如何根據不同的鑄造工藝選擇合適的鑄造用石英砂？

點擊量：203時間：2025/8/7 16:28:19

不同鑄造工藝的核心差異體現在砂型的固化方式、透氣性需求、強度要求及鑄件精度上，因此對石英砂的性能指標（如純度、粒度、含泥量等）要求也不同。選擇時需結合工藝特點，重點匹配石英砂的關鍵性能，以下是具體適配邏輯：

一、濕型鑄造（潮模砂鑄造）：側重 “透氣性與強度平衡”

工藝特點：砂型不烘干，直接用濕態（水分 3%-5%）造型，依賴粘土（膨潤土）粘結，生產效率高（適合大批量鑄鐵件，如汽車缸體、機床鑄件），但砂型高溫穩定性較差，易因透氣性不足產生氣孔。

石英砂選擇核心指標：

粒度與粒度組成：

優先選中等粒度（50-100 目，粒徑 0.15-0.3mm），避免過粗（導致砂型表面粗糙）或過細（透氣性差）。粒度組成需集中（主粒徑占比≥70%），減少細粉（≤0.02mm 顆粒）占比，平衡透氣性和表面光潔度。

含泥量：嚴格控制≤3%（泥質會堵塞孔隙，降低透氣性，且消耗粘土粘結劑，導致強度下降）。

SiO?含量：普通鑄鐵件≥85% 即可（鑄鐵液溫度 1300-1400℃，耐火性要求不極致）；若鑄件壁厚較大（需抗沖刷），可提高至≥90%。

角形系數：中等棱角（角形系數 1.2-1.5），顆粒間咬合性好，保證濕態砂型強度（避免造型時塌箱）。

二、樹脂砂鑄造（呋喃樹脂 / 酚醛樹脂砂）：側重 “純度與化學穩定性”

工藝特點：用樹脂（酸性或堿性）作粘結劑，砂型常溫自硬或加熱固化，強度高、尺寸精度高（適合精密鑄件，如風電輪轂、液壓閥體），但樹脂成本高，對砂中雜質敏感（雜質會干擾樹脂固化）。

石英砂選擇核心指標：

SiO?含量：≥90%（鑄鋼件需≥95%），高純度可減少堿性雜質（長石、云母），避免與酸性樹脂反應（雜質會消耗樹脂，降低固化速度和砂型強度）。

酸耗值：≤5mL/50g（關鍵指標），反映砂中堿性雜質含量，酸耗值越低，樹脂利用率越高，砂型強度越穩定。

含泥量：≤1%（甚至≤0.5%），泥質會吸附樹脂，導致粘結劑用量增加，且降低透氣性（精密鑄件需嚴格避免氣孔）。

粒度：根據鑄件精度選擇，小件 / 薄壁件用細砂（70-140 目，表面光潔），大件 / 厚壁件用中粗砂（40-70 目，提高透氣性，避免熱裂）。

砂粒形狀：偏圓鈍（角形系數≤1.2），流動性好，便于緊實成型，且透氣性更均勻（樹脂砂依賴砂粒間隙排氣）。

三、水玻璃砂鑄造（自硬 / CO?硬化）：側重 “低雜質與潰散性”

工藝特點：用水玻璃（硅酸鈉）作粘結劑，通過 CO?吹氣硬化或自硬，成本低于樹脂砂，適合中大型鑄鋼件（如軋輥、閥體）或單件小批量生產，但砂型潰散性較差（清理難度大）。

石英砂選擇核心指標：

含泥量：≤1%，泥質會與水玻璃反應生成低強度凝膠，導致砂型強度下降，且增加潰散難度（泥質殘留易粘砂）。

SiO?含量：鑄鋼件≥90%（水玻璃砂高溫下易與金屬液反應，高 SiO?可減少粘砂）；鑄鐵件≥85% 即可。

粒度：大型鑄件用中粗砂（40-70 目，提高透氣性，減少氣孔）；中小型精密件用中細砂（50-100 目，保證表面精度）。

燒失量：≤1%，避免砂中有機物 / 碳酸鹽高溫揮發，導致鑄件氣孔缺陷。

四、消失模鑄造（實型鑄造）：側重 “高透氣性與流動性”

工藝特點：用泡沫塑料模樣埋入干砂（無粘結劑），振動緊實后澆注，金屬液取代泡沫并排氣，適合復雜結構鑄件（如發動機缸蓋、管件），對砂的透氣性和流動性要求極高。

按工藝核心需求匹配關鍵指標

鑄造工藝 核心需求 石英砂關鍵指標要求 典型應用鑄件

濕型鑄造 透氣性與強度平衡 含泥量≤3%，50-100 目，SiO?≥85% 汽車缸體、鑄鐵件

樹脂砂鑄造 純度與固化穩定性 酸耗值≤5mL，含泥量≤1%，SiO?≥90%，細砂為主 精密閥體、風電件

水玻璃砂鑄造 低雜質與強度 含泥量≤1%，SiO?≥90%，中粗砂為主 大型鑄鋼件、軋輥

消失模鑄造 高透氣性與流動性 圓度好，含泥量≤0.5%，40-70 目，透氣性≥80 復雜管件、缸蓋

干砂型鑄造 高溫穩定性 SiO?≥90%，中粗砂，含泥量≤2% 大型機床床身

此外，需結合鑄件材質（鑄鋼需更高 SiO?，鋁合金可放寬）和 GB/T 9442 標準中 “普通砂 - 優質砂 - 高級優質砂” 的等級劃分，最終通過工藝試驗驗證砂型性能（強度、透氣性、潰散性），確保適配性。