铸造生产中用来配制型砂和芯砂的一种颗粒状耐火材料。在用粘土作为型砂粘结剂的情况下,每生产1吨合格铸件,大约需要补充1吨新砂,因此在砂型铸造生产中铸造砂的用量最大
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。
铸造砂的形状一般分3种。
①圆形砂:颗粒为球形或接近于球形,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,且锐角较多。铸造砂的颗粒形状一般以角形系数(砂粒实际比表面积/球形砂粒理论比表面积之比)来表示。
铸造砂按矿物组成不同分为石英砂和特种砂两大类,石英砂俗称硅砂。
硅砂
主要矿物组成为石英,主要化学成分为SiO2。①天然硅砂:因其化学成分,粒度组成不同,分别用于有色合金铸件、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铸钢件型砂和芯砂。③人工硅砂:用于精铸、打炉衬或铸钢件的型砂和芯砂。硅砂在前面已经详细介绍过了,本文就不在过多分析。
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CaCO3,用于铸钢件的型砂和芯砂。
②锆砂:主要矿物组成是ZrO2·SiO2,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:主要矿物组成是铬铁矿FeO·Cr2O3,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:主要矿物组成是刚玉α-Al2O3,用于熔模、陶瓷型铸造的制壳材料。
⑥橄榄石砂:主要矿物组成是橄榄石(MgFe)2SiO4,用于铸铁件、有色合金铸件以及高锰钢铸件的型砂和芯砂。
铸造砂选用时应满足以下5个要求:
①较高的纯度和洁净度,以硅砂为例,铸铁用砂要求SiO2含量在90%以上,较大的铸钢件则要求SiO2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。
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