鑄造用什么砂

中國在公元17世紀(jì)已使用硅砂作造型材料，用于制造鐘、鏡、鍋和火炮等鑄件。但早期使用的多為天然含粘土的硅砂即山砂和河砂,它有較好的可塑性,可直接用于制造鑄型和型芯，適于當(dāng)時(shí)手工生產(chǎn)的條件。進(jìn)入工廠化的大規(guī)模生產(chǎn)后，特別是造型機(jī)械化后，這種天然含粘土的硅砂性能的均一性差，型砂的質(zhì)量難以控制，不能滿足工藝要求，因此開始采用低含泥量的天然硅砂和將硅石破碎制成的人工硅砂。同時(shí)，也擴(kuò)大了各種非硅質(zhì)砂的使用。樹脂砂造型造芯工藝的應(yīng)用和發(fā)展，對鑄造用砂的質(zhì)量又提出了更高的要求，如細(xì)粉少，比表面積小，耗酸值低等。此外，對砂粒大小形狀和粒度分布狀況也有了新的要求。一些缺乏優(yōu)質(zhì)砂源的國家還發(fā)展了硅砂洗選技術(shù)，以提高硅砂的品位和質(zhì)量。
鑄造砂應(yīng)滿足以下的要求：

①較高的純度和潔凈度,以硅砂為例,鑄鐵用砂要求SiO2含量在90％以上，較大的鑄鋼件則要求SiO2含量在97％以上；

②高的耐火度和熱穩(wěn)定性;

③適宜的顆粒形狀和顆粒組成;

④不易被液態(tài)金屬潤濕；

⑤價(jià)廉易得。

鑄造砂的顆粒形狀和顆粒組成對型砂的流動(dòng)性、緊實(shí)性、透氣性、強(qiáng)度和抗液態(tài)金屬的滲透性等性能有影響，是鑄造砂質(zhì)量的重要指標(biāo)。
　　顆粒形狀 　鑄造砂的形狀一般有3種。

①圓形砂:顆粒為圓形或接近于圓形,表面光潔,沒有突出的棱角。

②多角形砂:顆粒成多角形,且多為鈍角。

③尖角形砂：顆粒成尖角形，且多為銳角。鑄造砂的顆粒形狀一般以角形系數(shù)（砂子實(shí)際比表面積／砂子理論比表面積）來表示。（見彩圖） 　　

顆粒組成 　砂子的顆粒組成是用篩號來表示的，測定的方法是將經(jīng)水洗去泥分烘干后的干砂倒入標(biāo)準(zhǔn)篩，再放到篩砂機(jī)上篩分，篩分后將各篩子上停留的砂子分別稱重,通常用標(biāo)準(zhǔn)篩篩分后砂粒最集中的3個(gè)相鄰篩子的頭尾篩號表示顆粒組成。

 
　　 鑄造砂按礦物組成不同分為硅砂和非硅質(zhì)砂兩大類。

硅砂 　主要礦物組成為SiO2。①天然硅砂：用于有色合金鑄件、鑄鐵件及中小型鑄鋼件的型砂和芯砂。②精選天然硅砂：用于以有機(jī)物作為粘結(jié)劑的各種型砂和芯砂。③人工硅砂：用于鑄鋼件的型砂和芯砂。
　　非硅質(zhì)砂 　非硅質(zhì)砂種類較多，用途各異。①石灰石砂：由石灰?guī)r破碎而成,主要礦物組成是CaCO3,用于鑄鋼件的型砂和芯砂。②鋯砂:主要礦物組成是ZrO2·SiO2，用于大型鑄鋼件及合金鋼件的芯砂或砂型的面砂，或?qū)⑵浞哿嫌米魍苛?。③鎂砂：主要礦物組成是MgO,用于高錳鋼鑄件的面砂、芯砂，其粉料可用作涂料。④鉻鐵礦砂：主要礦物組成是FeO·Cr2O3,用于大型或特殊鑄鋼件的面砂、芯砂，其粉料可用作涂料。⑤剛玉砂：主要礦物組成是α-Al2O3，用于熔模、陶瓷型鑄造的制殼材料。⑥橄欖石砂：主要礦物組成是(MgFe)2SiO4，用于鑄鐵件、有色合金鑄件以及高錳鋼鑄件的型砂和芯砂。