金剛燒結(jié)陶瓷鑄造砂及其運用范文

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《景德鎮(zhèn)陶瓷》2017年第3期

摘要：金剛燒結(jié)陶瓷鑄造砂是以優(yōu)質(zhì)焦寶石礦物為主要原料，經(jīng)制粉、造粒、燒結(jié)、篩分、級配工藝獲得的球形人造陶瓷砂。其含泥量、含水量、熱膨脹性、角形系數(shù)、耗酸值低，粒形圓整，耐火度高，抗磨損破碎、抗壓、可再生性能好，具有作為鑄造用砂理想的性能指標(biāo)。金剛燒結(jié)陶瓷鑄造砂對各種砂型鑄造工藝均具有良好的工藝適應(yīng)性，用于鑄鐵、碳鋼、合金鋼等材質(zhì)鑄件的生產(chǎn)，無論是中小鑄件還是大型鑄件，均取得了令人滿意的效果，表現(xiàn)出了良好的鑄造工藝性能。

關(guān)鍵詞：金剛燒結(jié)陶瓷鑄造砂；性能；應(yīng)用

砂型鑄造是鑄造生產(chǎn)的主要工藝方法，由砂型鑄造工藝生產(chǎn)的鑄件占到鑄件總產(chǎn)量的80%以上[1]。砂子是砂型鑄造中形成鑄型和芯子的骨料，是重要的砂型鑄造用原材料。石英砂價格便宜，資源豐富，是常用的砂型鑄造用砂，占到鑄造用砂量的90%以上,但是石英砂熱膨脹性大，熱化學(xué)穩(wěn)定性差[2]，鑄件易產(chǎn)生表面粗糙、粘砂、脈紋、桔皮等缺陷。因此，雖然鑄造生產(chǎn)中石英砂是最常用的鑄造用砂，但石英砂不是理想的砂型鑄造用造型材料。鋯砂耐火度高、粒形好、導(dǎo)熱性好、熱膨脹性小、化學(xué)穩(wěn)定性好[3]，鑄造工藝性能優(yōu)于石英砂，但其比重大，價格高，且往往和放射性元素伴生，具有放射性風(fēng)險。橄欖石砂、鉻鐵礦砂熱膨脹性小，有較強(qiáng)的抗金屬氧化物侵蝕的能力[3]，但粒形不好，易破碎，且橄欖石砂不能用于酸固化粘結(jié)劑工藝。在此背景下，金剛新材料股份有限公司研究開發(fā)了利用焦寶石礦物制備燒結(jié)陶瓷鑄造砂技術(shù)，并和山東建筑大學(xué)聯(lián)合對燒結(jié)陶瓷鑄造砂在鑄造生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

1金剛燒結(jié)陶瓷鑄造砂

金剛燒結(jié)陶瓷鑄造砂既不同于采用熔融造粒技術(shù)生產(chǎn)的人造砂，也不同于各種天然人造砂，而是以焦寶石礦物為原料，經(jīng)過破碎、制粉、成分調(diào)配、造粒、燒結(jié)、分級和級配工藝獲得的球形人造燒結(jié)陶瓷砂。

2金剛燒結(jié)陶瓷鑄造砂在鑄鋼件生產(chǎn)中的應(yīng)用

鑄鋼件澆注溫度高，對砂子的耐火度和熱化學(xué)穩(wěn)定性提出了更高的要求。金剛燒結(jié)陶瓷鑄造砂以覆膜砂工藝和自硬樹脂砂工藝在鑄鋼件生產(chǎn)中得到了大量應(yīng)用。

3金剛燒結(jié)陶瓷鑄造砂在鑄鐵件生產(chǎn)中的應(yīng)用

金剛燒結(jié)陶瓷鑄造砂在鑄鐵件生產(chǎn)領(lǐng)域也獲得了大量的應(yīng)用，取得令人滿意的效果。某企業(yè)用金剛燒結(jié)陶瓷鑄造砂混制呋喃樹脂自硬砂生產(chǎn)圖4箱體類球鐵鑄件，并和原采用石英砂混制呋喃樹脂自硬砂工藝生產(chǎn)相同鑄件時的情況進(jìn)行了比較，結(jié)果如表7。采用金剛燒結(jié)陶瓷鑄造砂取代石英砂后，在生產(chǎn)條件和工藝條件不變的情況下，鑄件的廢品率明顯降低。某企業(yè)用金剛燒結(jié)陶瓷鑄造砂呋喃樹脂自硬砂工藝生產(chǎn)大型鑄鐵件，在工作溫度16℃，相對濕度40%，AFS細(xì)度為26.34的再生砂，在不同粘結(jié)劑加入量時的型砂性能。

4金剛燒結(jié)陶瓷鑄造砂在3D打印中的應(yīng)用

金剛燒結(jié)陶瓷鑄造砂不僅在覆膜砂、自硬砂工件，取得了令人滿意的效果。

5結(jié)論

（1)金剛燒結(jié)陶瓷鑄造砂含泥量、含水量、熱膨脹性、角形系數(shù)和耗酸值低，粒形圓整，耐火度高，抗磨損沖擊和抗壓性能好，具有作為鑄造用砂理想的性能指標(biāo)。

（2)金剛燒結(jié)陶瓷鑄造砂用于碳鋼、合金鋼及鑄鐵件生產(chǎn)，表現(xiàn)出了良好的鑄造工藝性能。

（3）金剛燒結(jié)陶瓷鑄造砂對各種砂型鑄造工藝均表現(xiàn)出了良好的鑄造工藝適應(yīng)性。

參考文獻(xiàn):

[1]周靜一.從2010中國國際鑄造博覽會看我國造型材料的發(fā)展[J].鑄造，2010，59(7)：766-767.

[2]張勛芳.新型鑄造砂的制備及性能研究[D].沈陽：東北大學(xué)，2006.

[3]李遠(yuǎn)才.鑄造造型材料實用手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.[4]李遠(yuǎn)才.覆膜砂及制型(芯)技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008

[5]謝明師.呋喃樹脂自硬砂實用技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.

作者：孫清洲1；畢耜鋒2；王晉槐2 單位：1.山東建筑大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，2.金剛新材料股份有限公司