一、 造型、制芯新材料，新工藝簡介

近代科學(xué)的飛速進步，不僅深化了鑄造科學(xué)的基礎(chǔ)理論，同時，現(xiàn)代造型、制芯方法、新材料新工藝亦獲得了迅速發(fā)展。如在造型方法上，近年來出現(xiàn)了所謂“物理”成型法，如磁丸造型、真空密封造型等。新材料、新工藝應(yīng)用繼五十年代二氧化碳快速硬化水玻璃砂后，至六十年代則出現(xiàn)了水玻璃流態(tài)砂，嗣后又出現(xiàn)了應(yīng)用無機和有機硬化劑的自硬砂以及改性水玻璃砂和樹脂砂。七十年代出現(xiàn)的快硬，快凝所謂雙快水泥砂和我國創(chuàng)造的，被命名為七○砂的石灰石水玻璃砂，改善了操作者的勞動條件，使矽肺患病率大幅度下降。

在制芯方面，從1958~1968年先后出現(xiàn)了呋喃砂熱芯盒制芯法，而后又出現(xiàn)了溫芯盒制芯法和非氣體硬化冷芯盒制芯法等等。

造型、制芯的新材料新工藝的廣泛應(yīng)用，對促進鑄造生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高經(jīng)濟效益和改善勞動條件確實起到了巨大作用，但從安全生產(chǎn)角度分析，或多或少地帶來些新的不安全因素，亦應(yīng)引起注意。后面將有重點的加以敘述。

二、 造型、制芯安全技術(shù)

1． 使用機器造型、制芯時安全事項 各種造型、制芯用機器，其驅(qū)動能力來自氣體、液體和電力，如果使用者操作不當(dāng)，極易造成人身和設(shè)備的不幸事故。因此，在安全方面必須注意如下：

（1） 車間，尤其是車間的安全部門必須對每一臺機器應(yīng)訂出一個安全操作、維修保養(yǎng)規(guī)程，并應(yīng)規(guī)定由專人定期檢查執(zhí)行情況。

（2） 對機器的使用者要進行專門技術(shù)、安全培訓(xùn)，使之了解機器的性能和構(gòu)造，并經(jīng)考試合格后方許可上機操作。

（3） 在使用機器前，必須認真檢查機器各部是否完好，在未經(jīng)修復(fù)前不得隨意驅(qū)動。

（4） 兩人同時操作或檢修機器時，應(yīng)配合協(xié)調(diào)。

（5） 當(dāng)工作結(jié)束（或因故離機）后，應(yīng)將機器的總氣閥（液閥或電源）關(guān)閉。

2． 芯骨強度、結(jié)構(gòu)、吊攀安全要求 砂芯在制造過程中，一般需經(jīng)過多次吊運搬動，最后下入鑄型。而在澆注過程中，金屬液體對砂芯又有較大的沖擊和浮力作用。因此，要求砂芯應(yīng)有足夠的強度和剛性，否則砂芯不僅容易被破壞、變形、沖垮、斷裂而影響鑄件質(zhì)量，并可導(dǎo)致事故的發(fā)生。因此，對于較大砂芯的制作，必須在內(nèi)部設(shè)置金屬芯骨，它如同混凝土中加入鋼筋所起的作用。

中、大型砂芯的芯骨，一般采用鑄鐵成骨架，為了確保砂芯生產(chǎn)和多次吊運、澆注中不致發(fā)生工傷事故，應(yīng)做到以下各點：

（1） 芯骨的粗、細、結(jié)構(gòu)及間距，應(yīng)經(jīng)過計算可查閱資料進行選擇，以保證安全，不斷裂。

（2） 大型芯骨應(yīng)設(shè)置吊耳，中型芯骨可以骨架上挖去芯砂以充當(dāng)?shù)醵o論何種方法，其吊耳位置均應(yīng)考慮到砂芯起吊時的重心平衡，以防止砂芯傾側(cè)傷人。

（3） 芯骨在使用前要進行檢查，骨架基體有無裂斷、損傷，披縫、毛刺常會刺破手皮應(yīng)予清除。

（4） 為使砂芯“咬牢”芯骨，芯骨表面應(yīng)涂刷或浸以粘土漿。

3． 砂箱、模樣及工具的堆放安全要求 造型、制芯需用大量的砂箱、托板、模樣、芯盒及其它工具，它們既是鑄型和砂芯的成型工具，又是搬運工具。如何正確、合理地保管、堆放好它們，與安全生產(chǎn)關(guān)系甚大。常常由于缺乏這方面的注意而引起流血、傷亡事故。因此必須注意。

（1） 造型、制芯前，對砂箱、托板進行檢查。要求砂箱、托板本體無裂紋，箱帶無損傷，箱耳、吊把平直，方可投入生產(chǎn)。

（2） 檢查模樣、芯盒，尤其是型板把手是否牢固、堅實，以保證起吊、翻轉(zhuǎn)過程中的安全。

（3） 砂箱、托板等應(yīng)在專用倉庫（或蔽棚）堆放。模樣應(yīng)堆放在干燥的倉庫內(nèi)，并嚴禁火種入內(nèi)。

（4） 砂箱、托板、型板類模樣，應(yīng)按規(guī)格大小分別成行、成列堆放。堆放高度，中、小型為1.5m，大型2m，行列間應(yīng)留有1m以上的通道。

三、 文明生產(chǎn)與安全

在日常生產(chǎn)中，文明生產(chǎn)與安全的關(guān)系往往被人所忽視，而影響人的身心健康乃至造成工傷，因此應(yīng)引起重視。

1． 工段里應(yīng)留出平坦的、能自由通行的安全道，有條件的可在其兩邊鋪出（或劃出）通道標(biāo)記。

2． 經(jīng)常平整操作場地，每班生產(chǎn)結(jié)束后，將個人生產(chǎn)周圍場地打掃干凈。

3． 需要留在生產(chǎn)現(xiàn)場的一切工具、材料、砂箱等，應(yīng)有規(guī)則的堆放好，以保證道路暢通和生產(chǎn)的正常進行。

4． 工段的照明、通風(fēng)、排放煙氣等，應(yīng)隨時加以注意并遵守車間、工段的有關(guān)規(guī)定。

四、 操作人員安全須知

造型、制芯工藝由許多工序組成，如模樣安放，填、搗型料，翻箱起模，修整型、芯等等。其中某些工序目前雖已被機器所替代，但手工作業(yè)仍占著主導(dǎo)地位，而且又十分繁重的體力勞動，因而操作者在進行各工序操作時，必須重視安全生產(chǎn)。

1． 嚴禁在起吊的型芯和行車F方操作 在造型和制芯作業(yè)中，對中、小件鑄型或型芯的底部須進行整修或涂料時，應(yīng)將鑄型和型芯平穩(wěn)放置在專用的擱架上，絕對禁止為圖方面在起吊件下方進行作業(yè)，以免發(fā)生重大傷亡事故。

工段內(nèi)行車吊運物件極為頻繁，當(dāng)行車駛近操作者前，除行車應(yīng)打鈴警告提示外，操作者必須及時、迅速避開行車，防止物件突然下落或碰撞傷及人體。

2． 了解地坑水位 生產(chǎn)數(shù)量較少的大型鑄件時，為縮短生產(chǎn)周期和提高經(jīng)濟效益，可采用地坑造型。地坑造型可使砂型離地面高度降低，使?jié)沧⒓确奖阌职踩?。但地坑造型時應(yīng)采注意兩點。

（1） 了解地坑造型部位的水位，一般要求鑄型底部距地下水水面最小距離不少于1.5m，以防止?jié)沧r高溫金屬液體遇潮發(fā)生爆炸。當(dāng)水位高而又必須采用地坑造型時，可預(yù)先制作鋼骨水泥坑，但不得滲水。

（2） 制作地坑鑄型時，應(yīng)仔細考慮安排發(fā)排氣孔道（可采用焦炭和排氣管預(yù)埋），以使鑄型底部氣體能順利地排出型外。

3． 鑄型、型芯搗實與安全 在造型、制芯操作中，最繁重的勞動莫過于用手工搗實型料，這對于大型、深型件尤為明顯。稍不留意，亦往往能造成事故。

（1） 搗砂前應(yīng)檢查風(fēng)動搗固器，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有錘頭松動，皮管接頭不良，破裂漏氣等現(xiàn)象時，應(yīng)修復(fù)后再用。

（2） 搗固時搗固器要用雙手輕握，方向應(yīng)與被搗面基本垂直，搗固順序可由中心向外擴展為宜。

（3） 操作者在搗固時除應(yīng)穿硬包頭工作鞋外，視線要盯在搗固錘頭上，否則容易搗在腳上或箱邊、箱帶、模樣、澆口吸出氣口上，而造成砂型質(zhì)量和人身事故。

（4） 遵守操作規(guī)程和各項安全制度對車間和工段制訂的有關(guān)安全操作要求、規(guī)章制度、操作者必須逐條熟知、嚴格遵守、執(zhí)行。對安全部門制定的安全準(zhǔn)則、條例，包括專項安全要求，亦應(yīng)牢記，并貫穿于整個生產(chǎn)過程。只有這樣，才能保證安全生產(chǎn)，避免事故發(fā)生。

五、 幾種造型、制芯用砂與安全要求

1． 水玻璃石英砂應(yīng)用與安全 使用水玻璃石英砂時應(yīng)注意如下安全問題：

（1） 水玻璃系堿性材料，不宜用來洗手；

（2） 用苛性鈉溶液調(diào)整水玻璃模數(shù)時，操作者應(yīng)戴上眼鏡和手套；

（3） 用硅鐵粉制作的發(fā)熱自硬砂，會因氣體過量集存而遇火引起爆炸，應(yīng)加強防爆措施。

2． 水玻璃石灰石砂應(yīng)用與安全 水玻璃石灰石砂是以石灰石砂代替石英砂作造型材料，因此它具有水玻璃石英砂的優(yōu)點外，尚有其特殊優(yōu)點：

（1） 砂的潰散性能好，易于清砂，因而可大大減輕清砂操作者的勞動強度；

（2） 質(zhì)量上能獲得光潔的鑄件表面；

（3） 含游離的二氧化硅僅在1~2%，能大大消除職業(yè)性矽肺病的危害。

但石灰石砂在澆注過程中會放出大量的二氧化碳氣體，遇到鋼水后又會放出一氧化碳，如果不加注意，很容易引起一氧化碳中毒。尤其對澆注溫度要求高、鑄型大澆注時間長和需要靠近鑄型操作如搗冒口、拆卸緊固螺栓時更應(yīng)注意。因此，一般要求放在通風(fēng)良好的場地上澆注和澆注過程中及時引火，將一氧化碳氣體燒掉。

3． 樹脂砂應(yīng)用與安全 采用高效率的快硬材料作粘結(jié)劑，并實現(xiàn)自動化或半自動化制作型、芯，是解決型、芯生產(chǎn)的重要途徑。六十年代后期出現(xiàn)的樹脂砂，便是這樣一種型砂。

樹脂砂具有以下優(yōu)點：

（1） 反應(yīng)速度快，可以大大提高勞動生產(chǎn)率；

（2） 便于實現(xiàn)機械化、自動化生產(chǎn)，減輕勞動強度；

（3） 充填、成型性好。潰散性能亦好；

（4） 用熱芯盒制芯不需烘干；

（5） 型芯強度高，一般無需芯骨加固且不易變形。

但樹脂砂也存在一些不安全因素，主要表現(xiàn)在：射芯時砂粒易射出，加熱時由于樹脂中甲醛蒸發(fā)，有強烈的刺激性氣味，對人眼的刺激較大。因此，要求加強操作場地的通風(fēng)，設(shè)備的密封性能要好。

六、 砂型（芯）烘干與安全

目前鑄造生產(chǎn)的砂型（芯）分為濕型及干型兩種。由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，濕型已被廣泛用于生產(chǎn)中，但因砂型強度較低，發(fā)氣量較大等原因，鑄件容易產(chǎn)生氣孔、砂眼、粘砂和夾砂等缺陷。尤其對厚大件就更難保證質(zhì)量。為此，目前對于厚大件及質(zhì)量要求高的鑄件，還經(jīng)常采用干型澆注。特別是泥芯，由于它所處的工作條件惡劣，故更需要烘干后使用。

在干燥過程中，為了避免事故的產(chǎn)生，在烘干操作中應(yīng)做好下列安全措施：

1． 在裝、卸爐時，要有專人負責(zé)指揮，在裝卸砂型（芯）時應(yīng)平均裝、卸，不能單邊裝吊，以免引起翻車。

2． 在裝爐時，應(yīng)確保裝車平穩(wěn)，砂箱裝疊應(yīng)下大上小，依次排列。上下砂箱之間四角應(yīng)用鐵片塞硬，防止傾斜和晃動。

3． 砂型（芯）起吊時應(yīng)注意起吊重量，不得超過行車負荷，每次起吊砂型要求同一規(guī)格大小，不能大小混在一起起吊。

4． 火門附近禁止堆放易燃物、易爆品。上下班應(yīng)做好交接班工作。

5． 爐門及軌道周圍嚴禁堆放障礙物，保證臺車進出暢通。

6． 檢查機械、電氣傳動，開關(guān)等部分是否靈活、安全、可靠。

7． 在加煤或扒渣時應(yīng)戴好防熱面罩，以防火陷及熱氣灼傷臉部。

8． 烘爐操作采用人工加煤時，燃料應(yīng)少加勤加，做到薄而撒開，而且要勤扒渣，使其充分燃燒。避免因燃燒不充分而濃煙外溢，造成環(huán)境污染。