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被忽視的鑄造行業(yè),石英砂第二大應(yīng)用領(lǐng)域揭曉


來源:中國粉體網(wǎng)   初末

[導(dǎo)讀]  天然硅砂是鑄造過程中最基礎(chǔ)、用量最大、最重要的原輔材料。

中國粉體網(wǎng)訊  石英是一種重要的非金屬礦資源,是玻璃、機(jī)械鑄造、電子電工、冶金、石油、耐火材料、化工、陶瓷、光伏、半導(dǎo)體等多個(gè)領(lǐng)域上百種工業(yè)產(chǎn)品的基礎(chǔ)性原料。鑄造砂是除玻璃外石英資源的第二大應(yīng)用領(lǐng)域,主要資源來源為石英砂巖、天然石英砂等。天然硅砂是鑄造過程中最基礎(chǔ)、用量最大、最重要的原輔材料。


近年來,我國原砂生產(chǎn)企業(yè)加大了對技術(shù)改造的投入,并向綜合性方向發(fā)展。產(chǎn)品品種日趨多樣化,水洗砂、擦洗砂、精選砂、覆膜砂等已能滿足我國鑄造生產(chǎn)發(fā)展的需要。鑄造用石英砂要求價(jià)廉易得、鑄型制造簡便、具有高的耐火度和熱穩(wěn)定性,具有適宜的顆粒形狀和顆粒組成,不易被液態(tài)金屬潤濕。


原砂


來源:長江材料


原砂是鑄造生產(chǎn)中造型用的最基本材料,其中應(yīng)用最廣泛的是石英砂(俗稱硅砂),產(chǎn)品包括擦洗砂和焙燒砂,是由天然硅砂經(jīng)過簡單的物理加工得到。石英砂以外的原砂通稱為特種砂,包括:鋯砂、燒結(jié)鎂砂、鉻鐵礦砂等。


鑄造用覆膜砂


覆膜砂主要由基砂、覆膜材料和添加劑組成,其中基砂通常采用石英砂,其顆粒形狀和大小對覆膜砂的性能有著直接影響,而優(yōu)質(zhì)的石英砂顆粒均勻,表面光滑,有助于樹脂的均勻覆蓋,提高覆膜砂的強(qiáng)度和耐熱性。而且覆膜材料一般選擇熱塑性樹脂,如酚醛樹脂或呋喃樹脂,這些樹脂在高溫下能夠形成堅(jiān)硬的殼體,提供良好的支撐力和耐高溫性能。添加劑則根據(jù)具體需求進(jìn)行選擇,如增韌劑、抗氧化劑等,以進(jìn)一步改善覆膜砂的性能,增強(qiáng)其在鑄造過程中的穩(wěn)定性和適應(yīng)性。


覆膜砂主要應(yīng)用于鑄件造型和油氣開采兩大方向。其中用于鑄件造型過程的覆膜砂被稱為鑄造用覆膜砂,用于油氣開采過程的覆膜砂被稱為樹脂覆膜支撐劑。鑄造用覆膜砂廣泛應(yīng)用于鑄造工業(yè),是汽車、摩托車、高鐵、農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械等零部件生產(chǎn)使用的主要造型材料。


來源:彰武鑫營鑄造材料


高性能覆膜砂具有一系列優(yōu)良的性能,使其在復(fù)雜砂型鑄造中表現(xiàn)出色,其中覆膜砂具有較高的強(qiáng)度和硬度,能夠在高溫下保持穩(wěn)定,不易變形,這會(huì)使覆膜砂能夠承受復(fù)雜砂型鑄造過程中產(chǎn)生的各種應(yīng)力,確保鑄件的尺寸精度和表面質(zhì)量。此外,覆膜砂具有良好的耐高溫性能和化學(xué)穩(wěn)定性,能夠在高溫下形成穩(wěn)定的樹脂殼體,有效防止鑄造過程中發(fā)生粘砂和夾雜等缺陷。另外,覆膜砂還具有優(yōu)良的流動(dòng)性和成型性,能夠填充復(fù)雜的型腔,保證鑄件的細(xì)節(jié)完美再現(xiàn),滿足復(fù)雜鑄件的制造需求。


3D打印砂


傳統(tǒng)的鑄造砂型制備工藝存在諸多問題,如制造周期長、精度低、材料浪費(fèi)嚴(yán)重等。這些問題不僅影響了鑄件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率,也限制了鑄造工藝的發(fā)展。而 3D打印技術(shù)的出現(xiàn),則為解決這些問題提供了全新的途徑。


3D打印工藝流程


激光3D打印技術(shù)以其快速、靈活的特點(diǎn),能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)鑄造砂型的快速制造,大幅縮短了制造周期,提高了生產(chǎn)效率。激光3D打印砂型在鑄造領(lǐng)域的應(yīng)用,極大地提高了鑄造精度。通過激光逐層燒結(jié)砂粉,實(shí)現(xiàn)了高精度、復(fù)雜結(jié)構(gòu)砂型的快速制備。這種制備方式消除了傳統(tǒng)模具制作過程中的繁瑣工序,減少了人為誤差,確保了砂型的尺寸精度。同時(shí),激光3D打印還能夠制造出具有優(yōu)異表面質(zhì)量和細(xì)微結(jié)構(gòu)的砂型,為鑄件的成型提供了更高水平的支持,從而提高了鑄造產(chǎn)品的整體質(zhì)量和精度水平。


來源:長江材料


3D打印砂是目前鑄造砂中用量增長較快的新類型,3D打印砂通常要求石英顆粒強(qiáng)度高,SiO2≥90%,Al2O3≤10%,CaO+MgO<0.6%,Na2O+K2O<0.4%,含泥量≤0.2%,粒度0.053~0.3mm。


再生砂


再生砂是利用專用的設(shè)備和技術(shù)將鑄造使用后的廢(舊)砂進(jìn)行處理和加工,使其再次具有使用性能和價(jià)值的鑄造用材料,可以再次作為覆膜砂或其它砂產(chǎn)品的基礎(chǔ)材料而循環(huán)使用。


砂芯


砂芯是鑄造生產(chǎn)中用于鑄造澆注型(芯)制造的主要部件,一般是由覆膜砂通過專有制型(芯)設(shè)備在型(芯)模具中以特有的固結(jié)工藝過程制備而成。芯砂除應(yīng)具有一般型砂的性能外,還要求有較高的強(qiáng)度、透氣性、退讓性和潰散性。


參考來源:

長江材料年報(bào)、招股說明書

高昕.高性能覆膜砂在復(fù)雜砂型鑄造中的應(yīng)用研究

李作敏等.我國石英資源的開發(fā)利用特點(diǎn)及應(yīng)用進(jìn)展

惠旭.高精度多孔結(jié)構(gòu)鑄造砂型(芯)的激光3D打印


(中國粉體網(wǎng)編輯整理/初末)

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