1原砂20130814

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1、第一讲：谈砂子材料科学与工程学院主讲教授：李远才HUAZHONGUNIVERSITYOFSCIENCE&TECHNOLOGY第1章造型材料第1章造型材料内容提要1.1铸造用原砂1.2粘土砂型1.3树脂砂型（芯）1.4水玻璃砂型1.5铸造涂料及其它造型材料概述——砂型（芯）种类及其制造（1）型（芯）砂粘结方式1）机械粘结剂型芯——以粘土为粘结剂的粘土型芯砂所产生的粘结；2）化学粘结剂型芯——型芯砂在造型、芯过程中，依靠其粘结剂本身发生物理、化学反应达到硬化，从而建立强度，使砂粒牢固地粘结为一个整体。有机、无机粘结剂，其中无机粘结剂为钠水玻璃及熔（溶）模铸型，

2、而有机分别介绍热硬、自硬和气硬树脂砂型（芯）；3）物理固结——指用物理学原理产生的力将不含粘结剂的原砂固结在一起，磁型铸造法、负压造型法或真实密封造型法或薄膜负压造型法，以及消失模造型法。（2）砂型的种类及制造方法粘土砂型水玻璃砂型树脂砂型（芯）——1）壳芯(型)2）热(温)芯盒法砂芯3）自硬冷芯盒法砂型（芯）4）气硬冷芯盒法砂芯（3）名词解释型、芯砂：将原砂或再生砂+粘结剂+其它附加物等所混制成的混合物为型砂或芯砂（其中将其用于铸型者被称为型砂,用于制砂芯者称为芯砂）。铸型：形成铸件外观轮廓的用型砂制成的空腔称为铸型。铸（砂）芯：形成铸件内腔的用芯砂制成

3、的实体称为砂芯。1.1铸造用原砂铸造用砂（foundrysand）砂型铸造用的粒度大于0.020mm的颗粒耐火材料。铸造用砂按矿物质组成分为硅砂、镁砂、锆砂、铬铁矿砂、镁橄榄石砂、刚玉砂等。一、铸造用硅砂1、概述铸造用硅砂是粒径为0.020～3.35mm的耐火颗粒物，其主要的化学成分是硅的氧化物，自然界中，硅的氧化物多为结晶形，也有的以无定形体存在，其中石英是最重要的晶体形硅的氧化物。铸造生产所用的硅砂主要是由粒径为0.053~3.35mm的小石英颗粒所组成。纯净的硅砂多为白色，被铁的氧化物污染时常成淡黄或浅红色。石英的密度为2.65g/cm3，莫氏硬度7

4、级，是一种透明、浅色或无色的晶体，其结构为硅氧四面体。石英具有复杂同质多晶转化的特点，共有7个基本晶型变体和1个非晶型变体。2、我国铸造硅砂的来源、分类及产地我国铸造生产中所用砖砂根据其来源和加工方式不同可以分为天然硅砂和人工硅砂两大类。天然硅砂是由火成岩经过风化或变质作用，逐渐剥裂、细化，坚硬的石英颗粒与其他组分分离，然后再经水流或风力搬运沉积形成砂矿。这些砂矿按其成矿条件和持点，可以分为河砂、湖砂、海砂、风积砂等几种。海砂和湖砂又还可再细分为海(湖)滩砂、沉积砂、堆积砂等等。风积砂分布在从内蒙的通辽、赤峰，到河北围场一带的广大的地区，其硅砂虽然Si02

5、含量不太高（略高于90%)，但粒形圆整，含泥量相当低，非常适合生产铸铁件。目前，已在通辽、赤峰、围场一带建立了大量设备条件很好的采砂场，全都采用水力分级。按用户的要求，也供应含泥量低于0.3%的擦洗砂。有的厂家还供应制造壳型、壳芯用的覆膜砂。这一带产出的天然硅砂，完全可以满足东北、华北地区铸铁件生产的需求。河砂分布在黄河故道以及其他河流流域，如河南中牟、新郑一带的沉积硅砂，其Si02含量只有80%左右，粒形也以多角形为主，但中国第一拖拉机公司长期的生产实践证明，用于配制铸铁用粘土湿型砂是没有问题的。现在，这一地区已建立不少采砂场，而且大都装备有水洗、擦洗设

6、备，是向河南、湖北等中原地区铸铁厂供应原砂的基地。湖砂分布在郡阳、洞庭等湖泊周围地区。其硅砂Si02含量大致与通辽一带的硅砂相当，而砂粒的形貌稍差。这一地区的硅砂也已大量开采，并有完备的加工、处理设施，而且产品有水运之便，可满足华东及其周边地区铸铁件生产的需求。其中洞庭湖硅砂SiO2含量高，可用于铸钢件的生产。海砂分布在福建闽江口以南和海南文昌、东部沿海等地，SiO2含量在97％以上的天然海砂硅砂，可用于铸钢件的生产。为提高硅砂质量，原砂进行水洗、擦洗加工，以降低原砂含泥量；对原砂进行精选，以提高原砂的二氧化硅含量。人工硅砂是将硅石或硅砂岩经过采矿、清洗、

7、粗碎、细碎、筛选等加工而制成：硅砂的二氧化硅含量很高，但岩石坚硬，破碎后所得砂粒大部为尖角形，而且粉尘较多。硅砂岩的结构较松散，比较容易破碎，胶结的砂粒经加工后仍然保持原来的形状，因此粒形较好。我国早期铸钢大都采用硅石加工制成的人造硅砂，现逐渐被天然硅砂所代替。3、我国铸钢用硅砂的主要产地及其质量生产铸钢件所用的硅砂，目前主要产地是福建沿海一带，己逐步建立了很多规模相当大、设备条件良好的生产基地，产量完全可以满足我国铸钢行业的需求。按照当地的习惯，将其分为“海砂”和“沉积砂”两种。“海砂”是取自海边潮间带附近的砂，杂质较多，SiO2含量一般在92%～97%

8、之间，但砂粒基本上为圆形。海砂开采方便，而且在某一矿点开采后，可在