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金刚烧结陶瓷铸造砂及其运用

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《景德镇陶瓷》2017年第3期

摘要:金刚烧结陶瓷铸造砂是以优质焦宝石矿物为主要原料,经制粉、造粒、烧结、筛分、级配工艺获得的球形人造陶瓷砂。其含泥量、含水量、热膨胀性、角形系数、耗酸值低,粒形圆整,耐火度高,抗磨损破碎、抗压、可再生性能好,具有作为铸造用砂理想的性能指标。金刚烧结陶瓷铸造砂对各种砂型铸造工艺均具有良好的工艺适应性,用于铸铁、碳钢、合金钢等材质铸件的生产,无论是中小铸件还是大型铸件,均取得了令人满意的效果,表现出了良好的铸造工艺性能。

关键词:金刚烧结陶瓷铸造砂;性能;应用

砂型铸造是铸造生产的主要工艺方法,由砂型铸造工艺生产的铸件占到铸件总产量的80%以上[1]。砂子是砂型铸造中形成铸型和芯子的骨料,是重要的砂型铸造用原材料。石英砂价格便宜,资源丰富,是常用的砂型铸造用砂,占到铸造用砂量的90%以上,但是石英砂热膨胀性大,热化学稳定性差[2],铸件易产生表面粗糙、粘砂、脉纹、桔皮等缺陷。因此,虽然铸造生产中石英砂是最常用的铸造用砂,但石英砂不是理想的砂型铸造用造型材料。锆砂耐火度高、粒形好、导热性好、热膨胀性小、化学稳定性好[3],铸造工艺性能优于石英砂,但其比重大,价格高,且往往和放射性元素伴生,具有放射性风险。橄榄石砂、铬铁矿砂热膨胀性小,有较强的抗金属氧化物侵蚀的能力[3],但粒形不好,易破碎,且橄榄石砂不能用于酸固化粘结剂工艺。在此背景下,金刚新材料股份有限公司研究开发了利用焦宝石矿物制备烧结陶瓷铸造砂技术,并和山东建筑大学联合对烧结陶瓷铸造砂在铸造生产中的应用进行了研究。

1金刚烧结陶瓷铸造砂

金刚烧结陶瓷铸造砂既不同于采用熔融造粒技术生产的人造砂,也不同于各种天然人造砂,而是以焦宝石矿物为原料,经过破碎、制粉、成分调配、造粒、烧结、分级和级配工艺获得的球形人造烧结陶瓷砂。

2金刚烧结陶瓷铸造砂在铸钢件生产中的应用

铸钢件浇注温度高,对砂子的耐火度和热化学稳定性提出了更高的要求。金刚烧结陶瓷铸造砂以覆膜砂工艺和自硬树脂砂工艺在铸钢件生产中得到了大量应用。

3金刚烧结陶瓷铸造砂在铸铁件生产中的应用

金刚烧结陶瓷铸造砂在铸铁件生产领域也获得了大量的应用,取得令人满意的效果。某企业用金刚烧结陶瓷铸造砂混制呋喃树脂自硬砂生产图4箱体类球铁铸件,并和原采用石英砂混制呋喃树脂自硬砂工艺生产相同铸件时的情况进行了比较,结果如表7。采用金刚烧结陶瓷铸造砂取代石英砂后,在生产条件和工艺条件不变的情况下,铸件的废品率明显降低。某企业用金刚烧结陶瓷铸造砂呋喃树脂自硬砂工艺生产大型铸铁件,在工作温度16℃,相对湿度40%,AFS细度为26.34的再生砂,在不同粘结剂加入量时的型砂性能。

4金刚烧结陶瓷铸造砂在3D打印中的应用

金刚烧结陶瓷铸造砂不仅在覆膜砂、自硬砂工件,取得了令人满意的效果。

5结论

(1)金刚烧结陶瓷铸造砂含泥量、含水量、热膨胀性、角形系数和耗酸值低,粒形圆整,耐火度高,抗磨损冲击和抗压性能好,具有作为铸造用砂理想的性能指标。

(2)金刚烧结陶瓷铸造砂用于碳钢、合金钢及铸铁件生产,表现出了良好的铸造工艺性能。

(3)金刚烧结陶瓷铸造砂对各种砂型铸造工艺均表现出了良好的铸造工艺适应性。

参考文献:

[1]周静一.从2010中国国际铸造博览会看我国造型材料的发展[J].铸造,2010,59(7):766-767.

[2]张勋芳.新型铸造砂的制备及性能研究[D].沈阳:东北大学,2006.

[3]李远才.铸造造型材料实用手册[M].北京:机械工业出版社,2009.[4]李远才.覆膜砂及制型(芯)技术[M].北京:机械工业出版社,2008

[5]谢明师.呋喃树脂自硬砂实用技术[M].北京:机械工业出版社,1995.

作者:孙清洲1;毕耜锋2;王晋槐2 单位:1.山东建筑大学材料科学与工程学院,2.金刚新材料股份有限公司

景德镇陶瓷杂志责任编辑:张雨    阅读:人次