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宝珠砂在大型铸钢件上的应用

发布时间:2011-02-26 11:09:11
 


目前,铸钢件的生产主要使用的是天然原砂——石英砂。

石英砂的优点是分布广泛,成本低廉;但其缺点也相 当明显:一是膨胀系数大,铸件精度低;二是铸件表面粘砂严重,清砂困难。究其因,是石英在不同的温度下会有多种同质异晶体生成,体积变化大;受耐火度 ( 石英砂的耐火度在 1400 -1700 ℃ 之间 ) 的限制,铸件局部(孔、槽、及热节集中的部位)粘砂严重,清理十分困难。上述缺点在大型铸钢件的生产中尤为严重。

本公司生产的宝珠砂能克服这些缺点,从而大大提高了铸件的质量。

本公司生产的宝珠砂是 以优质铝钒土为原料,经 煅烧、电熔、造粒、分筛等工艺而制成的。

宝珠砂的物理及化学性能

编号

名  称

指   标

编号

名 称

指   标

1

粒  形

球形

7

膨胀系数

(20-1000 ℃) 6 × 10-6/℃

2

颜  色

黑棕色

8

粒度

6-320 目(φ0.053-3.36mm)

3

耐火温度

≥ 1900 0 ℃

9

Al2O3

75-85%

4

堆积比重

1.95 -2.05g /cm3

10

SiO2

≤ 15%

5

真 密 度

2.9g /cm3

11

TiO2

≤ 1.5%

6

热 导 率

(1200 ℃)5.27W/M·K

12

PH 值

7 - 8

宝珠砂的特点
○ 热膨胀系数小,性能可与锆英砂媲美,用其配制型砂,铸件不会产生膨胀缺陷;
○ 砂粒为球形,流动性好, 易舂实,且透气性好
○ 表面光滑 ,结构致密 ,使得粘结剂能均匀覆盖

○ 宝珠砂属中性材料, 酸、碱粘结剂均可使用
○ 回用再生性能好,性价比高

与铬铁矿砂、锆英砂相比,其价格只有锆英砂、铬铁矿砂 25 - 50% 。同时,因砂粒为球形,其表面积小,故树脂的加入量可减少 30 - 50% ,水玻璃的加入量≤ 4% ;并减少了粘结剂所产生的铸造缺陷,提高了铸件的成品率

○ 耐火度高,易溃散 
宝珠砂的莫来石相大大高于烧结产品,具有良好的耐火性

○ 热导率大,稳定性好,不龟裂
○ 应用范围广
水玻璃砂、树脂砂、精密铸造及铜、铝件的抛光清理

宝珠砂与铬铁矿砂、锆英砂主要性能比较

名称

宝珠砂  

锆英砂

铬铁矿砂

PH  

7.65

4.56

8.24

堆密度(g/3) 

1.95-2.05

2.9-3.1

2.6-2.7

真密度(g/3)

2.9

4.4-4.71

3.9-4.8

粒形

球形

不规则

不规则

粘结剂加入量(水玻璃 +CO2硬化)

3-4%

7-8%

7-8%

宝珠砂在大型铸件上的应用

目前,宝珠砂广泛应用于树脂砂(呋喃树脂、酚醛树脂),水玻璃砂(有机脂、 CO 2 硬化),覆膜砂。适于各种金属铸件:如:碳钢、合金钢(高锰钢、高铬铸铁),铸铁、铸铜等。

宝珠砂在大型复杂铸件上的应用

玉林柴油机厂在采用宝珠砂制作柴油发动机水套件,保持了原用砂的特性,克服了原用砂膨胀系数大、粘结剂加入量大、发气量大等缺点,减少了树脂的加入量,提高了产品的成品率。

宝珠砂在大型铸钢件上的应用

福建三明三重全部使用宝珠砂,加入 3.2% 的水玻璃,所有芯子、外形不刷涂料,使用后发现铸件表面光洁,不粘砂,且耗能低。砂子再生设备也相当简易。

洛阳洛北钢厂用生产重达 13 吨的水泥生产设备 ---- 回转窑托轮。其芯子 ( φ 90mm 、长 800mm ) 以 30-40 目的宝珠砂作原砂,加入 3.5% 的水玻璃,以 CO2 硬化。其他部位仍以硅砂作为原砂,不改变原有的使用方法。清理时发现,芯子的型壳表面只有 0.2mm 厚的黑釉,表面排列有序,未被烧结,且易被清掉;在其他用硅砂的部位,型壳表面有 3 - 8mm 厚的烧结黑釉层。

洛阳洛北钢厂、汝阳兴荣机械厂、山东恒城铸造厂等 数十家厂家,在 30 - 40 目砂的宝珠砂中,加入 140 - 320 目的细砂 20 - 30% ,结果表明同样不粘砂,且有足够的透气性,也易清理。有些铸钢厂为了降低生产成本,采用了局部单一面砂的方法,同样起到了不粘砂的效果。

我们与铸造厂家经过长期摸索,总结出:面砂的厚度以 10 - 20mm 为宜(舂紧厚度);对形状复杂、厚大部位、拐角处,适当增加厚度,背砂仍用普通石英砂。

该砂也可和石英砂混合使用,比例根据铸件的大小、钢种改变而改变,同样达到了不粘砂,易溃散的效果。

结论:

宝珠砂是一种非石英质型人造砂,适用于各种铸造方 式;如: V 法, VRH ,消失模,熔模,一般砂型(粘土砂、水玻璃+ CO 2 硬化)、树脂砂等;适用于各种粘结剂、各种金属材料的铸件生产,不但能大幅度提高铸件质量,而且清砂容易,配砂工艺简单方便(大型铸钢厂单件小批量局部用 砂,少量用砂人工混制即可),对大多数铸件可以省去涂料,尤其适宜制作质量要求高的铸件。

值得注意的是:在使用水玻璃 CO 2 硬化砂中,吹干的芯、型,不宜再上窑烘干(如烘干一定要控制加热速度)。随着铸造业的发展和社会环保的要求,局部和全部使用宝珠砂的厂家会越来越多,它已 被誉为环保型( GREEN BEADS )铸造材料,有很好的推广使用前景。