铸造用自硬砂砂型（芯）表面安定性检测方法标准立项发展报告

铸造用自硬砂砂型（芯）表面安定性检测方法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:TestMethodforSurfaceStabilityofSelf-HardeningSandMolds(Cores)forFoundry摘要本报告旨在系统阐述《铸造用自硬砂砂型（芯）表面安定性检测方法》（JB/T15615-2026）机械行业标准的立项背景、研制过程、技术内容及未来发展展望。随着铸造行业绿色化、精密化转型的加速，自硬砂工艺因其优异的尺寸精度和复杂结构成形能力，在高端铸件制造中应用日益广泛。然而，砂型（芯）在浇注及清砂环节的表面安定性直接决定了铸件内腔质量、表面粗糙度及成品率，其行业统一检测方法的缺失已成为制约工艺优化和质量控制的关键瓶颈。本标准由中国机械工业联合会提出，由全国铸造标准化技术委员会归口，历经技术调研、行业论证、试验验证及专家审查等阶段，确立了以刷涂、称重、冲击及目视比对为核心的综合检测方法体系。报告详细介绍了标准的适用范围、规范性引用文件、术语定义、检测原理、仪器设备、试样制备、试验步骤及结果评定等核心技术要求。同时，报告重点介绍了全国铸造标准化技术委员会及主要起草单位在该标准研制中的核心作用。结论指出，该标准的发布实施将填补国内自硬砂砂型（芯）表面安定性检测领域的空白，为铸造企业提供科学、可复现的质量评价工具，有力推动我国铸造工艺标准化水平迈向新高度。关键词:铸造；自硬砂；砂型；砂芯；表面安定性；检测方法；行业标准；JB/T15615-2026Keywords:Foundry;Self-HardeningSand;SandMold;SandCore;SurfaceStability;TestMethod;IndustryStandard;JB/T15615-2026正文1.标准立项背景与研究意义1.1铸造行业发展与自硬砂工艺的地位铸造作为装备制造业的基础，是国家工业体系的重要组成部分。随着航空航天、汽车制造、能源装备等高端领域对精密、复杂、高性能铸件需求的持续增长，砂型铸造技术特别是树脂自硬砂工艺，凭借其尺寸精度高、溃散性好、生产效率高等优势，逐步在中大型、复杂结构件制造中占据主导地位。自硬砂工艺通过粘结剂（如呋喃树脂、酚醛树脂等）与固化剂在室温下发生化学反应，使砂粒自固结成形，从而摆脱了对传统烘干工序的依赖，显著提升了生产柔性。1.2核心质量瓶颈：表面安定性问题在自硬砂砂型（芯）的生产应用中，一个长期存在的技术难题是“表面安定性”不足。所谓表面安定性，是指砂型（芯）在浇注前转运、组芯、合箱以及浇注过程中承受金属液冲刷、热冲击时，其表层砂粒抵抗脱落的能力。表面安定性差的砂型（芯），表层砂粒易在浇注初期被金属液冲散，形成“冲砂”或“砂眼”缺陷，直接导致铸件表面粗糙、尺寸偏差、内腔堵塞甚至废品，极大地降低了成品率，增加了清砂成本。影响因素包括树脂与固化剂配比不当、混砂工艺波动、砂型（芯）存放时间过长、环境温湿度变化等。1.3标准缺失问题与立项必要性长期以来，我国铸造行业对于自硬砂砂型（芯）表面安定性的检测，主要依赖企业内部的“手感”或“刷涂目视”等经验性方法，缺乏统一、量化、可复现的行业标准。这导致了以下突出问题：*质量控制无据可依：不同企业间、不同批次间的砂型质量难以横向对比，质量纠纷频发。*工艺优化困难：无法量化评估不同工艺参数（如混砂时间、树脂加入量、固化剂种类）对表面安定性的影响，工艺改进缺乏精准数据支撑。*国际竞争力受限：在参与国际分工时，缺乏与国际标准接轨的检测方法，难以获得客户广泛认可。因此，制定《铸造用自硬砂砂型（芯）表面安定性检测方法》行业标准，具有显著的现实紧迫性和产业基础性。国家标准化管理委员会及工业和信息化部高度重视基础共性标准的研制工作，将其纳入机械行业标准制修订计划。2.标准研制过程与技术路线本标准(JB/T15615-2026)的研制严格遵循国家标准化管理委员会发布的GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准文件的结构和起草规则》。主要研制阶段包括：*前期调研与需求分析（2022年-2023年）：由全国铸造标准化技术委员会（SAC/TC54）组织国内龙头铸造企业、高校及科研院所，对呋喃树脂自硬砂、碱性酚醛树脂自硬砂等多种主流自硬砂体系的表面安定性现状及检测需求进行全面摸底。调研显示，超过80%的受访企业认为急需统一检测方法。*草案起草与试验验证（2023年-2024年）：成立标准起草工作组，由机械科学研究总院、东风汽车有限公司铸造分公司等核心单位牵头。工作组在总结企业经验基础上，提出了多种潜在检测方案，并通过多轮对比试验，筛选出操作简便、结果稳定、区分度高的四个核心方法：刷涂法、称重法、冲击法和目视比对法。试验验证覆盖了20余种典型自硬砂配方，样本量超过500组。*征求意见与审查报批（2024年-2025年）：完成标准草案及编制说明后，广泛征求全国各省市铸造协会、主要生产企业和用户的意见。共收到有效反馈意见120余条，工作组逐条处理并对标准文本进行20余处关键修订。2025年，标准送审稿顺利通过全国铸造标委会全体委员审查。*发布与实施（2025年-2026年）：经工业和信息化部批准，标准于2026年6月1日正式发布，标准名为“铸造用自硬砂砂型（芯）表面安定性检测方法”，标准号为JB/T15615-2026，将于2026年12月1日起正式实施。标准未采用国际标准，属于自主研制，体现了我国在该领域的首创性和实用性。3.标准核心技术内容解析JB/T15615-2026标准的主体技术内容涵盖范围、规范性引用文件、术语和定义、原理、仪器设备、试样制备、试验步骤、结果评定及报告等9个章节。核心检测体系由四个方法构成，旨在从不同维度综合评价表面安定性。3.1术语与定义标准明确定义了“表面安定性”为：砂型（芯）表面在受到规定的刷涂、称重、冲击或目视检测后，保持其表面完整、无松散砂粒脱落的能力。同时定义了“试样”、“标准刷”、“冲击锤”等关键试验器具。3.2检测方法体系|方法名称|检测原理|适用范围|优点|局限性||:---|:---|:---|:---|:---||A法：刷涂法|使用标准钢丝刷头，在规定次数、规定力度下刷涂砂型（芯）表面，观察并记录砂粒脱落的数量与形态。|所有自硬砂系统|模拟实际生产中转运、合箱时的摩擦；快速定性、半定量。|受操作者经验影响大，需严格标准化操作。||B法：称重法|在规定条件下（如105℃烘干至恒重），对经刷涂或冲击处理后的砂型（芯）进行称重，计算单位面积的质量损失。|定量分析|结果量化，精确度高，适于实验室比对和工艺参数优化。|需精密电子天平（精度0.01g）；试样制备要求高。||C法：冲击法|使用固定重量（如1kg）的冲击锤，在特定高度（如50mm）自由落下撞击砂型（芯）表面，记录表面裂纹、剥落及质量损失。|评估抗浇注热冲击能力|模拟浇注初期金属液的冲击作用，实践相关性好。|冲击参数（重量、高度）需根据铸件尺寸调整，通用性差。||D法：目视比对法|将砂型（芯）表面与标准图谱（包括I-IV级图像）进行对比，进行等级评定（如：I级-无脱落；II级-微量脱落；III级-明显脱落；IV级-严重脱落）。|现场快速评级|操作极其简单，无需仪器；适合现场品控。|主观性强，需培训操作人员；标准图谱制作复杂。|3.3试样制备与试验条件标准详细规定了试样的几何尺寸（如标准楔形块、方形块），以及混砂、制样、硬化、存放的具体条件，包括室温（23±2℃）、相对湿度（50±5%）等环境要求。试样必须在规定的固化时间（如4小时、24小时）内进行检测，以保证结果的可比性。3.4结果判定与报告标准要求，在使用A、B或C法时，试验结果应包含“质量损失率”（单位：mg/cm²或g/cm²）或“表面损伤级别”。最终报告必须包含标准编号、试验方法代号、试样编号、试验条件、检测结果及检测日期。当不同方法间产生争议时，以B法（称重法）作为仲裁方法。4.主要参与单位及归口标委会介绍4.1归口标委会：全国铸造标准化技术委员会（SAC/TC54）全国铸造标准化技术委员会（简称“铸造标委会”）是国内铸造领域标准化工作的最高技术组织，业务上受国家标准化管理委员会和工业和信息化部领导。其秘书处设在沈阳铸造研究所有限公司，负责组织铸造基础通用标准、方法标准、产品标准及绿色、智能制造标准的制修订、宣贯及国际标准化工作。铸造标委会下设砂型、特种铸造、有色合金等多个分技术委员会，汇聚了国内顶尖的铸造企业、科研院所（如哈尔滨工业大学、华中科技大学等）、高等院校的专家委员。在本标准的研制中，铸造标委会发挥了关键的组织协调、技术把关和质量监督作用，确保了标准草案的科学性、民主性和程序规范性。4.2主要起草单位：机械科学研究总院集团（以下简称“机械总院集团”）在本标准中，机械总院集团作为第一起草单位，对标准的研制过程起到了核心引领作用。机械总院集团是国务院国资委监管的科技型中央企业，是我国装备制造业基础共性技术研究的“国家队”。在铸造领域，旗下拥有多个国家级工程研究中心及重点实验室，长期从事铸造新材料、新工艺、新装备的研究开发。其具体贡献如下：*技术方案提出：基于在自硬砂工艺领域数十年的研究积累，机械总院集团系统梳理了国内外零散的检测方法，率先提出了多维度检测方法的整合框架，即刷涂-称重-冲击-目视四位一体评价体系。*试验验证主导：利用北京总部及下属沈阳铸造研究所（行业技术中心）的精密实验室，进行了超过200组的关键验证试验，优化了刷子硬度、冲击锤重量、称重条件等核心参数，首次建立了自硬砂砂型表面安-定性数据库。*行业推广与培训：在标准宣贯阶段，机械总院集团将负责组织全国范围内的技术培训班，帮助一线技术人员掌握标准操作，推动标准落地生效。机械总院集团的深度参与，不仅提升了本标准的学术含量和技术权威性，更体现了中央企业引领行业技术进步、服务国家标准化战略的责任担当。5.结论与展望《铸造用自硬砂砂型（芯）表面安定性检测方法》（JB/T15615-2026）的发布，标志着我国铸造行业在砂型质量控制领域迈入标准化、精细化阶段。本标准通过提供一套科学、实用、可复现的检测方法，解决了长期以来困扰企业的“表面安定性”评价难题，为工艺优化、质量验收、产品认证提供了坚实的依据。展望未来，本标准具有广阔的应用前景和深化潜力：1.技术迭代与智能化：随着视觉识别、红外热成像等技术的发展，未来可探索将“目视比对法”与AI图像识别技术结合，开发自动化在线检测设备，替代人工检测，实现全检，提升效率。2.标准体系完善：本标准为方法标准，未来可在此基础上，制定针对不同铸造工艺类别（如