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《景德鎮陶瓷》2017年第3期

摘要：金剛燒結陶瓷鑄造砂是以優質焦寶石礦物為主要原料，經制粉、造粒、燒結、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、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。金剛燒結陶瓷鑄造砂對各種砂型鑄造工藝均具有良好的工藝適應性，用于鑄鐵、碳鋼、合金鋼等材質鑄件的生產，無論是中小鑄件還是大型鑄件，均取得了令人滿意的效果，表現出了良好的鑄造工藝性能。

關鍵詞：金剛燒結陶瓷鑄造砂；性能；應用

砂型鑄造是鑄造生產的主要工藝方法，由砂型鑄造工藝生產的鑄件占到鑄件總產量的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，熱化學穩定性差[2]，鑄件易產生表面粗糙、粘砂、脈紋、桔皮等缺陷。因此，雖然鑄造生產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、導熱性好、熱膨脹性小、化學穩定性好[3]，鑄造工藝性能優于石英砂，但其比重大，價格高，且往往和放射性元素伴生，具有放射性風險。橄欖石砂、鉻鐵礦砂熱膨脹性小，有較強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劑工藝。在此背景下，金剛新材料股份有限公司研究開發了利用焦寶石礦物制備燒結陶瓷鑄造砂技術，并和山東建筑大學聯合對燒結陶瓷鑄造砂在鑄造生產中的應用進行了研究。

1金剛燒結陶瓷鑄造砂

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

2金剛燒結陶瓷鑄造砂在鑄鋼件生產中的應用

鑄鋼件澆注溫度高，對砂子的耐火度和熱化學穩定性提出了更高的要求。金剛燒結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中得到了大量應用。

3金剛燒結陶瓷鑄造砂在鑄鐵件生產中的應用

金剛燒結陶瓷鑄造砂在鑄鐵件生產領域也獲得了大量的應用，取得令人滿意的效果。某企業用金剛燒結陶瓷鑄造砂混制呋喃樹脂自硬砂生產圖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相同鑄件時的情況進行了比較，結果如表7。采用金剛燒結陶瓷鑄造砂取代石英砂后，在生產條件和工藝條件不變的情況下，鑄件的廢品率明顯降低。某企業用金剛燒結陶瓷鑄造砂呋喃樹脂自硬砂工藝生產大型鑄鐵件，在工作溫度16℃，相對濕度40%，AFS細度為26.34的再生砂，在不同粘結劑加入量時的型砂性能。

4金剛燒結陶瓷鑄造砂在3D打印中的應用

金剛燒結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結論

（1)金剛燒結陶瓷鑄造砂含泥量、含水量、熱膨脹性、角形系數和耗酸值低，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。

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

（3）金剛燒結陶瓷鑄造砂對各種砂型鑄造工藝均表現出了良好的鑄造工藝適應性。

參考文獻:

[1]周靜一.從2010中國國際鑄造博覽會看我國造型材料的發展[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，2006.

[3]李遠才.鑄造造型材料實用手冊[M].北京：機械工業出版社，2009.[4]李遠才.覆膜砂及制型(芯)技術[M].北京：機械工業出版社，2008

[5]謝明師.呋喃樹脂自硬砂實用技術[M].北京：機械工業出版社，1995.

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