消失模铸造用宝珠砂成本核算

消失模铸造用新型砂——宝珠砂

一、宝珠砂的生产工艺

选取优质铝矾土原料，置电弧炉中熔融，当熔融液自炉中流出时，用压缩空气流将其吹散，冷却后，得到球形或接近于球形的颗粒，表面光滑。

二、消失模现用型砂的局限性

随着消失模铸造的不断兴起，如何降低铸件的生产成本，提高铸件的成品率，提高铸件表面质量，是每个铸造企业不断追求的目标。

众所周知，要解决该类问题，型砂的选择非常关键。

传统上人们采用硅砂，但是由于其自身的局限性，存在以下问题

1) 落砂过程中散发硅粉尘很多，致使生产车间环境非常恶劣，劳动条件

差，废砂数量增加，有效砂子降低，砂子旳回用率低下，增加生产成本。

2) 廉价的硅砂耐火度低、流动性差、透气性差等问题，在浇注过程中会

产生很多的铸造缺陷，如夹砂、气孔、结疤、鼠尾等，尤其在合金钢铸造中更为明显。

从综合效益考虑，在消失模铸造中使用硅砂，不仅不利于环境保护，长期使用还会增加生产成本。

三、消失模新型用砂-宝珠砂的优势

生产中，用宝珠砂替代原有的底砂（干石英砂、硅砂），可降低生产成本、提高铸件尺寸精度，改善表面质量。现将影响铸件质量的几大要素及宝珠砂的优良性能概述如下：

1、耐火度

耐火度是表征物体无荷重时抵抗高温而不熔化的性能指标。如果耐火度不足，会形成粘砂、夹砂等铸造缺陷，后期清理困难。

宝珠砂的主要成分是三氧化铝（Al2O3)，它的相成分为莫来石相和刚玉相，理论上耐火度在1820℃-1890℃，我公司在国家耐火

材料实验室测的宝珠砂的耐火度≥1790℃。而石英砂的主要成分是

二氧化硅（Si02），其耐火度在1670℃和1700℃之间。另石英砂在

不同的温度下会有多种晶体出现，从而在浇注过程中再次降低型砂

的耐火度。

实践证明，采用宝珠砂可明显减少机械和化学粘砂，大大减少清砂的劳动强度，并且不易产生夹砂、冲砂、气孔等缺陷。例如：吉林创新消失模设备有限公司生产的高锰钢铸件，在使用宝珠砂之前，粘砂、夹砂现象非常严重，每次都要花费大量的人力物力进行

铸件表面的清理、打磨工作，既增加了铸件的生产成本，还造成铸件表面质量缺陷，在使用宝珠砂之后已完全消除了该类铸造缺陷。而且节省了近6%的生产成本。宝珠砂的耐火度可与铬矿砂媲美，现已广泛用到原使用铬矿砂的铸造生产中。

2、流动性

宝珠砂粒型为球形颗粒，流动性非常好，造型时易紧实，且能保持良好的透气性，而石英砂和镁橄榄石砂均为多边形砂，流动性较差。

例如，成都某动力设备有限公司生产的发动机缸体，原采用镁橄榄石砂作为填充用砂，由于多边形砂的流动性差，常发生鼠尾、结疤等缺陷。使用宝珠砂后这种现象已得到明显改观，提高成本率5%。

3、透气性

型砂的透气性主要取决于砂粒的粒型大小、粒度分布、和粘结剂种类等因素。消失模的充型过程中，如果型砂的透气性差，内部因强大的热辐射作用而产生的大量气体就无法及时排出，从而会发生呛火现象，在铸件中产生气孔、冷隔、浇不足等缺陷，甚至报废。

石英砂和镁橄榄砂均为多边形砂，它的透气性很差，而宝珠砂和镁橄榄砂均为多边形砂，它的透气性很差，而宝珠砂为球形颗粒，且粒度分布均匀，具有良好的透气性，可有效避免出现这类铸造缺陷。

例如，新疆库尔勒开元铸钢厂，在生产高猛耐磨铸钢件时，先后使用过石英砂和镁橄榄石砂，但效果都不理想，由于这两种砂的透气性差，泡沫模型因强大的热辐射作用产生的气体排不出不畅，造成了气孔、结疤、烧不足、铸件表面产生大量结疤等缺陷，后选用宝珠砂

做干砂造型解决了这种问题，成品率提高了7%。

4、热膨胀系数

铸件的高温浇注过程中，由于型砂受热膨胀会造成型砂尺寸的微量改变，进而影响铸件尺寸的精度。型砂的热膨胀系数过大，还会造成夹砂、结疤、鼠尾等铸造缺陷。

宝珠砂的热膨胀系数极小，在浇注过程中几乎没有膨胀现象，大大提高了铸件的精度，其性能可与锆英砂媲美。

5、回收利用率

由于石英砂和镁橄榄石砂是多边形，强度低，在造型及砂处理过程中型砂易破裂，不但会产生很多的粉尘，污染生产环境，而且还会产生很多的废砂，导致砂子不耐用且回收率低，据统计，每次浇注清理出的废砂量是5%左右。而宝珠砂是球形砂，它的强度高、不易破裂，可大大减少生产成本，降低废砂数量，增加有效回用砂的比例，从而大大降低了型砂的损耗量。

据吉林创新消失模设备有限公司统计，宝珠砂每年的损耗量在5%以下。从而直接抵消了宝珠砂由于价格高而造成的高成本，大大降低了生产成本。根据使用宝珠砂的铸造厂家测算，使用宝珠砂一次性增加的成本可在8—10个月中收回。

综合宝珠砂各方面的性能和优点以及实际使用的效果表明——

宝珠砂作为消失模用砂具有广阔前景。