cm3空气通过试样的时间，并由微压表上读出试样前的压力。透气性K按下式计算： 式中：V 通过试样的空气体积，V=2000 cm3； H 标准试样高度，H=5 cm； F 试样断面面积，F=19.635 cm2； p试样前面的气体压力，单位为水柱高度(cm H2O)； t2000 cm3空气通过试样的时间(min)。用标准法测定透气性时，需预先将试样座上的阻流孔部件卸下，
25、但气流在管路中流动过程中还受到三通阀等管件的阻力，所以气钟下落时通过试样的实际气压稍低于静置时的10 cm 水柱压力。应当将观察到的实际气压做为“p”代入公式进行计算。说明：国际通用的透气性测定仪都将气钟压力定为水柱高度10 cm H2O。GB/T 2684-2009认为上面的计算式中，试样前面的气体压力单位水柱高度不属于法定单位，应该改为帕（Pa）。10 cm水柱压力折合为0.981kPa)。从而将透气性的计算式改成如下： 式中：p 试样前面的气体压力，单位为帕（Pa）， V, H,F同上。 但一般透气性仪器的微压表可能仍然用cm H2O表示气体压力的单位，计算式更改成帕（Pa）似乎没有此必
26、要。.提示：（1）仪器应放在无震动的试验台上，与制样机隔离。调节调平螺栓使气钟能够垂直下降，而不可有明显摩擦阻力。仪器上的水平泡的安装可能并不准确，必须自行调整仪器的放置位置。提起气钟时，必须缓慢进行，以防止水筒中的水溅入中心管。如有水流入三通阀，必须立即拆开仪器底座下方的胶皮管，将水清除干净。如果已流入微压表，需找仪表工代为修理。（2）自来水对仪器的水筒有一定的腐蚀，建议使用蒸馏水，且在水中加入少量的重铬酸钾，以延长仪器的使用寿命。（3）仪器的气路系统必须密封良好。将密封罩扣紧试样座，并提起气钟使充満2000 cm3空气，然后把三通阀旋转到“工作”位置。要求1h后气钟不得有明显下降，否则应在
27、各联接处或管路上刷肥皂水，找出漏气处，用胶质物密封孔洞。2.5.2 快速法2000 mL空气通过型砂试样需要一些时间，不利于迅速得出测定结果。管路的空气入口狭小，用手提起气钟相当吃力。一旦过快上提就会将仪器水筒的水溅入中心管。而且要求仪气钟下落不受到水筒和中心管的明显摩擦阻力。改进办法之一是用电动鼓风机替代气钟和水筒。图12 校验透气性仪器的胶塞 测定湿型砂透气性时，先将透气性测定仪试样座上的阻流孔部件安装好。将内有试样的试样筒与测定仪的试样座紧密配合。再将按（旋）钮调到“测试”或“工作”位置，从微压表上立即直接读出透气性的数值。当试样透气性大于50时，应采用孔径1.5mm的阻流孔；试样透气性
28、小于50时，应采用孔径0.5mm的阻流孔。但是实际上一般湿型砂的透气性都大于50，只极有少数型砂的透气性较低才使用小阻流孔。提示： （1）微压计所示压力值大小是通过阻流孔之后和通过试样之前的空气压力。如果试样的透气性高，试样前的压力就低，微压计上所指出的透气率数值就高。反之，试样透气性低，试样前的压力就高，微压计上所指出的透气率数值也就低。图13 电动鼓风透气性测定仪（2）阻流孔的精度是关键的。要求当大气压力近似为760mmHg和温度20时，气钟2000 cm3空气在10.0 cmH2O压力下通过阻流孔大孔时间为0.5 min0.5 s；小孔应为4.5 min1.5 s。假如通过时间过长，可用
29、一尖针将孔稍稍扩大。如时间过短，可用冲头在孔周围轻敲使孔径缩小。如果阻流孔大小已不能校正，就应改用标准法进行检测型砂透气性，或者向仪器制造厂购买新阻流孔。(3) GF公司和Simpson公司供应的全套型砂测试仪器中有一只校验透气性的装置胶塞（50mm），中间镶嵌一个有中心小孔的金属柱塞（大致图形见图12）。将胶塞安装在试样筒上，用标准法测定出小孔的透气性，将测得数值电刻在金属柱塞的法兰表面。柱塞的材料应不会生锈和变形，平时储放在干燥器中。有需要检验使用阻流孔的透气性仪器是否出现误差时，可以取出核对。图14 数显透气性测定仪2.5.3 电动鼓风透气性测定仪 有些仪器厂制出用电动离心鼓风机产生10
30、0 mm H2O压力的透气性测定仪（见图13、14），取消了水筒和气钟。电动鼓风机的排风出口处的顶面有一只重锤，当风压大于100 mm H2O时，重锤被顶开使过高风压气体溢流出管道以外。但是剩余风压的稳定性和准确度可能不高，Simpson公司建议用U形管经常检验各种透气性测定仪器的气体压力是否符合要求（图15）。如果这种仪器仍然使用阻流孔。阻流孔的检查和校正则需使用带水筒和气钟的透气性测定仪，用标准法进行检测。也可用胶塞来检验测定结图15 U形管检验压力果是否出现偏差。我国的仪器厂将仪器改为数字显示和自动打印。图16 智能数显透气性测定仪2.5.4 智能数显透气性测定仪Simpson公司的新式
31、透气性测定仪器仍然具有水筒和气钟，可以保证气压准确为100 mmH2O，但不用阻流孔（见图16）。铸造工厂的型砂实验室大多容易接通压缩空气管道。新型智能化透气性测定仪的气钟靠减压后的压缩空气驱动。开始试验时，将带有砂样的试样筒装在仪器的试样座上，按动控制盘上的按钮，管道压缩空气自动通入仪器将气钟被顶起一小段规定距离，然后自动封闭气源和使气钟中空气通过型砂试样。微机根据气钟下降一段距离排出的空气量和所需时间，自动计算出和数字显示出透气性的测定数值，然后仪器恢复原始状态。与标准法、快速法和电动鼓风法相比，使用较为方便、精确和快捷。2.6 型砂湿态强度型砂的强度用标准试样在受外力作用破坏时的应力值来
32、表示。我国法定计量单位为兆帕(MPa)或千帕(kPa)。以前常用的kgf / cm2 或kg / cm2（千克力/平方厘米，或千克/平方厘米）可按以下等式折算成法定单位：1 kgf / cm2 = 98.1 kPa 100 kPa 0.1 MPa。欧洲铸造行业常用力的单位为N（牛），应力计量单位为N / cm2，1 N / cm2 = 10 kPa = 0.01 MPa。2.6.1 型砂强度标准试样图17 常温湿强度试样类型检查型砂的常温湿态抗压强度、抗剪强度、抗拉强度或劈裂强度，都是用同样的圆柱形标准试样（501 mm501 mm）(见图17)。称取一定量的型砂放入圆形标准试样筒中，在锤击式
33、制样机上冲击三次，从试样筒中顶出后，即可以检测各种湿态型砂强度。说明：按照GB/T 2684-2009要求：湿态强度试验时，都是由3个试样强度值平均计算而得。如果3个试样中，任何一个试样的强度值与平均值相差超出10%时，试验应重新进行。此项规定可能适合用于科学研究单位，然而铸造工厂的型砂实验室是个任务重的忙碌场所，要求迅速得出测定结果以便及时调整混砂配方，防止铸件出现系统性缺陷。每种性能一般只需测一次，如果试样的测定值数字正常就可以算数。假如出现数字异常，可以再补做一或两个试样，以明确是否由于检测操作误差引起的。提示：（1）用电子天平（感量0.01 g）或者使用电子台秤（感量0.1 g）称量型
34、砂是很方便的，需要记录下称取重量（精度1 g即可）可以做为型砂紧实流动性的基本数据。建议用塑料软碗为称量容器，用塑料勺或铲取型砂，尽量不用金属碗和勺，以免热砂水分凝结在工具上。与测定紧实率不同，型砂不用通过型砂投入器筛子。只是当心避开团块和金属块。（2）用顶样柱将试样顶出时可能需要较大力气，紧实率较低的高密度造型的型砂尤其费力。一定将手躲开试样筒的下边缘，防止试样筒突然下落将手挤破。顶出前将试样筒套在顶样柱上轻轻磕动几下有助于减轻顶出力。（3）与金属试件常测抗拉强度不同，湿态强度的测定中，最常用的是抗压强度。这并非由于砂型常会受压破坏，只是型砂湿态粘结力不高，与其他强度相比，抗压强度的测定最为
35、简单和方便。但须注意测定抗压强度时，施压过程中不仅膨润土的粘结力起作用，砂粒间摩擦阻力也影响压力强度。2.6.2 强度测定仪器各种常温型砂强度的测定所用国产强度试验机大多为SWY型液压万能強度试验机（图18）。试验时，转动手轮带动丝杠，推动油缸内的活塞而产生水平方向压力，通过油缸前部的活塞，将力传递给固定在机体上的试样，其压力值由压力表指示。加载前将压力表上的被动针拨回零位，以便能够显示出试样破碎时指针达到过的强度数值。压力表上的三圈刻度值分别代表抗压、抗剪和抗弯强度，单位为MPa。图18 SWY型液压万能强度试验机 提示:图19 数显液压强度试验机（1）我国生产的SWY型液压强度试验机是仿照
36、瑞士GF公司老式产品制成的，有两种压力表。低压表适用于早年湿态型砂不高的湿压强度，测定范围为0130 kPa。高压表用来测定芯砂强度，测定范围01300kPa。由于如今湿型砂的强度已经大为提高，抗压强度的指针可能处于低压表的顶端或高压表的低端。测定时必须根据所测试样的不同强度值经常更换压力表。直接用高压表测定湿压强度的示值精度只有2.5，对湿型砂而言测试精度过低。因此GF公司早已将低压表的湿压强度测定范围扩大为0320 kPa，使它适合测定高密度湿砂型的型砂强度测定，而且可使最常显示的湿压强度处于压力表较精确的中间范围内。有的国内仪器厂将压力表改成测力传感器，采用电测、数字显示，免除了上述的更
37、换压力表的困难，示值精度提高到1.0（图19）。（2）有些国产强度试验机的压力表盘中强度显示值单位为兆帕（MPa），其结果是大多数型砂的强度数值都在小数点之后。例如湿压强度可能在0.080.18 MPa之间，湿剪强度可能在0.0300.060 MPa，湿拉强度大约在0.0200.040 MPa，使记录书写不便。我国规定的压强、应力的法定计量单位为帕（Pa），以及十进倍数的千帕（kPa）、兆帕（MPa）。压力表盘上型砂强度的计量单位采用兆帕（MPa）并不合理，应当改为千帕（kPa），填写测试结果的单位也应使用千帕。图20 新式气动加载万能强度测定仪（3）国产SWY型液压万能強度试验机有的出现漏油现象，而且使用和维修都不方便。曾有一种利用机械系统加载的数显式强度试验机，用电动机驱动，通过减速箱、加载丝杠使上横梁向上移动，对垂直放置的试样加载，靠在上横梁固定的传感器将力值转换为电信号，显示成抗压强度值。此仪器的传动机构复杂，目前在工厂中实际应用不多。（4）型砂强度测定仪器最理想的驱动方式是利用压缩空气。一般铸造工厂的型砂实验室都很容易接通压缩空气管道，使用压缩空气驱动，不存在漏油问题，也避免了复杂的机械传动系统。Simpson公司生产的万能强度测定仪使用压缩空气为动力，按动测试按钮后测定仪自动接通压缩空气水平方向加载。试样破碎时自动数字显示测得强度和退回起始状态（见图20）。
