寶珠砂

寶珠砂在大型鑄件上的應(yīng)用

目前，寶珠砂廣泛應(yīng)用于樹脂砂（呋喃樹脂、酚醛樹脂），水玻璃砂（有機脂、 CO 2 硬化），覆膜砂。適于各種金屬鑄件：如：碳鋼、合金鋼（高錳鋼、高鉻鑄鐵），鑄鐵、鑄銅等。

寶珠砂在大型復雜鑄件上的應(yīng)用

玉林柴油機廠采用寶珠砂制作柴油發(fā)動機水套件，保持了原用砂的特性，克服了原用砂膨脹系數(shù)大、粘結(jié)劑加入量大、發(fā)氣量大等缺點，減少了樹脂的加入量，提高了產(chǎn)品的成品率。

寶珠砂在大型鑄鋼件上的應(yīng)用

目前，寶珠砂廣泛應(yīng)用于樹脂砂（呋喃樹脂、酚醛樹脂）、水玻璃砂（有機脂、CO 2硬化）、覆膜砂。適于各種金屬鑄件，如：碳鋼、合金鋼（高錳鋼、高鉻鑄鐵），鑄鐵、鑄銅等。

1）呋喃樹脂造型

利用呋喃樹脂將寶珠砂和大林砂分別加入1.2%的呋喃樹脂和40%重量的呋喃樹脂的固化劑，固化時間按1、2、3、4、5、24小時排列檢測，測試隨時間變化的抗拉強度（用“8”字試塊）如表2所示。

表2 ?寶珠砂與大林砂抗拉強度對比

從表2中可知，寶珠砂用呋喃樹脂做粘接劑時，其硬化速度比硅砂要快，且同樣的樹脂加入量，強度提高也很多，特別是24h放置后的抗拉強度，比硅砂提高了53.6%，可見，寶珠砂用呋喃樹脂時不僅可減少樹脂的加入量，降低成本（樹脂約1.2萬元/噸），也能提高生產(chǎn)效率。

根據(jù)上述實驗，將寶珠砂應(yīng)用于發(fā)動機水套芯子，取得了良好的效果。

2）酚醛樹脂做覆膜砂造型、制芯

利用寶珠砂的抗拉強度高以及發(fā)氣量低等特性，通過樹脂覆膜后可制作耐高溫、低膨脹、易潰散、高強度、低發(fā)氣量的覆膜砂。對于特別復雜類芯子，還可解決射不實的問題。

3）堿性酚醛樹脂造型、制芯

表3 ?堿性酚醛樹脂寶珠砂與標準砂抗拉強度對比表

4）水玻璃造型

在寶珠砂中加入3%~5%的水玻璃，混砂，把混制好的水玻璃寶珠砂先填充于易粘砂部位A處，其余部位再填充水玻璃石英砂，硬化后施涂。澆注后，鑄件易清理，表面光潔度高，起到防粘砂的作用。

圖5、6、7、8、9是局部（夾角、芯）采用寶珠砂生產(chǎn)大型鑄鋼件示意圖。在填充寶珠砂的局部部分都是易產(chǎn)生燒結(jié)、粘砂和鐵包砂的地方。

其中活動支架（圖6）的四個夾角填充寶珠砂后，不僅改變了粘砂的現(xiàn)象，而且消除了因水玻璃石英砂燒結(jié)后退讓性差，造成鑄件裂紋斷裂的現(xiàn)象。

總之，在大型鑄鋼（鑄鐵）件內(nèi)夾角、凹槽、細長小孔熱結(jié)集中處等易粘砂部分使用寶珠砂，能消除其局部粘砂或鐵包砂現(xiàn)象，可減少鑄件的清理費用，提高鑄造件的表現(xiàn)質(zhì)量，能防止內(nèi)角處發(fā)生裂紋。

寶珠砂除了直接使用CO2硬化水玻璃造型以外，其在酯硬化水玻璃方面也有顯著的優(yōu)勢。表4為酯硬化水玻璃寶珠砂與標準砂抗拉強度的對比。

表4 ?酯硬化水玻璃寶珠砂與標準砂抗拉強度對比表

5）消失模鑄造

利用寶珠砂的上述特性，用于消失模鑄造，可使鑄件的成品率上升，成本下降，勞動環(huán)境改善。

消失模鑄造為干砂負壓造型，許多鑄件的內(nèi)夾角部分、細長孔部分及復雜的內(nèi)腔部分，砂子不容易（振動）充實，再加上耐火溫度不夠，很容易在這些部位產(chǎn)生燒結(jié)或鐵包砂現(xiàn)象，從上述寶珠砂的特性可以看出，寶珠砂很容易地就解決了這些問題。

圖11為油田上的一個零件，名稱：大四通；材質(zhì)：ZG310-570；重量：195Kg。從圖中可以看出￠47×500的細長孔如果用普通的石英砂，就（振動）充填不實，易造成鐵包砂、燒結(jié)等現(xiàn)象，無法清理。

采用寶珠砂，以上兩個問題就不存在。利用寶珠砂的球形結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生良好的透氣性，良好的流動性和充填性能以及它自身的耐高溫特性和它的高強度、不破損、不粉化、回用性能好的特點，使鑄件的成品率上升，成本下降，勞動環(huán)境改善。

圖12為發(fā)動機缸體。用寶珠砂做為填充砂，可以使這種復雜的鑄件實現(xiàn)澆注，且成品率達到97%。

.熱膨脹系數(shù)小，性能可與鋯英砂媲美，用其配制型砂，鑄件不會產(chǎn)生膨脹缺陷；

.砂粒為球形，流動性好， 易舂實，且透氣性好

.表面光滑 ，結(jié)構(gòu)致密 ，使得粘結(jié)劑能均勻覆蓋

.寶珠砂屬中性材料， 酸、堿粘結(jié)劑均可使用　

.回用再生性能好，性價比高　

與鉻鐵礦砂、鋯英砂相比，其價格只有鋯英砂、鉻鐵礦砂 25 － 50% 。同時，因砂粒為球形，其表面積小，故樹脂的加入量可減少 30 － 50% ，水玻璃的加入量≤ 4% ；并減少了粘結(jié)劑所產(chǎn)生的鑄造缺陷，提高了鑄件的成品率

. 耐火度高，易潰散　　　

寶珠砂的莫來石相大大高于燒結(jié)產(chǎn)品，具有良好的耐火性

.熱導率大，穩(wěn)定性好，不龜裂

.應(yīng)用范圍廣　

樹脂砂、水玻璃砂、粘土砂、消失模、V法、熔模及銅、鋁件的拋光清理

長期以來，汽車工業(yè)穩(wěn)居鑄造工業(yè)的最大市場，近年來我國汽車工業(yè)的發(fā)展更是不斷拉動鑄造工業(yè)進入一個全新發(fā)展期，而其在迅猛發(fā)展的同時，也帶動了鑄造業(yè)市場的急速擴大，并賦予其廣闊的發(fā)展前景。我國汽車零部件鑄造市場前景廣闊，預計我國汽車總產(chǎn)量到2015年達到1500萬輛左右，以均價12萬元售價計算，全車配套件一般在8萬元左右，則新產(chǎn)汽車配套零部件鑄造市場規(guī)模在2015年將達到12000億元左右。

寶珠砂是一種非石英質(zhì)型人造砂，適用于各種鑄造方式；如：V法，VRH，消失模，熔模，一般砂型（粘土砂、水玻璃+CO2硬化）、樹脂砂等；適用于各種粘結(jié)劑、各種金屬材料的鑄件生產(chǎn)，不但能大幅度提高鑄件質(zhì)量，而且清砂容易，配砂工藝簡單方便（大型鑄鋼廠單件小批量局部用砂，少量用砂人工混制即可），對大多數(shù)鑄件可以省去涂料，尤其適宜制作質(zhì)量要求高的鑄件。

值得注意的是：在使用水玻璃CO2硬化砂中，吹干的芯、型，不宜再上窯烘干（如烘干一定要控制加熱速度）。隨著鑄造業(yè)的發(fā)展和社會環(huán)保的要求，局部和全部使用寶珠砂的廠家會越來越多，它已被譽為環(huán)保型（GREEN BEADS）鑄造材料，有很好的推廣使用前景。

寶珠砂回用性能好，對砂處理設(shè)備要求低，砂處理能耗低、費用低。砂子回收率達到98%。產(chǎn)生鑄造垃圾少。消失模填充砂由于沒有粘接劑，砂子再回收利用率更高，成本更低，達到1.5~2kg/t鑄件耗砂量。

消失模鑄造企業(yè)近年來受到眾多因素的影響，導致生產(chǎn)的鑄件成品合格率不高，其中，鑄件生產(chǎn)成本高、次品率高、質(zhì)量偏低等特征已經(jīng)成為擺在國內(nèi)消失模鑄造企業(yè)的三座巨山，如何解決這些難題、早日提升鑄造產(chǎn)品性價比成為當前國內(nèi)鑄造企業(yè)的首要任務(wù)之一。眾所周知，在鑄造過程中型砂的選擇是整個工藝流程中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，一旦砂子選擇不恰當則會影響整個全局，所以消失模鑄造企業(yè)應(yīng)該在型砂的選擇方面多下功夫。

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，目前國內(nèi)大多數(shù)鑄造企業(yè)已經(jīng)在型砂選擇方面有了改進，摒棄了傳統(tǒng)低價的石英砂或鎂橄欖石砂，而采用新型的寶珠砂來改善鑄件問題，這一新型的砂子是校企聯(lián)合的產(chǎn)物，集中了耐火度高、流動性好以及高透氣性等優(yōu)點，在一定程度上解決了有關(guān)鑄造生產(chǎn)中的缺陷問題，因而受到國際鑄造行業(yè)的廣泛關(guān)注，成為消失模鑄造的新寵。消失模鑄造企業(yè)的鑄件成本、次品率、質(zhì)量三大問題得到了有效的緩解，同時寶珠砂也得到了眾多企業(yè)的喜愛。