原砂
发布时间：2017-12-05 11:05
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原砂是一次型的耐火材料，一般是由无视耐高温的氧化物或复合氧化物组成。根据其来
源不同，可以分成三种。
(1)天然矿稿选后直接使用。
天然矿是由岩石经过长期的风吹、日晒、水冲、冷冻以及空气、二氧化碳和有关生物的
婶用，变成细小的颗粒．这个过程叫做风化。风化后的砂常和枯土及其他矿物杂质混合在一
起．有的停留在原地，有的经水力、风力或冰川的搬运脱离原风化地点而沉积起来。停留在
原地的砂一般称为残留砂或山砂，其含泥量较多，额粒较细，形状较不规则，如江苏六合红
砂、河北唐山红砂。经水力斑远的砂有河砂、湖砂、海砂。这种砂的台泥虽较少．颗粒较园
且均匀．如江西湖口砂、浙江普陀砂、广东新会砂等。经风力摄运和分选的砂称为风积砂，这
种砂的履粒较细且均匀，如内蒙的七棵树砂、甘旗卡砂和大林砂等。北海石英砂
沉积的石英砂颗粒被肢体的二氧化硅、氧化铁或碳酸钙等胶结成的石英砂岩也是一种原
砂。这种石英砂岩易加工破碎成多角形的砂粒，如湖南湘潭人造石英砂。沉积酌石英砂顾粒
在地壳的高温高压作用下形成坚固的石英岩，经人工破碎、筛选成为人造石英砂。这种砂质
地坚硬，形状呈多角形或尖角形，如江苏无锅、湖南杨阳、辽宁盖县等地生产的人造石英砂。
(2)天然矿经高温馏烧或电熔后，经过破碎、筛分得到的原砂，如缎烧高衅土熟料、电熔
刚玉砂。
(3)寡人工合成濒烧得到的原砂，如合成莫来石砂。
必须指出，并非所有自然界的砂都可以作为铸造用砂。铸造用砂的矿物组成、化学成分、
含泥量、赎检组成、额粒形状相减火度等方面都是有一定技术要求的。有些用于熔模铸造的
原砂甚至对相组成都有一定的要求。现分别讲述如下。
一、铸造用砂的热物理性能要求
铸造用砂的热物理性能一般包括比热
和热彩胀性是影响铸件质量的主要性能。
蓄热特性常以菩热系数6表示：
6；人万
式中；材料的比热(J／(k8·℃))，
材料的热导串(W／(m“℃))；
材料的密度(k8／mI)。
铸造用砂的茁热特性对铸件凝固有着重要的影鸥，蓄热系数愈大．吸收的热量愈多，铸
件的冷却速度愈快，铸件的结晶组织愈纫。表2—1示出在不同耐火材料制成的型壳中铸件的
凝固时间及其苦热系数。
铸造用砂的热膨胀性是影响铸件尺寸精度，引起铸件产生央砂等缺陷的重要因京。铸造
用砂的热膨胀性主要取决于其化学及矿物组成和所处的温度。不同的铸造用砂的线膨胀宰是
不同的，而且．随着温度的变化每一种铸造用砂的
线膨胀宰的变化也是不同的。图2—l所示为常用
耐火材料曲给肥胀家陨洞废夺4k的扭捏。
耐火度和熔点这两个概念都与耐火材料由固态转变为液态有关，它们表征了耐火材料抵
抗高温的能力，但两者的筏念和意义并不相同。熔点是纯物质的结晶相与其液相处于平衡状
态下的温度。耐火材料一般具有多相的特征，还存在着少量杂质，、Q不存在固定不变的熔点，
其焙融是在一定温度范围内进行的，在这个温度范围内液相和固相同时存在。耐火材料开始
出现液相的温度减暇低共熔点1——胶比较低，这是由于硕火材料作为一种多相系，在其中
形成了低熔点化台物所致。例如，纯石英(酗O：)的熔点为1713℃，而与氧化铁形成的低熔
点化合物2Fe0．5iO?，其熔点仅为l 20 5℃。
铸造用砂的耐火度是用被测材料制成三角镊试样则定．三角锥在加热过程中的变形和弯
倒，可看成是由于材料中生成了液相以及园相在液相中的溶解所致。三角锥在不同阶段中的
变形和弯例程度，主要取决于材料中阳相和液相的性质与数量之比。对熔模铸造型壳来说，即
使出现少量的液相也将使型壳在浇注过程中产生变形，影响铸件的尺寸精度。从理论上讲，不
少铸造用砂的耐火度都高于台金的浇沙温度，但由于耐火材料的基体及其所含的杂质与金属
或粘结剂中的有关物质发生相互作用而生成低熔点的化合物或共熔物，它们通常在远低于耐
火材料本身耐火度的温度下开始形成液相，因而导致型壳软化，高温性能急剧下降。因此，对
铸造用砂来说，要求材料本身具有高朗耐火度固然是重要的，但更有意义的是型壳中液相开
始出现的温度，即最低共熔点。
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