寶珠砂

寶珠砂又名電熔陶粒，是石英砂的高級替代品。

基本介紹

• 中文名：寶珠砂
• 外文名：ceramic foundry sand
• 粒　形：球形
• 膨脹係數：(20-1000 ℃) 6 × 10-6/℃
• 顏　色：灰棕色

寶珠砂介紹

石英砂的優點是分布廣泛，成本低廉；但其缺點也相當明顯：一是膨脹係數大，鑄件精度低；二是鑄件表面粘砂嚴重，清砂困難。究其因，是石英在不同的溫度下會有多種同質異晶體生成，體積變化大；受耐火度 ( 石英砂的耐火度在 1400 -1700 ℃ 之間 ) 的限制，鑄件局部（孔、槽、及熱節集中的部位）粘砂嚴重，清理十分困難。上述缺點在大型鑄鋼件的生產中尤為嚴重。

寶珠砂顯微寫真

寶珠砂能克服這些缺點，從而大大提高了鑄件的質量。

寶珠砂是 以優質鋁釩土為原料，經 煅燒、電熔、造粒、分篩等工藝而製成的。

物理化學性能

粒　形

球形

膨脹係數

(20-1000 ℃) 6 × 10-6/℃

顏　色

灰棕色

粒度

6－320 目(φ0.053－3.36mm)

耐火溫度

≥ 1790 ℃

Al2O3

70-85%

堆積比重

1.95 -2.05g /cm3

SiO2

≤ 15%

真 密 度

3.4g /cm3

TiO2

≤ 3.5%

熱 導 率

(1200 ℃)5.27W/M·K

PH 值

7 － 8

寶珠砂的特點

.熱膨脹係數小，性能可與鋯英砂媲美，用其配製型砂，鑄件不會產生膨脹缺陷；

.砂粒為球形，流動性好， 易舂實，且透氣性好

.表面光滑 ，結構緻密 ，使得粘結劑能均勻覆蓋

.寶珠砂屬中性材料， 酸、鹼粘結劑均可使用　

.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% ；並減少了粘結劑所產生的鑄造缺陷，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於燒結產品，具有良好的耐火性

.熱導率大，穩定性好，不龜裂

.套用範圍廣　

水玻璃砂、樹脂砂、精密鑄造及銅、鋁件的拋光清理

主要性能比較

寶珠砂與鉻鐵礦砂、鋯英砂

	寶珠砂	鋯英砂	鉻鐵礦砂
PH值	7.65	4.56	8.24

堆密度(g/㎝)

1.95-2.05

2.9-3.1

2.6-2.7

真密度(g/㎝)

3.4

4.4-4.71

3.9-4.8

粒形

球形

不規則

不規則

粘結劑加入量（水玻璃 +CO2硬化）

3-4%

7-8%

7-8%

套用一

寶珠砂在大型鑄件上的套用

目前，寶珠砂廣泛套用於樹脂砂（呋喃樹脂、酚醛樹脂），水玻璃砂（有機脂、 CO 2 硬化），覆膜砂。適於各種金屬鑄件：如：碳鋼、合金鋼（高錳鋼、高鉻鑄鐵），鑄鐵、鑄銅等。

套用二

寶珠砂在大型複雜鑄件上的套用

玉林柴油機廠採用寶珠砂製作柴油發動機水套件，保持了原用砂的特性，克服了原用砂膨脹係數大、粘結劑加入量大、發氣量大等缺點，減少了樹脂的加入量，提高了產品的成品率。

套用三

寶珠砂在大型鑄鋼件上的套用

福建三明三重全部使用寶珠砂，加入 3.2% 的水玻璃，所有芯子、外形不刷塗料，使用後發現鑄件表面光潔，不粘砂，且耗能低。砂子再生設備也相當簡易。

洛陽洛北鋼廠用生產重達 13 噸的水泥生產設備 ---- 迴轉窯托輪。其芯子 ( φ 90mm 、長 800mm ) 以 30-40 目的寶珠砂作原砂，加入 3.5% 的水玻璃，以 CO2 硬化。其他部位仍以矽砂作為原砂，不改變原有的使用方法。清理時發現，芯子的型殼表面只有 0.2mm 厚的黑釉，表面排列有序，未被燒結，且易被清掉；在其他用矽砂的部位，型殼表面有 3 － 8mm 厚的燒結黑釉層。

洛陽洛北鋼廠、汝陽興榮機械廠、山東恆城鑄造廠等數十家廠家，在 30 － 40 目砂的寶珠砂中，加入 140 － 320 目的細砂 20 － 30% ，結果表明同樣不粘砂，且有足夠的透氣性，也易清理。有些鑄鋼廠為了降低生產成本，採用了局部單一面砂的方法，同樣起到了不粘砂的效果。

經過與鑄造廠家的長期摸索，總結出：面砂的厚度以 10 － 20mm 為宜（舂緊厚度）；對形狀複雜、厚大部位、拐角處，適當增加厚度，背砂仍用普通石英砂。

該砂也可和石英砂混合使用，比例根據鑄件的大小、鋼種改變而改變，同樣達到了不粘砂，易潰散的效果。

套用四

寶珠砂在熔模鑄造上的套用

寶珠砂耐火度高，可以代替鋯英砂用在鑄鋼件熔模精鑄的面層撒砂。

套用前景

寶珠砂在汽車零部件上的套用前景

長期以來，汽車工業穩居鑄造工業的最大市場，近年來我國汽車工業的發展更是不斷拉動鑄造工業進入一個全新發展期，而其在迅猛發展的同時，也帶動了鑄造業市場的急速擴大，並賦予其廣闊的發展前景。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，則新產汽車配套零部件鑄造市場規模在2015年將達到12000億元左右。

套用結論

寶珠砂是一種非石英質型人造砂，適用於各種鑄造方式；如： V 法， VRH ，消失模，熔模，一般砂型（粘土砂、水玻璃+ CO 2 硬化）、樹脂砂等；適用於各種粘結劑、各種金屬材料的鑄件生產，不但能大幅度提高鑄件質量，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），對大多數鑄件可以省去塗料，尤其適宜製作質量要求高的鑄件。

值得注意的是：在使用水玻璃 CO 2 硬化砂中，吹乾的芯、型，不宜再上窯烘乾（如烘乾一定要控制加熱速度）。隨著鑄造業的發展和社會環保的要求，局部和全部使用寶珠砂的廠家會越來越多，它已被譽為環保型（ GREEN BEADS ）鑄造材料，有很好的推廣使用前景。

寶珠砂有效的解決鑄件成本高及鑄件質量差等問題

消失模鑄造企業近年來受到眾多因素的影響，導致生產的鑄件成品合格率不高，其中，鑄件生產成本高、次品率高、質量偏低等特徵已經成為擺在國內消失模鑄造企業的三座巨山，如何解決這些難題、早日提升鑄造產品性價比成為當前國內鑄造企業的首要任務之一。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重要的環節，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應該在型砂的選擇方面多下功夫。

根據相關數據顯示，目前國內大多數鑄造企業已經在型砂選擇方面有了改進，摒棄了傳統低價的石英砂或鎂橄欖石砂，而採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合的產物，集中了耐火度高、流動性好以及高透氣性等優點，在一定程度上解決了有關鑄造生產中的缺陷問題，因而受到國際鑄造行業的廣泛關注，成為消失模鑄造的新寵。消失模鑄造企業的鑄件成本、次品率、質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的喜愛。