如何判斷鑄造用石英砂的耐火度是否達標？
點擊量：242時間：2025/8/29 16:48:54
判斷鑄造用石英砂耐火度是否達標的核心邏輯，是通過專業檢測、實際驗證、初步篩選三個維度層層遞進，結合鑄造工藝需求（如澆注金屬類型、澆注溫度）綜合判斷，具體方法如下：
一、實驗室專業檢測：精準量化耐火度（核心依據）
實驗室檢測是判斷耐火度達標的權威手段，通過模擬高溫環境或分析成分，直接獲取石英砂的耐高溫能力數據，常用方法有 3 種：
高溫灼燒試驗：直接觀察耐受極限
按鑄造行業標準（如 GB/T 2684-2021《鑄造用砂及混合料試驗方法》），取代表性石英砂樣品（顆粒級配符合實際使用要求），放入高溫馬弗爐中逐步升溫：
若用于鑄鐵件（澆注溫度約 1300-1450℃），需將砂樣加熱至 1450-1500℃，保溫 1-2 小時；若用于鑄鋼件（澆注溫度約 1500-1650℃），則升溫至 1600-1650℃，保溫相同時間。
冷卻后觀察砂樣狀態：若砂粒無軟化、無粘連結塊、顆粒輪廓清晰，僅少量表面輕微燒結（輕輕揉搓可分散），說明耐火度達標；若出現明顯熔融、顆粒粘連成硬塊（無法分散），或砂粒變形、收縮嚴重，則耐火度不足。
差熱分析（DTA）+ 熱重分析（TGA）：捕捉相變與熔融信號
通過差熱分析儀監測砂樣在升溫過程中的 “熱效應變化”，結合熱重儀監測重量變化：
石英砂的主要成分 SiO?存在多晶轉變（如 α- 石英→β- 石英，轉變溫度約 573℃；β- 石英→β- 鱗石英，約 870℃），這些轉變僅會產生微小熱信號，且重量無明顯變化；
當溫度升至1713℃（SiO?理論熔融溫度） 附近時，若出現 “劇烈放熱峰” 且重量開始緩慢減少（熔融導致微量揮發），說明砂樣接近熔融狀態；若在實際澆注溫度（如鑄鋼 1650℃）前就出現明顯放熱峰或重量異常變化，說明耐火度不達標（含雜質導致熔融溫度降低）。
化學成分分析：通過雜質含量反推耐火度
石英砂的耐火度主要由 SiO?純度決定，雜質（如 Fe?O?、CaO、MgO、Al?O?等）會顯著降低其耐火度（例如 Fe?O?含量每增加 1%，耐火度可能降低 50-100℃）：
用 X 射線熒光光譜（XRF）或化學分析法檢測砂樣成分：若 SiO?純度≥98%，雜質總量≤2%（其中 Fe?O?≤0.5%、CaO+MgO≤0.3%），通常耐火度可滿足鑄鋼需求；若 SiO?純度 95%-98%，雜質總量≤5%，可滿足鑄鐵或非鐵合金（如鋁合金，澆注溫度約 600-700℃）需求；
若雜質含量超標（如 Fe?O?＞1%），即使外觀正常，高溫下也易軟化熔融，耐火度必然不達標。
二、實際應用驗證：貼合工況的 “實戰測試”
實驗室數據可能與實際鑄造工況存在差異（如砂型中粘結劑、附加物的影響），需通過小批量試用驗證：
小批量制芯 / 制型 + 澆注試驗
按實際生產的砂型配方（石英砂 + 粘結劑 + 輔料），制作小型砂芯或砂型（如尺寸 100×100×50mm 的試塊砂型），澆注對應類型的金屬液（如計劃澆鑄鑄鋼，就用同牌號鋼水）：
澆注后冷卻開箱，觀察砂型 / 砂芯的 “高溫穩定性”：若砂型無坍塌、無開裂，鑄件表面無嚴重 “粘砂”（砂粒牢固附著在鑄件表面，清理困難），說明石英砂耐火度適配當前工況；
若出現 “砂型燒結”（砂型表面形成堅硬殼層，無法潰散）或 “鑄件粘砂”（粘砂層厚度＞1mm），則證明耐火度不足 —— 粘砂本質是石英砂在高溫金屬液作用下軟化熔融，與金屬液發生反應并附著在表面。
對比合格砂樣的使用效果
若有已知耐火度達標的同類型石英砂（如之前生產中無問題的砂），可將新砂與合格砂按相同配方制作砂型，同時澆注：
若新砂對應的砂型 / 鑄件出現上述缺陷，而合格砂無問題，直接說明新砂耐火度不達標；若兩者狀態一致，則新砂耐火度符合要求。
三、初步外觀與物理特性篩選：快速排除明顯不合格品
該方法無法精準判斷耐火度，但可快速篩選出明顯劣質的砂樣，減少后續檢測成本：
觀察顏色與雜質
優質石英砂顏色偏純白、乳白色或淺灰白色，色澤均勻；若顏色偏黃、偏紅、偏黑，或肉眼可見較多褐色、黑色斑點（多為 Fe?O?、有機質雜質），說明雜質含量高，耐火度大概率不達標。
檢查顆粒形態與硬度
用手揉搓砂樣：若感覺有大量粉末（風化粉化），或顆粒易破碎（用指甲可掐碎），說明砂樣結構松散、穩定性差，高溫下易軟化；
用莫氏硬度筆（或玻璃片）劃砂粒：石英砂莫氏硬度為 7（可劃傷玻璃），若砂粒無法劃傷玻璃，或硬度明顯低于 7，說明含大量長石、方解石等低硬度雜質（長石耐火度約 1200-1300℃），耐火度必然不足。
洛陽石英砂廠家關鍵提醒：結合實際鑄造需求判斷 “達標”
耐火度 “達標” 不是絕對概念，需匹配具體工況：
澆注低溫金屬（如鋁合金、鋅合金）時，石英砂耐火度≥1200℃即可；
澆注鑄鐵時，需≥1450℃；
澆注高碳鋼、合金鋼時，需≥1600℃。
因此，判斷前需先明確自身鑄造工藝的最高溫度需求，再通過上述方法驗證砂樣是否能滿足該溫度下的穩定性。