(1)不可忽视铸造生产中广泛采用的硅砂的缺点 硅砂资源丰富,分布极广,价格低廉,能满足一般铸铁、铸钢和非铁合金铸件生产的要求,因而在铸造生产中应用最广。但用硅砂配成的型(芯)砂有以下一些缺点:
1)硅砂热膨胀系数比较大,而且在573℃时因相变发生突然膨胀,易使铸件产生夹砂、毛刺、鼠尾等缺陷。
2)由于硅砂热扩散率比较低,浇注高温金属液时,热不易扩散,不仅易使型壁表层的砂粒、粘结剂等出现的物理、化学变化与相隔仅一至几颗砂粒的内层会有很大不同,也容易引起铸件出现诸如粘砂、桔皮、组织粗大等缺陷。
3)硅砂的蓄热系数比较低。蓄热系数表示冷却能力,蓄热系数大,有助于加快铸件的凝固和冷却速度。
4)硅砂容易与铁的氧化物作用,易引起铸件粘砂。
由于以上原因,当使用由硅砂配制的型(芯)砂铸造大型厚截面铸钢件或大型高合金钢铸件时,由于金属-铸型界面处于高温的时间很长,硅砂不足以耐受金属及金属氧化物的侵蚀,导致铸件表面质量低劣,并且常发生粘砂、夹砂等缺陷,使铸件的清砂十分困难。清砂过程中,硅砂粉尘飞扬,易使工人得职业性硅肺病。为了确保铸件质量,有时也为确保工人健康(例如石灰石砂的推广),不得不采用不存在上述硅砂缺点(或较少存在上述硅砂缺点)的特种砂。
(2)不可不知特种砂的“独特”之处 与常用硅砂相比,使用的特种砂的“独特”之处是:大都具有较硅砂高的耐火度、热导率、热扩散率和蓄热系数;热膨胀系数低而且膨胀均匀、无体积突变;与金属氧化物反应能力低等优点。用特种砂配制成的型(芯)砂或铸造涂料,常能生产出质量高的铸件并改善清砂劳动条件。但特种砂的价格大都较高,而且资源较稀缺,故应合理选用。图1-75所示是硅砂和几种特种砂的热膨胀的比较,而表1-58是硅砂同几种特种砂的物性对比。现在特种砂的品种已越来越多,使用量也在逐步增加。已采用的有镁砂、铬铁矿砂、铬镁砂、锆砂、橄榄石砂、刚玉砂、钛铁矿砂、耐火熟料砂、石灰石砂、碳质材料等,目前也有采用人工生产特种砂的。(www.daowen.com)
表1-58 硅砂和部分特种砂的物性
图1-75 用于配制型(芯)砂的硅砂和几种特种砂的热膨胀的比较
1—硅砂 2—天然铝硅酸盐砂 3—橄榄石砂 4—铬镁砂 5—铬铁矿砂 6—锆砂
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