什么是型砂？- 类型和性能

什么是型砂？

型砂，也称为铸造砂，是一种在湿润和压缩或涂油或加热时易于堆积并保持其形状的砂。用于砂型铸造过程中准备型腔。

造型中使用的主要原材料是型砂，因为它具有其他材料可能无法获得的几个主要特性。型砂被定义为由于自然力（如霜、风、雨、热和水流）的作用而产生的颗粒状颗粒。岩石成分复杂，沙子含有岩石的大部分元素。

由于这个原因，世界不同地区的型砂差异很大。在自然界中，多见于江河湖底和河岸。型砂根据其来源性质分为不同的类别。

型砂的主要成分如下：

• 二氧化硅 (SiO2) - 86% 至 90%，
• 氧化铝 (Al2O3) - 4% 到 8%，
• 氧化铁 (Fe2O3) - 2 至 5%，含有少量的 Ti 氧化物，
• 锰
• 钙和一些碱性化合物。

天然沙/绿沙

它也被称为绿沙，是从自然资源中收集的。它含有水作为唯一的粘合剂。具有长期保持含水率、含水率工作范围宽、模具修补和修整方便等优点。

绿砂是沙子、膨润土、煤粉和水的集合体。它的主要用途是制造金属铸造模具。骨料的最大部分始终是沙子，通常是二氧化硅的均匀混合物。

粘土的比例有很多配方，但它们都在可塑性、表面光洁度和热熔融金属脱气能力之间取得了不同的平衡。煤通常被称为海煤，其含量低于 5%，部分在熔融金属表面燃烧，导致有机蒸气排出。

由于所涉及的材料简单，砂型铸造是最早的铸造形式之一。由于同样的简单性，它仍然是最便宜的金属铸造方法之一。其他铸造方法，例如使用 coquille 的铸造方法，表面光洁度更高，但成本更高。

绿砂（与其他铸砂一样）通常装在铸造工人所说的“烧瓶”中，它只不过是没有底部或盖子的盒子。盒子被分成两半，在使用时叠在一起。两半分别称为上瓶和下瓶。

并非所有的 Greensand 都是绿色的。但从某种意义上说，它被认为是“绿色”，因为它在潮湿状态下使用（类似于绿色木材）。根据铸造金属联合会网站，另一种铸造方法是在浇注熔融金属之前将型砂加热干燥。这种干式砂型铸造工艺使模具更坚固，更适合较重的铸件。

合成砂

它是通过将相对不含粘土的砂、粘合剂（水和膨润土）以及其他所需材料混合而成的人造砂。最好是模砂，因为它的性质可以通过改变混合物的含量来控制。

铸钢用绿色合成砂的成分如下。

新硅砂——25%，老砂——70%，膨润土——1.5%，糊精——0.25%，水分——3~3.5%。

铸钢件用干合成砂的成分如下。

净硅砂——15%，老砂——84%，膨润土——0.5%，水分——0.5%。

除此之外，还有一些特殊的沙子，如锆石、橄榄石等。这些特殊的沙子比二氧化硅更昂贵，因此只能在合理的地方使用。

型砂的种类

型砂按用途可分为背砂、芯砂、干砂、饰面砂、湿砂、壤土砂、分型砂、系统砂。

1.背砂或地砂

背砂或地砂用于支撑面砂并用于填充型箱的整个体积。背砂有时被称为黑砂，因为旧的、反复使用的型砂由于添加了煤尘和与熔融金属接触而燃烧而呈黑色。

2。芯砂

芯砂用于制芯，有时也称为油砂。芯砂是高富硅砂混合油类粘合剂，如芯油，由亚麻籽油、树脂、轻质矿物油和其他粘合材料组成。为了经济，大芯也可以使用沥青或面粉和水。

3.干砂

制成型芯和型芯后，经过干燥或在合适的烘箱中烘烤的绿砂称为干砂。它具有更高的强度、刚度和热稳定性。干砂主要用于较大的铸件。在这种砂中制备的模具称为干砂模具。

4.面对沙子

面对沙子形成模具的表面。它靠近图案表面，在浇注模具时与熔融金属接触。图案周围以及模具表面的初始涂层由饰面砂提供。面砂具有高强度耐火度。面砂由硅砂和粘土制成，不使用已用过的砂。

不同形式的碳用于饰面沙子，以防止金属燃烧到沙子中。铸铁湿砂的饰面砂混合物可以由 25% 的新鲜和特制的和 5% 的海煤组成。

它们有时与 6-15 倍的细型砂混合制成饰面。模具中的饰面砂层通常在 20-30 毫米之间。型砂总量的10-15%为饰面砂。

5.绿沙

绿砂也称为回火砂或天然砂，是刚准备好的硅砂与 18% 至 30% 粘土的混合物，水分含量为 6% 至 8%。粘土和水为绿沙提供了粘合剂。质地细腻、柔软、轻盈、多孔。

绿沙在手上挤压时是潮湿的，它保持形状和在压力下给人的印象。用这种砂制成的模具不需要背衬，因此被称为湿砂模具。

Greensand很容易获得，而且成本低廉。绿砂常用于生产黑色金属和有色金属铸件。

6.壤砂

壤土沙是沙子和粘土与水混合成薄塑料糊状物。壤土砂含有高达 30-50% 的高粘土和 18% 的水。模式不用于壤土成型，形状是通过扫掠来塑造的。壤砂特别适用于大型灰铁铸件的壤土造型。

7.离型砂

使用无粘合剂和水分的分型砂，以保持湿砂不粘在图案上，也使砂在分型面上使上、拖分开而不粘。离型砂是干净的不含粘土的硅砂，其作用与离型粉尘相同。

8.系统砂

在采用机器成型的机械化铸造厂中。系统砂用于填充整个型箱。在机械砂制备和处理装置中，不使用饰面砂。用过的沙子通过添加水和特殊添加剂进行清洁和重新活化。

这被称为系统砂。由于整型是用这种体系砂制成的，型砂的强度、渗透性、耐火度等性能必须高于底砂。

型砂的特性

型砂和芯砂所要求的基本性能有如下所述的粘附性、凝聚性、塌陷性、流动性、干强度、生坯强度、渗透性、耐火度。

1.附着力

附着力是型砂与型箱内壁粘住或粘住型砂等异物的特性。

2。凝聚力

内聚性是型砂的一种特性，砂粒颗粒通过这种特性在型砂内相互作用并相互吸引。从而增强型砂的结合能力，提高型砂和芯砂的生、干、热强度性能。

3.可折叠性

模具中的熔融金属凝固后，砂型必须是可折叠的，以便金属发生自由收缩，这自然会避免收缩金属的撕裂或开裂。在没有可塌陷性的情况下，金属的收缩受到模具的阻碍，从而导致铸件出现撕裂和裂纹。这个属性在内核中是非常需要的。

4.干强度

一旦将熔融金属倒入模具中，与热金属相邻的砂层中的水分就会蒸发，并且该干燥的砂层必须对其形状具有足够的强度，以避免在流动过程中腐蚀模具壁。熔融金属。干强度还可以防止由于液态金属的金属静压引起的模腔扩大。

5.流动性或可塑性

流动性或可塑性是沙子被压实并表现得像流体的能力。冲压时，它会均匀地流向模型的所有部分，并将冲压压力均匀地分布在各个方向。

通常，沙粒会抵抗拐角或突起周围的移动。一般来说，流动性随着生坯强度的降低而增加，反之亦然。流动性随着沙子粒度的减小而增加。流动性也随着沙子中的水分和粘土含量而变化。

6.绿色力量

与水混合后的湿砂必须具有足够的强度和韧性，以允许模具的制造和处理。为此，沙粒必须具有粘性，即它们必须能够将自身附着到另一个物体上。因此，具有高粘性的砂粒会粘在型箱的侧面。

此外，沙粒必须具有称为内聚性的特性，即沙粒相互粘附的能力。凭借这一特性，可以在不破坏模具的情况下从模具中取出图案，并且在金属液流动过程中不会发生模具壁面的侵蚀。

生坯强度还取决于颗粒的形状和大小、粘土的数量和类型以及水分含量。

7.渗透性

渗透性也称为型砂的孔隙率，以便在将熔融金属倒入模具中时允许模具中存在或产生的任何空气、气体或水分逸出。这些在浇注和凝固过程中产生的气体都必须逸出，否则铸件就会出现缺陷。

渗透率是型砂中粒度、颗粒形状以及水分和粘土含量的函数。砂的捣打程度直接影响模具的渗透性。使用排气棒排气可以进一步提高模具的透气性。

8.耐火度

耐火度被定义为型砂承受高温而不分解或熔化从而有助于获得良好铸造的能力。这是型砂的一个非常重要的特性。耐火度只能有限地提高。

耐火度差的型砂可能会烧到铸件表面，不能得到光滑的铸件表面。耐火度取决于SiO2即石英含量，以及颗粒的形状和粒度。

SiO2含量越高，颗粒体积成分越粗，型砂和芯砂的耐火度就越高。耐火度是用砂的烧结点而不是它的熔点来衡量的。

9.型砂的其他性能

除上述要求外，型砂不应粘在铸件上，不应与金属发生化学反应。型砂需要经济便宜且在自然界中易于获得。出于经济原因，它需要可重复使用。它的热膨胀系数需要足够低。