铸造用砂

铸造用砂

中国在公元17世纪已使用硅砂作造型材料，用于制造钟、镜、锅和火炮等铸件。但早期使用的多为天然含粘土的硅砂即山砂和河砂,它有较好的可塑性,可直接用于制造铸型和型芯，适于当时手工生产的条件。进入工厂化的大规模生产后，特别是造型机械化后，这种天然含粘土的硅砂性能的均一性差，型砂的质量难以控制，不能满足工艺要求，因此开始采用低含泥量的天然硅砂和将硅石破碎制成的人工硅砂。同时，也扩大了各种非硅质砂的使用。树脂砂造型造芯工艺的应用和发展，对铸造用砂的质量又提出了更高的要求，如细粉少，比表面积小，耗酸值低等。此外，对砂粒大小形状和粒度分布状况也有了新的要求。一些缺乏优质砂源的国家还发展了硅砂洗选技术，以提高硅砂的品位和质量。

铸造砂应满足以下的要求：①较高的纯度和洁净度,以硅砂为例,铸铁用砂要求

SiO

2含量在90％以上，较大的铸钢件则要求SiO

2

含量在97％以上；②高的耐火

度和热稳定性;③适宜的颗粒形状和颗粒组成;④不易被液态金属润湿；⑤价廉易

得。

铸造砂的颗粒形状和颗粒组成对型砂的流动性、紧实性、透气性、强度和抗液态金属的渗透性等性能有影响，是铸造砂质量的重要指标。

颗粒形状铸造砂的形状一般有3种。①圆形砂:颗粒为圆形或接近于圆形,表面光洁,没有突出的棱角。②多角形砂:颗粒成多角形,且多为钝角。③尖角形砂：颗粒成尖角形，且多为锐角。铸造砂的颗粒形状一般以角形系数（砂子实际比表面积／砂子理论比表面积）来表示。（见彩图）

颗粒组成砂子的颗粒组成是用筛号来表示的，测定的方法是将经水洗去泥分烘干后的干砂倒入标准筛，再放到筛砂机上筛分，筛分后将各筛子上停留的砂子分别称重,通常用标准筛筛分后砂粒最集中的3个相邻筛子的头尾筛号表示颗粒组成。

铸造砂按矿物组成不同分为硅砂和非硅质砂两大类。

硅砂主要矿物组成为SiO

2

。①天然硅砂：用于有色合金铸件、铸铁件及中小型铸钢件的型砂和芯砂。②精选天然硅砂：用于以有机物作为粘结剂的各种型砂和芯砂。③人工硅砂：用于铸钢件的型砂和芯砂。

非硅质砂非硅质砂种类较多，用途各异。①石灰石砂：由石灰岩破碎而

成,主要矿物组成是CaCO

3

,用于铸钢件的型砂和芯砂。②锆砂:主要矿物组成是

ZrO

2·SiO

2

，用于大型铸钢件及合金钢件的芯砂或砂型的面砂，或将其粉料用作

涂料。③镁砂：主要矿物组成是MgO,用于高锰钢铸件的面砂、芯砂，其粉料可

用作涂料。④铬铁矿砂：主要矿物组成是FeO·Cr

2O

3

,用于大型或特殊铸钢件的

面砂、芯砂，其粉料可用作涂料。⑤刚玉砂：主要矿物组成是α-Al

2O

3

，用于熔

模、陶瓷型铸造的制壳材料。⑥橄榄石砂：主要矿物组成是(MgFe)

2SiO

4

，用于铸

铁件、有色合金铸件以及高锰钢铸件的型砂和芯砂。