1铸造型砂的系统设计系统分析的1般模式为输入输出反馈将这个模式⑴在铸造型砂这里输入的闪素是原砂旧砂膨润土水等。处理主要指型砂的配制。输出因素是配制好了的型砂。或说型砂性能。虽然研允型砂足从件能入手。但它不是目的。的是生产出好的铸件。所以，判断型砂性能的好坏必须结合铸件质量进行分析。如果发现铸件质量题某项型砂性能有关，则将该信息反馈到输入部分，进行调整，以产生新的更为理想的输出结果。在这个过程中，型砂配制工艺是相对稳定的，可暂时不计，因此，又可把型砂的系统分析过程简化为这样，通过综合分析和反馈，就把型砂成分型砂性能铸件质量有机的联系在起。将综合分析的结果反馈到成分，进行调整，从而也就调整性能，以达到提高铸件质量的目的。

　　按系统的定义，我们还可以区分出不同种类和大小的型砂系统。这里我们主要研宄粘土湿型砂系统= 2成都地区粘土型砂的系统分析我们把成都地区44家工厂铸铁车间湿型砂的全体当作个大的粘土型砂系统，把每家工厂的型砂实验取样理解为个随机事件，我们应用前面提到的系统分析原理，对成都地大的系统进厅分析，目的是找到成都地区铸造型砂生产存在的问题和解决办法，重点是分析型砂性能与铸件质量间的关系，并1是出大系统意义的性能优化处方法。

　　2.1成都地区铸造生产简况按型砂系统分析的原理，我们应该对该地区的铸造生产情况，特别是铸件质量及型砂生产有所了解。

　　收到日期2000该论文原文刊登于美国铸造师学会会刊上161仍脱19991.813818为此。调查了44家各类水肀的湿型铸铁午间，均以以小型为主。

　　造型生产，手工作业点50.机械化生产中震压造型点35，流水线占15，有条无箱挤压生产线。

　　铸件产品的种类复杂，有的厂家就有500种，据不完全统计，总共达数千种之多。由此可以推知，基本性能具备的型砂，在定程度上具有通用性。

　　各厂所用的原砂膨润土，产地规格质量都不致，差别很大。据统计，平均两至家工厂就用个产地的原砂。膨润土及粘土的来源更分散，44家工厂有17个不同的产地。原材料的极不统，在很大程度上影响了铸件质量。因此，使原砂膨润土等材料统化规格化，成为普遍的要求，也当前造型材料方匝急待解决的问题之调研结果明，铸件废品率为57的厂家占25，废品率在710的厂家占44，废品率为15 20的占26，也有个别工厂废品率在2030以上。由型砂原因造成铸件缺陷的种类有粘砂气孔砂眼夹砂。垮砂胀砂等，其中气孔占这些废品总数的40，砂眼垮砂占26，夹砂占22，粘砂等占12.这里气孔垮砂类缺陷竟占废品总量的66，是值得注意的问题。

　　2.2型砂性能与铸件质量间关系的分析型砂性能与铸件质量之间肯定存在着密切的关系，然这以付应的泰，作者认为应改靠系统分析来揭小这些关系。系统分析，或综合分析，应该联系型砂成分，型砂性能和铸件质量来进行。而这者是在系统的输入输入及反馈的意义上找到联系的。按照这原理，我们对成都地区大系统的型砂性能与铸件质量间逃行系统分析。

　　型砂试样取44家工厂铸铁湿型车间机器和手工造型的不同砂系统共55种。每种试样，取刚配好的面砂35公斤，用塑料袋密封，以备检测。在工业学院铸造型砂实验屯，对每种试样做标准试样屯紧实率水分等十项性能检测，对其结果进行分析。

　　2.2.1标准试洋重调研过程中认为有两点值得提出。第，试样重量对性能影响很大，特别是标准试样重附近，影响尤其明显。因此，严格按标准制样不容忽视第，标准试样重可看成放大了的比重，型砂成分及形状的任何改变，都可能引起标准试样重的改变，因此，在个车点也不容忽视。成都地区型砂性能的标准试样重的取值为138170克。其中150154克的厂家约占据30，这些厂家的铸件质量较稳定。170克左右的高值是粗砂，140克左右的是挤压造型线用砂。值得注意的是各家工厂的标准试样重差别较大，这说明各厂型砂成分相羌很大。由此也可推知各厂型砂性能的差别也是很大的。

　　2.2.2紧实率测紧实率的目的是为了了解型砂的实际调湿程度1.同砂系统中，紧实率与水分基本上成线性关系。在不同砂系统中，这些关系直线的斜率不同，与需水量成正比，在45的紧实率附近，透气性可达最大，从而可以估计适宜水分由于各厂型砂吸湿性的不同，使紧实率的波动较大。紧实率的分布由于27到63不等。紧实率为45时，型砂水分接近适宜水分，但这样的情况只有六家，占14.紧实率为47 55的占60，说明多数工厂调湿情况不佳。紧实率为55以上的，多是手工造型。紧实率为27的是挤压造型7尺分是粘土型砂的个重要性能指标，水分控制不好，出现气孔的可能性最大。调查中发现，水分能控制得低的工厂占少数，但这些厂的铸件质量最好。水分的分布情况从4.02.差倍，说明在水分的控制上各厂差别很大。处于66.5这个范围的厂家较多，但并不是铸件质量好的工厂。另个区间是77.54这6手1造吧砂的取值。逼低的水分控制在4.02，该厂是铸件质量最好的厂家之。

　　80的厂家，7尺分都在5.5以上，这是成都地区铸件废品中气孔占40左右的重要原因之。

　　2.24湿透气性型砂的湿透气性应当适宜，太高了容易产生粘砂缺陷。粘砂在成都地1也是发生较多的1种缺陷。透气性在80以上的占半多，这是因为认为透气性高点好成习惯，因此对透气性控制普遍偏高。但调查的结果明，透气性偏高，出现的粘砂缺陷较多，而成都地区的粘砂问题，是普遍存在的正是说明了这点。

　　透气性总的分布从32不等波动很大，说明各厂选用原砂的粗细极不致。

　　2.25湿压强度实际乍产中。单测压强度是不够的。因为有时型WNAil44种灰分增湿腿上升但揠指数却下降。湿压强度的分析也不太集中。892的范围较多，采用此区间数值的厂家质量较好，因此，这是个可靠的区间。湿压强度低于5心的占，均是不太严格的翻砂小组。湿压强度为172的是七箱挤压造吧砂，2.2.6破碎指破碎指数6来测定吧砂冲击韧性的指标，这指标低，出现垮砂掉砂的可能性就大。成都地区破碎指数的分布区间为080.其值为0的有两家，这是很有趣的事。据调查，该工厂的旧砂从来未经过回收处理，型砂含泥量高吸兰量低水分高，砂型易碎，砂眼等缺陷严重。废品率高达30，而且都垮砂掉砂。这都是因为破碎指数为0的缘故。此外，有的厂家型砂各项性能指标都不错，但就是破碎指数低，只有14由此引起的垮砂掉砂占铸件废品总数的50.调研明，符合要求的破碎指数应为6075，但达到这个指标的仅有50这与调查中成都地区垮砂掉砂缺陷占废品总数的26情况是致的。破碎指数最高的是80.

　　2.2.7需水量紧实率45时所对应的水分叫需水量，测需水量的目的6间接地估1出型砂中粘土，泥分等粉状材料的多少。需水量与含泥量的分布有定的相同之处，需水量低的工厂，型砂含泥量也低。实际上需水量与含泥以6成正比例6系的2.

　　2.2.8含泥量型砂中含泥量高粉尘多，危害很大，成都地区铸件废品中气孔砂眼垮砂等缺陷所占比例很大，与型砂的含泥量普遍高有直接关系。为解决这问题，安装型砂再生除尘装置是必要的，但目前有除尘装置的厂家仅占34.含泥量1820是个集中的区间，这显然太高。含泥515的厂家占65，明含泥量高是普遍性问题，参考外地情况，如北京，含泥量明显地集中在12.成都地区型砂的含泥量高，这是气孔砂眼类缺陷占铸件废品总数66左右的最主要原因。吸兰量由于各厂家使用的膨润土中蒙脱石含量不样，所测的有效膨润土含量3能说明该厂使用膨润土的变化情况，与其它厂家无可比性。所以，我们取5克型砂吸兰量的绝对值，对各厂型砂中真正起作用的膨润不相同，说明各厂型砂中起坫结作用的生要因素差别很大，原因在于膨润土粘土质量来源规格加入量等各方面都极不统。吸量632是较多的厂。这些厂家质是不理想的最位是士这是挤压线所用的型砂。

　　2.2.10热湿拉强度铸型抗夹砂倾向的能力，大致与型砂的热湿拉弓虽度成正比。因此，测定型砂的热湿拉强度，是预测铸件产卞夹砂倾向的种于。段。成都地区热湿拉强度范围足32心，从实际调研分析知道0202是个能保证生产需要的起码的数值。调查明取0.20心的厂家占70，说明多数厂热湿拉强度值较低。成都地区夹砂的倾向较大，该种缺陷点废品总数的22左右，仅次于气孔砂眼。

　　2.3型砂的最优性能适宜性能是造型材料中习用的称谓，目前文献中有关求适宜性能的求法属初等方法或经验估计。适宜性能，这实际上是最优性能的感性提法。用什么样的型砂性能指标来控制型砂生产为好，这是我们长期关心的1产的关键技术1题鉴于铸造生产的复杂性。难于用般优化方法求解，采用下述方法处理。

　　考虑到好的性能就是能够保证好的铸件质玷的型砂性能，所以我们从铸件质量好的批工厂中去寻找这些性能的数理统计规律。这些工厂具有废品率低生产率高机械化程度较好和有较长的铸造生产历史的特点。对这些厂的型砂性能求其数学期望值，可以认为这些值即足目前条件下成都地最优的型砂性能求数学期喝的公式3如下式中，是随机变量的取值，朽示在取这些值的概率。这里可用频率代替。

　　计算结果如下右边括号内的数值是北京天津地区的计算值2.

　　对比可知，多数的性能指标是接近的，但成都地区型砂水分比京津地区高得多，紧实率也偏高，含泥量之差更为突出。

　　付个另1由尸产品的特殊忭。又寸吧砂某项忭能的要求可能有更高或更低的情况。但般说来，在成都地区，如能将型砂性能制1项指私附近，是可以生产出质量较好的铸件的。

　　3结论3.1型砂控制的理论基础仍很薄弱。我们必须利用高新技术研究型砂控制，只有这样，些悬而未决的问题才有可能解决，型砂控制的理论也才有可能不断完，春。

　　3.2考虑到在型砂生产中各种变化因素的复杂性和随机性，我们应用系统工程和数理系统原理来探索型砂控制的规徵这是必要的和合理的。

　　3.3系统分析的基本原理对每个粘土型砂系统都是普遍适用的，无论这些系统的大小，7尺平如何。这个可要求系统分析必须联系型砂成分吧砂性能和铸件质量起进行。

　　3.4成都地区粘土型砂大系统的综合分析明分之的由型砂引起的废口缺陷是气孔砂眼和垮砂。

　　根本原因是水分和含泥量偏高。者之中，含泥量高又是主要的。这是成都地区型砂问题的症结所在。

　　3.5在考虑型砂最优性能时，每家工厂应该结合自厂的实际怙况加以活应用，例如对电机产品的最优透气性可能底至