鑄造用石英砂的粒度如何檢測？

點(diǎn)擊量：244時間：2025/8/14 16:13:54

鑄造用石英砂的粒度檢測是評估其適用性的核心環(huán)節(jié)，目的是通過測定砂粒的尺寸分布（即不同粒徑砂粒的占比），判斷其是否適配鑄造工藝（如透氣性、表面質(zhì)量要求）。目前行業(yè)內(nèi)最常用、最規(guī)范的方法是篩分法（也稱篩析法），該方法操作直觀、結(jié)果可靠，且符合國內(nèi)外鑄造砂檢測標(biāo)準(zhǔn)（如中國 GB/T、國際 ISO 相關(guān)規(guī)范）。以下是具體檢測流程、關(guān)鍵要點(diǎn)及注意事項(xiàng)：

一、檢測依據(jù)與核心標(biāo)準(zhǔn)

鑄造用石英砂的粒度檢測需遵循專門標(biāo)準(zhǔn)，確保結(jié)果的一致性和可比性：

國內(nèi)常用：GB/T 2684-2009《鑄造用砂及混合料試驗(yàn)方法》（明確規(guī)定了砂的篩分檢測方法）；

國際參考：ISO 11277:2022《粒度分析 — 激光衍射法》（但鑄造砂因顆粒較粗，篩分法更常用）。

二、核心檢測方法：篩分法（干篩法為主）

1. 檢測原理

利用一組不同孔徑的標(biāo)準(zhǔn)篩，將石英砂樣品按顆粒大小分級。通過稱量各篩層上殘留的砂粒質(zhì)量，計(jì)算不同粒徑區(qū)間砂粒的質(zhì)量占比，從而確定粒度分布。

2. 儀器與設(shè)備準(zhǔn)備

標(biāo)準(zhǔn)篩組：根據(jù)鑄造砂常用粒度范圍（通常為 10 目～200 目，對應(yīng)粒徑 2.0mm~0.075mm），選擇連續(xù)孔徑的篩框。例如：

粗砂常用篩號：10 目（2.0mm）、16 目（1.18mm）、20 目（0.85mm）、30 目（0.60mm）、40 目（0.425mm）；

中砂常用篩號：50 目（0.30mm）、70 目（0.212mm）、100 目（0.15mm）；

細(xì)砂常用篩號：120 目（0.125mm）、140 目（0.106mm）、200 目（0.075mm）。

篩框需符合 GB/T 6003.1《試驗(yàn)篩 技術(shù)要求和檢驗(yàn)》，確保孔徑精準(zhǔn)（誤差≤5%）。

振篩機(jī)：電動振篩機(jī)（如頂擊式、水平振動式），需能控制振動頻率（通常 280~320 次 / 分鐘）和振幅，保證篩分效率。

輔助工具：托盤（接最下層篩的細(xì)粉）、毛刷（清理篩網(wǎng)殘留砂粒）、電子天平（精度≥0.1g，量程≥500g）、烘箱（溫度可控制在 105±5℃）、樣品勺、密封容器等。

3. 檢測步驟（詳細(xì)流程）

（1）樣品預(yù)處理：確保代表性與干燥

取樣：從待檢測石英砂批次中隨機(jī)多點(diǎn)取樣（至少 3~5 個點(diǎn)），混合后用四分法縮分至檢測所需量（通常每份樣品量為 1000~2000g，確保檢測準(zhǔn)確性）。

烘干：將樣品放入烘箱，在 105±5℃下烘干至恒重（通常 2~4 小時），去除水分（水分會導(dǎo)致砂粒黏結(jié)，影響篩分結(jié)果）。冷卻至室溫后備用。

（2）篩組組裝與樣品加載

按篩孔從小到大的順序疊放篩框（最上層為最大孔徑篩，最下層為最小孔徑篩，最底部放托盤接細(xì)粉）。例如檢測中砂時，篩組順序可為：40 目→50 目→70 目→100 目→托盤。

用天平稱取烘干后的樣品（通常稱取 500g，記為 “樣品總質(zhì)量 m?”），均勻倒入最上層篩框中，蓋好篩蓋。

（3）振動篩分：控制參數(shù)確保充分分離

將組裝好的篩組固定在振篩機(jī)上，設(shè)定振動時間（通常 10~15 分鐘，根據(jù)砂粒粗細(xì)調(diào)整：粗砂振動時間可縮短至 8~10 分鐘，細(xì)砂需延長至 15~20 分鐘，確保顆粒完全分離）。

啟動振篩機(jī)，期間觀察篩分情況，避免砂粒溢出。

（4）稱量與數(shù)據(jù)記錄

篩分結(jié)束后，小心取下各篩框，用毛刷輕刷篩網(wǎng)內(nèi)側(cè)，確保殘留砂粒全部收集到對應(yīng)篩框中（避免損失）。

分別稱量每個篩框內(nèi)砂粒的質(zhì)量（記為 m?、m?、…、m?，精確至 0.1g），以及托盤內(nèi)細(xì)粉質(zhì)量（記為 m 細(xì)）。

質(zhì)量校核：各篩層砂粒質(zhì)量之和（m?+m?+…+m?+m 細(xì)）與樣品總質(zhì)量 m?的偏差應(yīng)≤1%，否則需重新檢測（偏差過大可能因砂粒黏結(jié)或損失導(dǎo)致）。

（5）計(jì)算粒度分布

計(jì)算各篩號砂粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：某篩號砂粒占比 =（該篩層砂粒質(zhì)量 ÷ 樣品總質(zhì)量 m?）×100%。

統(tǒng)計(jì) “篩余物” 與 “通過物”：例如 “70 目篩余” 指留在 70 目篩上的砂粒占比；“70 目通過” 指通過 70 目篩的砂粒占比（即更細(xì)顆粒的總和）。

4. 結(jié)果表示：關(guān)鍵指標(biāo)定義

鑄造用石英砂的粒度檢測結(jié)果需明確以下核心指標(biāo)：

粒度組成：列出各篩號砂粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（如 40 目占 5%、50 目占 30%、70 目占 50%、100 目占 12%、細(xì)粉占 3%）。

主要粒度區(qū)間：指占比最高的篩號區(qū)間（如 “50~70 目為主”，占比≥70% 為優(yōu)質(zhì)分布）。

平均粒徑：通過加權(quán)計(jì)算得出（如（40 目粒徑 × 占比 + 50 目粒徑 × 占比 + …）÷100），反映砂粒整體粗細(xì)程度。

粒度集中率：某一連續(xù)篩號區(qū)間的砂?？傉急龋ㄈ?50~100 目砂粒占比≥90%，說明粒度集中，性能更穩(wěn)定）。

三、注意事項(xiàng)：避免檢測誤差

篩網(wǎng)清潔：每次檢測前需清理篩網(wǎng)，去除殘留砂?；螂s質(zhì)，避免交叉污染（可用清水沖洗后烘干）。

樣品代表性：取樣需均勻，避免僅取表面或底部砂樣（可能導(dǎo)致粒度偏粗或偏細(xì)）；縮分過程需用四分法（將樣品堆成圓錐，壓平后十字劃分，取對角兩份混合）。

振動參數(shù)穩(wěn)定：振篩機(jī)的頻率、振幅和時間需固定（按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定），不同設(shè)備或參數(shù)可能導(dǎo)致結(jié)果差異。

細(xì)砂處理：對于細(xì)砂（如 100 目以下），若振篩后篩網(wǎng)仍有黏結(jié)，可輔助手工輕敲篩框，但避免用力過猛導(dǎo)致篩網(wǎng)變形。

平行試驗(yàn)：重要檢測需做平行試驗(yàn)（取 2 份樣品分別檢測），兩次結(jié)果的相對偏差應(yīng)≤5%，取平均值作為最終結(jié)果。

四、特殊情況：其他輔助檢測方法

激光粒度儀法：適用于需要高精度粒度分布（尤其是細(xì)顆粒）的場景，原理是通過激光散射測定顆粒粒徑。但鑄造砂顆粒較粗（通常＞0.075mm），且可能含棱角，篩分法仍為行業(yè)首選（更直觀、符合工藝習(xí)慣）。

顯微鏡法：通過顯微鏡觀察砂粒形態(tài)并測量粒徑，多用于研究砂粒形狀（如角形系數(shù)），而非批量粒度檢測。

總結(jié)

鑄造用石英砂的粒度檢測以篩分法為核心，通過標(biāo)準(zhǔn)篩組、振篩機(jī)等設(shè)備，結(jié)合規(guī)范的取樣、烘干、篩分、稱量流程，可精準(zhǔn)獲取粒度分布數(shù)據(jù)。檢測結(jié)果直接指導(dǎo)石英砂的選型（如粗砂適配大型鑄鋼件，細(xì)砂適配精密鑄件），是保證鑄造工藝穩(wěn)定性和鑄件質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。操作中需嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)，控制細(xì)節(jié)誤差，確保結(jié)果可靠。