選擇鑄造用石英砂需綜合考慮耐火度、粒度分布、粒形、復(fù)用性、成本以及鑄件類型和工藝要求。以下是關(guān)鍵選擇要素及操作指南:
要求:SiO?含量 ≥ 96%(普通鑄件)→ ≥ 98%(高熔點(diǎn)合金/大型鑄件)
影響:
低純度砂(<95%)高溫易燒結(jié)粘砂,導(dǎo)致鑄件表面缺陷。
高熔點(diǎn)合金(如鋼、鎳基合金)需用鋯英砂(ZrSiO?)或鉻鐵礦砂替代石英砂。
鑄件類型 | 推薦粒度(目) | 特點(diǎn) |
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小型精密鑄件 | 70-140目 | 細(xì)砂填充性好,表面光潔 |
中型普通鑄件 | 40-70目 | 平衡透氣性與強(qiáng)度 |
大型/厚壁鑄件 | 20-40目 | 粗砂透氣性高防氣孔 |
操作: |
篩分控制集中度(主粒度占比>80%),避免粗細(xì)混雜影響透氣性。
圓形砂(角形系數(shù)≤1.3):流動(dòng)性好,透氣性高,樹脂用量少(節(jié)省成本)。
多角形砂(角形系數(shù)>1.45):粘結(jié)強(qiáng)度高,但流動(dòng)性差,易導(dǎo)致氣孔。
優(yōu)先選擇:天然河砂(圓形)>破碎石英砂(多角形)。
粘結(jié)劑 | 適用砂型 | 石英砂要求 |
---|---|---|
黏土砂 | 中小型鑄鐵件 | SiO?>90%,含泥量<0.5% |
樹脂砂 | 精密鑄件 | 高純度(SiO?>97%),酸耗值≤5mL(避免樹脂固化異常) |
水玻璃砂 | 大型鑄鋼件 | 低堿金屬含量(防燒結(jié)) |
樹脂砂再生:選擇耐高溫?zé)Y(jié)的石英砂(SiO?>98%),再生后灼燒減量(LOI)<3%。
黏土砂再生:需控制泥分累積(舊砂泥分<10%),定期補(bǔ)加新砂。
本地礦源優(yōu)先:
運(yùn)輸成本占比高達(dá)20%,優(yōu)先選用附近礦區(qū)砂(如河北靈壽、江蘇東海砂)。
再生砂比例:
樹脂砂系統(tǒng)再生砂比例可達(dá)90%,黏土砂系統(tǒng)建議新舊砂混合比(3:7)。
替代方案:
鑄鋼件表面層使用鉻鐵礦砂(導(dǎo)熱快防粘砂),背砂用石英砂降低成本。
鑄造缺陷 | 石英砂原因 | 解決方案 |
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粘砂 | SiO?低或粒度太細(xì) | 提純度至98%+,改用40-70目粗砂 |
氣孔 | 透氣性差(粒度過細(xì)/含泥高) | 篩除<140目細(xì)粉,含泥量控至<0.3% |
脈紋 | 砂粒熱膨脹率過高 | 添加氧化鐵粉或改用鋯英砂 |
強(qiáng)度不足 | 粒形多角或粘結(jié)劑吸附差 | 換圓形砂,增加樹脂用量5-10% |
明確鑄件材料:
鑄鐵/非鐵合金 → 普通石英砂(SiO?≥96%);鑄鋼 → 高純砂(SiO?≥98%)或復(fù)合砂。
確定工藝:
手工造型 → 黏土砂+40-70目砂;自動(dòng)化線 → 樹脂砂+70-140目砂。
檢測關(guān)鍵參數(shù):
必檢項(xiàng):SiO?含量、AFS粒度、角形系數(shù)、酸耗值(樹脂砂)、灼燒減量(再生砂)。
小批量試產(chǎn):
測試澆鑄后砂型潰散性及鑄件表面質(zhì)量,調(diào)整砂粒級配。
精密鑄造(熔模鑄造):
面層砂用 325目熔融石英砂(熱膨脹率≈0),背砂用普通石英砂降成本。
大型鑄鋼件:
混合 70%石英砂(20-40目) + 30%鉻鐵礦砂,防粘砂且提升散熱效率。
總結(jié):鑄造石英砂的選擇本質(zhì)是性能-成本-工藝的平衡。核心口訣:
“高耐火看純度,防氣孔控粒度,降成本抓再生,精鑄件選粒形”。
建議與供應(yīng)商合作開展砂樣檢測與試鑄,避免批量生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。
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