铸钢件上宝珠砂的应用

长期以来，国内铸钢件的生产多采用水玻璃砂工艺，但水玻璃砂溃散性差，浇注后形成坚硬的砂块难以破碎，对砂子的再生和回用及铸件的清理造成很大困难。随着铸造行业的不断飞速发展，人们对生产技术、铸件质量、劳动环境等要求不断提高，在铸造车间技术改造中，有越来越多的企业首选树脂砂工艺。  

为了有效地减少和防止钢水对砂型（芯）的渗透引起粘砂，自20世纪80年代树脂砂开始应用起，生产中就在铸钢件的壁厚和热节处使用铬铁矿砂作面砂来防止金属渗透粘砂。而对于铬铁矿砂来说，其主要成分为Cr2O3，其中三价铬离子在空气、水中很容易被氧化成六价铬离子，人呼吸着被六价铬离子污染的空气容易致癌。  

因此从环境保护、资源节约、人文关怀等方面，亟需要一种新型铸造用砂来替代以上常见砂子，弥补各方面的不足和缺陷，一种新型人造砂——宝珠砂应运而生。本文主要介绍宝珠砂与邦尼树脂一起应用于铸钢件的情况。  

宝珠砂又名电熔陶粒。在电弧炉中加入含Al2O345~90%铝矾土矿石原材料，利用电弧放电产生的高温，将铝矾土原料熔化成液体，在液体流出炉子时，对其施以70~85m/s的空气压，利用强风将液体原料破碎、冷却后，得到形状为球状或接近球状、表现光滑的砂粒。  

从宝珠砂的物理及化学性能可以看出，宝珠砂具有以下特点：  

（1）宝珠砂热膨胀系数小，砂型稳定性好，不龟裂，减少产生砂子膨胀造成的脉纹等铸造缺陷。  

（2）宝珠砂粒度接近球形，表面光滑，结构致密，使得粘结剂能均匀覆盖，流动性好，易舂实。  

（3）宝珠砂硬度高，不易破碎，几乎不产生灰分，树脂加入量可以降低30%以上，可以减少型/芯砂发气量，降低形成气孔的风险。  

（4）宝珠砂的莫来石相远高于烧结产品，耐火度高，超过钢水浇注温度，适用于大型铸钢件、合金钢造型，可完全替代铬矿砂，造型方便不粘砂。  

（5）回用再生性能好，耐用性和再生回收率高，再生率高达98%。与铬铁矿砂、锆英砂相比，其价格只有锆英砂25~50%。同时，因砂粒为球形，其表面积小，故树脂的加入量可减少30%~50%，水玻璃的加入量≤4%；并减少了粘结剂所产生的铸造缺陷，提高了铸件的成品率。