新型鑄造砂的制備及性能研究.pdf

1、鑄造廠能耗高、污染嚴(yán)重是中國鑄造業(yè)發(fā)展中存在的主要問題，我國鑄造行業(yè)每年排放的大量廢砂占用著大量的堆放場地，而處理這些廢砂又耗資巨大。因此研制性能優(yōu)良的新型鑄造砂具有十分重要的經(jīng)濟(jì)意義和社會意義。 本文利用滾動造粒法將原料制成一定粒度的球形顆粒，然后高溫煅燒，制備了莫來石基的新型鑄造特種砂。采用理論分析及實驗研究相結(jié)合的方法，對球形砂的成分組成、在制備過程中各原料本身發(fā)生的變化及原料間發(fā)生的反應(yīng)進(jìn)行了研究，借助于 XRD、SEM

2、、DSC、反光顯微鏡等檢測手段進(jìn)行了物相、形貌、結(jié)構(gòu)及熱穩(wěn)定性分析。主要結(jié)論如下： 1、以高鋁礬土與超細(xì)石英為原料，在1480℃下高溫?zé)Y(jié)可制得主晶相為莫來石及剛玉的球形砂；以高鋁礬土與高嶺土為原料，在1350℃煅燒可制得主晶相為莫來石、堇青石及剛玉的球形砂。 2、通過澆注實驗及對澆注前后球形砂的顯微結(jié)構(gòu)的觀測，以莫來石-剛玉質(zhì)球形砂作面砂澆注的鑄件表面光滑，但鑄件的四角輪廓不清晰，需后續(xù)打磨及清砂工藝；以莫來石-堇青石

3、-剛玉質(zhì)球形砂作面砂的鑄件表面光滑，輪廓清晰，無粘砂現(xiàn)象，無砂眼、氣孔等缺陷，無需后續(xù)的機(jī)械加工。而以普通石英砂作面砂澆注的鑄什粘砂現(xiàn)象極為嚴(yán)重，其表面粗糙，有氣孔、夾砂等缺陷，清砂困難。 3、莫來石-堇青石-剛玉復(fù)相球形砂的抗粘砂機(jī)理為：球形砂具有極高的耐火度、較低的熱膨脹系數(shù)和優(yōu)異的熱化學(xué)穩(wěn)定性：球形砂本身在高溫下可以發(fā)生固相反應(yīng)，其反應(yīng)產(chǎn)物的界面潤濕角小，使得金屬不易滲入砂粒間隙。 4、通過對球形砂性能檢測，確定了

4、最適宜的制備工藝條件：以高鋁礬土與法庫高嶺土為原料，煅燒溫度為1350℃、鋁硅比為1.5：1。所制得球形砂的物化性能為：密度3.04 g/cm<'3>、堆積密度2.65g/cm<'3>、休止角32°、pH值7.0、酸耗值0、燒結(jié)點1300℃。 5、莫來石-堇青石-剛玉復(fù)相球形砂在澆注過程中沒有受到鋼水的侵蝕，舊砂再牛時只需輕微的摩擦即可脫除表面粘結(jié)膜，利于多次循環(huán)使用。因而具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保優(yōu)勢，符合我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，