铸造用砂
铸造用覆膜砂标准
铸造用覆膜砂标准铸造用覆膜砂是一种常用的铸造辅助材料，广泛应用于各类铸造工艺中。
它能够保护砂芯和砂模免受热应力和熔融金属的侵蚀，提高铸件的表面质量和尺寸精度。
为了确保铸造用覆膜砂的质量和性能，制定了一系列的标准。
一、基本要求铸造用覆膜砂的基本要求主要包括成分、物理性能和化学性能三个方面。
1.成分要求铸造用覆膜砂应由适量的无机胶凝材料、填料、增塑剂、流化剂等组成。
其原料应符合相关的行业标准，并且不能使用有毒有害物质。
2.物理性能要求铸造用覆膜砂的物理性能包括颗粒度、流动性、平均凝固时间、抗压强度等。
颗粒度应符合相关的行业标准，流动性需保证砂料在模腔内能够均匀润湿，平均凝固时间应适中，抗压强度要能够满足铸件的要求。
3.化学性能要求铸造用覆膜砂的化学性能要求主要涉及与金属熔融后的反应性和残留物的化学稳定性。
覆膜砂在与金属熔融后，不应有明显的反应产物生成，并且在高温下应保持稳定。
二、试验方法为了评价铸造用覆膜砂的性能，制定了相关的试验方法，主要包括颗粒度分析、流动性测试、凝固时间测定、抗压强度测定、化学稳定性测试等。
1.颗粒度分析颗粒度分析是评价覆膜砂颗粒大小分布的重要试验方法。
常用的方法包括筛分方法和激光粒度分析法。
通过这些方法可以得到砂料的粒度分布曲线，评估砂料的颗粒度。
2.流动性测试流动性测试是评价覆膜砂流动性的试验方法。
常用的方法有流动比重法和流动度仪法。
这些测试方法能够评价砂料的湿润性和润湿性，判断其在模腔内的流动性。
3.凝固时间测定凝固时间测定是评估覆膜砂凝固性质的试验方法。
通常采用刺穿试验、转筒抗倾覆法和刚玩破裂法等方法。
这些方法可以得到砂料凝固时间的具体数值。
4.抗压强度测定抗压强度测定是评价覆膜砂抵抗外力的能力的试验方法。
一般采用压缩试验和抗压强度试验等方法，通过这些方法可以得到砂料的抗压强度。
5.化学稳定性测试化学稳定性测试是评估覆膜砂与金属熔融后的反应性和残留物的稳定性的试验方法。
砂型铸造 工艺流程
砂型铸造工艺流程砂型铸造是一种常见的铸造方法，它通过使用砂质材料制作铸件的模具，然后将熔化的金属倒入模具中进行铸造。
这种工艺具有成本低、适用性广、生产效率高等优点，因此在工业制造中被广泛应用。
砂型铸造的工艺流程大致分为以下几个步骤：首先，根据铸件的形状和尺寸，设计出相应的模具。
模具分为一次性模和永久模两种，一次性模多使用砂质材料制成，用于较小批量的生产；永久模多使用金属材料制成，用于大批量生产。
在设计模具时，要考虑到铸件的结构特点、缩孔缩松问题以及方便脱模等因素。
接下来，根据模具的设计，准备砂质材料。
砂质材料的主要组成是砂和粘结剂。
砂是砂型铸造中最常用的填充材料，它能够填充模具的空间和形成铸件的形状。
粘结剂则用于粘结砂颗粒，使其能够保持形状并具有一定的强度。
在使用砂质材料之前，需要将砂颗粒进行筛分和清洗，以去除其中的杂质。
然后，将准备好的砂质材料填充到模具中。
填充过程需要注意，要使填充的砂层分布均匀且紧密，以确保铸件的质量。
填充完毕后，将模具震动或轻敲，以排除可能存在的气泡和浮土。
模具填充完成后，需要制作浇口和喷口。
浇口是用来倒入熔化金属的入口口，而喷口则用于排出模具中的燃气和烟尘等废气。
浇口和喷口的位置和形状对铸件的质量和结构起着重要的影响，需要根据具体情况进行设计和制作。
接下来，将模具进行干燥处理。
干燥处理用于去除模具中的水分，防止熔化金属与水分接触产生气化反应和爆裂现象。
干燥处理的时间和温度根据具体的砂质材料和模具尺寸等因素进行调控。
最后，进行铸造操作。
将熔化好的金属倒入模具中，待金属冷却凝固后，取出铸件。
在铸造过程中，需要控制金属的倒注速度、温度和冷却时间等参数，以确保铸件完整无缺，并尽量减少缺陷的产生。
综上所述，砂型铸造工艺流程包括模具设计、砂质材料准备、模具填充、浇口喷口制作、干燥处理以及铸造操作等步骤。
每一步骤都需要严格控制和精细操作，以保证铸件的质量和生产的效率。
砂型铸造工艺的应用范围广泛，可用于制造各种尺寸和形状的铸件，是现代工业制造中不可或缺的一种铸造方法。
第一章铸造用砂铸造工艺学
序号
1 2
3
4 5
6
7 8 9
1 0
1 1
底盘
3 1. 筛孔尺 寸（mm） . 7 3 0 5
美国筛 号 6 1 2
0. 8 5 0
2 0 0. 8 4 1
0 . 6 0 0
0. 4 2 5
0. 3 0 0
5 0 0. 2 9 7
0 . 2 1 2
0 . 1 5 0
0. 1 0 6
0. 0 7 5
橄榄石砂（olivine sand） 矿物组成及化学成分：[（Mg，Fe）2SiO4]是由含Mg2SiO4高的 橄榄石制成。见图。铸造用橄榄石常含有5-10%的铁橄榄石。 性能：熔点1600-1760 ℃ 、热膨胀率比石英小而且均匀（见图12-10），不易发生夹砂类缺陷。烧结点低1200℃，但不为金属润 湿，具有化学惰性。与钢液接触形成致密层防止粘砂。同时，由 于无晶型转变，热膨胀率低，故不易产生夹砂类缺陷。 规格：根据中国造型公司企业标准XQ/ZQS-4-86，按物理化学性 能分两级，按粒度分两组（见表）。生产中通过破碎、细磨、分 级、水洗。 应用：用于高锰钢铸件可防止铸件粘砂，也可防止对人体的危害。
3.镁砂（magnesite） 主要成分 主要成分为MgO，（菱镁矿）MgCO2→MgO+CO2。 菱镁矿高温煅烧（1500-1650℃）使MgO重结晶、烧 结、破碎、分选。
性能：熔点高、蓄热系数高（是石英砂的一倍半）、 热膨胀率比石英小，无相变引起的体积膨胀、化学 性能稳定，不与MnO、FeO反应，用于锰钢可防止 粘砂。 规格：见表，按MgO的含量，有两种规格。
表1－6不同耐火材料的蓄热系数和铸件在型壳中的凝固时间
耐火材料 名称 型壳的初 蓄热系数 凝固 始温度 （J/(m2•℃•s1/ 时间 2） 20 1115.2 54 20 836.4 100. 8
铸造砂
铸造砂1.1 铸造砂简介铸造砂是铸造生产中用来配制型砂和芯砂的一种造型材料。
在用粘土作为型砂粘结剂的情况下，每生产1吨合格铸件，大约需要补充1吨新砂，因此在砂型铸造生产中铸造砂的用量最大。
随着汽车、铁路交通、航空航天等行业对高性能优质铸件需求的不断提高，铸造产品的市场需求规模持续增长，铸造砂的需求量不断扩大。
铸造砂的健康发展对我国铸造产业实现绿色可持续发展具有重大的实际意义。
铸造砂按矿物组成不同分为硅砂和非硅质砂两大类：1、硅砂：主要矿物组成为SiO2。
①天然硅砂：用于有色合金铸件、铸铁件及中小型铸钢件的型砂和芯砂。
②精选天然硅砂：用于以有机物作为粘结剂的各种型砂和芯砂。
③人工硅砂：用于铸钢件的型砂和芯砂。
2、非硅质砂：种类较多，用途各异：①石灰石砂：由石灰岩破碎而成,主要矿物组成是CaCO3,用于铸钢件的型砂和芯砂。
②锆砂:主要矿物组成是ZrO2·SiO2，用于大型铸钢件及合金钢件的芯砂或砂型的面砂，或将其粉料用作涂料。
③镁砂：主要矿物组成是MgO,用于高锰钢铸件的面砂、芯砂，其粉料可用作涂料。
④铬铁矿砂：主要矿物组成是FeO·Cr2O3,用于大型或特殊铸钢件的面砂、芯砂，其粉料可用作涂料。
⑤刚玉砂：主要矿物组成是α-Al2O3，用于熔模、陶瓷型铸造的制壳材料。
⑥橄榄石砂：主要矿物组成是(MgFe)2SiO4，用于铸铁件、有色合金铸件以及高锰钢铸件的型砂和芯砂。
铸造砂的颗粒形状一般有3种：①圆形砂:颗粒为圆形或接近于圆形,表面光洁,没有突出的棱角。
②多角形砂:颗粒成多角形,且多为钝角。
③尖角形砂：颗粒成尖角形，且多为锐角。
铸造砂的颗粒形状一般以角形系树（砂子实际比表面积／砂子理论比表面积）来表示。
铸造砂的颗粒组成是用筛号来表示的，测定的方法是将经水洗去泥分烘干后的干砂倒入标准筛，再放到筛砂机上筛分，筛分后将各筛子上停留的砂子分别称重,通常用标准筛筛分后砂粒最集中的3个相邻筛子的头尾筛号表示颗粒组成。
铸造用砂
(一)铸造用砂颗粒组成的测定 铸造用砂的颗粒组成采用筛分法测定
(二)铸造用砂颗粒组成的表示方法 (1)列表法：
角形系数(又称粒形系数)是原砂的实际比表面积与理论比表面积的 比值，是反映原砂颗粒形貌的一项指标。角形系数E为：
二、铸造用砂的分类、表示方法
我国GB9442—88根据铸造用砂的矿物组成、含泥量、颗粒组 成和颗粒形状(角形系数)等指标，对石英砂进行了分类，并 规定了表示方法。
三、石英砂
1、石英砂的矿物组成及化学成分
1)石英：纯的石英为白色透明体，俗称水晶，含有杂质时 将染成各种颜色。石英的基本结构单位是硅氧四面体，四 个氧原子位于四面体的顶端，硅原子位于四面体的中心。
2)长石：长石为铝硅酸盐，常见的有钾长石、钠长石和钙 长石三种。它们的晶体也用于骨架状结构，只是硅氧四面 体中有一部分Si被Al所替换。熔点低、硬度低、复用性差。 3)云母：云母是一种含水铝硅酸盐，常见的有白云母和黑 云母两种。 石英砂的化学成分 化学分析只能确定各种化合物的总含量，而不能确定其 存在的形式，因为SiO2的含量不等于石英的含量，长石及 云母中也含有SiO2 。分析石英砂的矿物组成需要有特殊设 备和较复杂的技术，故一般不进行。
铸造用砂——原砂
一、铸造用砂的基本要求
1、热物理性能 蓄热系数、 热膨胀性、 热导率、 密度等
2、铸造用砂的耐火度及最低共熔点
耐火度和熔点这两个概念都与耐火材料由固态转变为液 态有关，它们表征了耐火材料抵抗高温的能力，但两者 的概念和意义并不相同。
铸造用海砂
铸造用海砂
铸造用海砂是一种常用于金属铸造工艺的材料。
海砂主要由石英矿物组成，具有良好的耐高温性能和流动性，适用于铸铁、铸钢和铸铝等金属的铸造过程。
铸造用海砂的主要特点有：
1. 耐高温性能：海砂的主要成分石英具有高熔点和高热稳定性，能够承受高温的铸造过程，不易熔化或变形。
2. 流动性好：海砂颗粒的形状和尺寸均匀，具有较好的流动性，能够完整地填充到铸型腔体中，并顺利地充实模型空腔。
3. 坯体质量好：使用海砂铸造可以获得相对较高的铸件表面光洁度和尺寸精度，对于一些特殊要求的零件，能够达到较高的铸造质量。
4. 环境友好：相比于其他铸造材料，海砂铸造过程中不会产生大量的有害气体和固体废物，有利于环境保护。
虽然海砂在铸造过程中具有诸多优点，但仍存在一些问题，例如杂质含量较高、海砂资源的有限性和开采对生态环境的影响等。
因此，对于铸造行业而言，寻找替代海砂的铸造材料或者提高海砂利用效率，是一个需要持续关注的问题。
铸造用呋喃树脂砂
第一章铸造用呋喃树脂砂概述、自硬呋喃树脂砂的特点1.优点:1)铸件表面光洁、棱角清晰、尺寸精度高；2)型砂的溃散性好，清理、打磨容易，从而减少了落砂清铲修整工序中对铸件形状精度的损害；3)由于在各个工序中都最大限度的排除了影响铸型、铸件变形和损坏的因素，所以树脂砂铸件的铸件表面质量、铸件几何尺寸精度方面比黏土可以提高1~2级，达到了CT7~9级精度和1~2mm/600mm的平直度，表面粗糙度大有改观；4)减轻劳动强度大大改善了劳动条件和工作环境，尤其是减轻了噪声、矽尘等，减少了环境污染；5)树脂砂型(芯)强度高(含高温强度高)、成型性好发气量较其它有机铸型低、热稳定性好、透气性好，可以大大减少铸件的粘砂、夹砂、砂眼、气孔、缩孔、裂纹等铸件缺陷，从而降低废品率，可以制造出用黏土砂难以做出的复杂件、关键件；6)旧砂回收再生容易可以达到90%左右的再生回收率。
在节约新砂、减少运输、防止废弃物公害方面效果显著。
2.缺点：1)对原砂要求较高，如粒度、粒形、SiO2含量、微粉含量、碱金属盐及黏土含量等都有较严格要求；2)气温和湿度对硬化速度和固化后强度的影响较大；3)与无机类黏结剂的铸型相比，树脂砂发气量较高，如措施不当，易产生气孔类缺陷；4)与黏土砂相比，成本仍较高；5)对球铁件或低碳不锈钢等铸件，表面因渗硫或渗碳可能造成球化不良或增碳，薄壁复杂铸钢件上易产生裂纹等缺陷；6)浇注时有刺激性气味及一些有害气体发生，CO气发生量较大，需要良好的通风条件。
二、自硬呋喃树脂砂原辅材料1.原砂：原砂品质对树脂用量，树脂砂强度以及铸件质量影响很大，某些工厂由于忽视对原砂质量的严格要求，给生产带来很多麻烦。
表1列举了不同大小和材质的铸件采用原砂的技术指标。
表1树脂自硬砂用原砂的技术指标(质量分数，%)①微粉：对30/50、40/70筛号的原砂、140筛号以下为微粉；对50/100、70/140 筛号的原砂，200筛号以下为微粉；对100/200筛号的原砂，270筛号以下为微粉。
砂型铸造基础知识
砂型铸造一、铸造用砂型的种类及制造（一）概述1．砂型铸造的特征及工艺流程配制型砂—造型—合型—浇注—冷却—落砂—清理—检查—热处理—检验—获得铸件特征：使用型砂构成铸型并进行浇注的方法，通常指在重力作用下的砂型铸造过程。
名词：型砂——将原砂或再生砂+粘结剂+其它附加物等所混制成的混合物；铸型——形成铸件外观轮廓的用型砂制成的空腔称为铸型；砂芯——形成铸件内腔的用芯砂制成的实体(用于制做砂芯的型砂称为芯砂)；造型——制造砂型的工艺过程；制芯——制造砂芯的工艺过程。
造型(芯)方法按机械化程度可分为手工造型(芯)和机器造型(芯)两大类。
选择合适的造型(芯)方法和正确的造型(芯)工艺操作，对提高铸件质量、降低成本、提高生产率有极重要的意义。
（1）手工造型(芯) 手工造型(芯)是最基本的方法，这种方法适应范围广，不需要复杂设备，而且造型质量一般能够满足工艺要求，所以，到目前为止，在单件、小批生产的铸造车间中，手工造型(芯)仍占很大比重。
在航空、航天、航海领域应用广泛。
手工造型(芯)劳动强度大，生产率低，铸件质量不易稳定，在很大程度上取决于工人的技术水平和熟练程度。
手工造型方法很多，如模样造型、刮板造型、地坑造型，各种造型方法有不同的特点和应用范围。
（2）机器造型(芯) 用机器完成全部或部分造型工序，称为机器造型。
和手工造型相比，机器造型生产率高，质量稳定，劳动强度低，对工人的技术要求不像手工造型那样高。
但设备和工艺装备费用较高，生产准备时间长，一般适用于一个分型面的两箱造型。
机器造型(芯)主要适用于黑色金属铸件的大批量生产。
2．砂型/芯制造方法分类在制造各砂型、芯的过程中，根据其本身建立强度时其粘结机理的不同，通常可分为三大类：（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。
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铸造用砂
中国在公元17世纪已使用硅砂作造型材料，用于制造钟、镜、锅和火炮等铸件。
但早期使用的多为天然含粘土的硅砂即山砂和河砂,它有较好的可塑性,可直接用于制造铸型和型芯，适于当时手工生产的条件。
进入工厂化的大规模生产后，特别是造型机械化后，这种天然含粘土的硅砂性能的均一性差，型砂的质量难以控制，不能满足工艺要求，因此开始采用低含泥量的天然硅砂和将硅石破碎制成的人工硅砂。
同时，也扩大了各种非硅质砂的使用。
树脂砂造型造芯工艺的应用和发展，对铸造用砂的质量又提出了更高的要求，如细粉少，比表面积小，耗酸值低等。
此外，对砂粒大小形状和粒度分布状况也有了新的要求。
一些缺乏优质砂源的国家还发展了硅砂洗选技术，以提高硅砂的品位和质量。
铸造砂应满足以下的要求：①较高的纯度和洁净度,以硅砂为例,铸铁用砂要求
SiO
2含量在90％以上，较大的铸钢件则要求SiO
2
含量在97％以上；②高的耐火
度和热稳定性;③适宜的颗粒形状和颗粒组成;④不易被液态金属润湿；⑤价廉易
得。
铸造砂的颗粒形状和颗粒组成对型砂的流动性、紧实性、透气性、强度和抗液态金属的渗透性等性能有影响，是铸造砂质量的重要指标。
颗粒形状铸造砂的形状一般有3种。
①圆形砂:颗粒为圆形或接近于圆形,表面光洁,没有突出的棱角。
②多角形砂:颗粒成多角形,且多为钝角。
③尖角形砂：颗粒成尖角形，且多为锐角。
铸造砂的颗粒形状一般以角形系数（砂子实际比表面积／砂子理论比表面积）来表示。
（见彩图）
颗粒组成砂子的颗粒组成是用筛号来表示的，测定的方法是将经水洗去泥分烘干后的干砂倒入标准筛，再放到筛砂机上筛分，筛分后将各筛子上停留的砂子分别称重,通常用标准筛筛分后砂粒最集中的3个相邻筛子的头尾筛号表示颗粒组成。
铸造砂按矿物组成不同分为硅砂和非硅质砂两大类。
硅砂主要矿物组成为SiO
2。
①天然硅砂：用于有色合金铸件、铸铁件及中小型铸钢件的型砂和芯砂。
②精选天然硅砂：用于以有机物作为粘结剂的各种型砂和芯砂。
③人工硅砂：用于铸钢件的型砂和芯砂。
非硅质砂非硅质砂种类较多，用途各异。
①石灰石砂：由石灰岩破碎而
成,主要矿物组成是CaCO
3
,用于铸钢件的型砂和芯砂。
②锆砂:主要矿物组成是
ZrO
2·SiO
2
，用于大型铸钢件及合金钢件的芯砂或砂型的面砂，或将其粉料用作
涂料。
③镁砂：主要矿物组成是MgO,用于高锰钢铸件的面砂、芯砂，其粉料可
用作涂料。
④铬铁矿砂：主要矿物组成是FeO·Cr
2O
3
,用于大型或特殊铸钢件的
面砂、芯砂，其粉料可用作涂料。
⑤刚玉砂：主要矿物组成是α-Al
2O
3
，用于熔
模、陶瓷型铸造的制壳材料。
⑥橄榄石砂：主要矿物组成是(MgFe)
2SiO
4
，用于铸
铁件、有色合金铸件以及高锰钢铸件的型砂和芯砂。