高松福，张 健，任金雷，石孟雷

（中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所，北京 100081）

钢轨铝热焊接方法是一种轻便高效的轨道焊接方法[1]，是目前钢轨无缝线路联合结头、辙岔、锁定焊、既有线应力放散、断轨抢修和日常换轨等工作采用的主要焊接方法。

铝热焊砂型是钢轨铝热焊接材料的重要组成部分，在焊接过程中，砂型直接与高温的铝热钢水接触，因而如果砂型质量低劣，将有可能导致焊缝金属的表面粘砂、夹砂，在焊缝金属表皮形成气孔等缺陷。砂型在搬运的过程中，以及在铝热钢液充型时，均要受到外力的冲击，为使砂型在搬运过程中不受到损坏，且在铝热钢液充型时不产生掉砂，砂型必须具有一定的强度。本文研究砂型硬化工艺对砂型强度的影响，分析影响砂型强度的原因，为砂型生产工艺的制定提供依据。

1 砂型制备与试验方法

1.1 砂型制备

制备砂型的主要原材料是钠水玻璃砂，钠水玻璃砂由高纯度的石英砂再加上6%～10%的钠水玻璃及其他添加剂，在SHN 型碾轮式混砂机内混碾而成。试验研究采用砂型尺寸为100mm×40mm×25mm。将配制好的型砂填入模具中手工紧实，脱模后放在密闭容器中。分别采用吹CO2硬化法和烘干硬化法进行砂型的硬化，吹CO2硬化时吹气压力为0.30MPa，烘干硬化时保温时间为20min。

1.2 试验方法

砂型强度测试在自制的测试机上进行。将砂型水平放置在支距20mm 的支点上，压头位于支点中心，在砂型中心向下施压，直至砂型断裂，施压速度≤20N/s。……