宝珠砂与烧结陶粒砂型砂强度性能对比

宝珠砂与烧结陶粒砂型砂强度性能对比

对于砂型铸造来说，型芯砂的强度是最重要的控制指标之一。如何经济高效地获得工艺需要的型芯砂强度，在粘结剂确定以后，原砂的种类、粒度分布最为关键。原砂的选用合理与否，还关系到能否最大限度地发挥粘结剂的粘结效用，从而达到减少粘结剂用量，提高铸件质量，减少清理工作量，减少废弃物排放等。

理论上来讲，当粒度分布相近时，原砂的粒形越圆，单位体积的原砂的总表面积就越小，需要的粘结剂量会减少。同时，混合料的流动性和紧实密度相对较高，砂粒间的接触点和粘结剂的“连接桥”截面积增大，对提高型芯砂的强度有利。

目前最为常见的人造球型砂宝珠砂和烧结陶粒砂，据称角形因数分别为≤1.06和≤1.15，都是粒形近圆的新型铸造原砂，表面形貌见图1。

宝珠砂 烧结陶粒砂

图1 宝珠砂与烧结陶粒砂的颗粒形貌

铸造科技工作者进行了实验室试验，检测了两种原砂树脂砂试样抗压强度。

试验采用呋喃树脂，因为两种原砂堆积密度有一定的差异，加入相同的体积比例的树脂，固化剂加入量为树脂的20%，台式混砂机混砂，制成￠50ｘ50圆柱形抗压强度试样，测试结果如下：

表1 宝珠砂与烧结陶粒砂自硬砂试样强度试验数据

可以看出，在相同体积比例的树脂加入量下（重量百分数，宝珠砂比陶粒砂少22%），宝珠砂试样的1小时抗压强度、2小时抗压强度、24小时的抗压强度分别是陶粒砂试样的2.55倍、2.89倍和2.15倍。造成以上强度数据显著差异的原因，一是砂粒圆整度的不同，二是砂粒表面形貌的差异。这两个方面，显然宝珠砂更有优势。