铸造用特种砂的选用和注意事项

除硅砂以外的各种铸造用砂，均称为特种砂（或称非硅质砂）。与硅砂相比，特种砂大都具有耐火度高、导热性好、热膨胀小、抗熔渣侵蚀能力强等特点，但其价格昂贵、资源较为短缺。主要用于合金钢或容易粘砂的碳钢铸件。在选用特种砂时，特别要注意了解其抵抗所浇注的金属液体及表面氧化渣润湿和侵蚀的能力。

1.石灰石砂

将天然石灰岩经机械破碎、筛选、分级而制成的铸造用砂，称为石灰石砂。常见的石灰石砂呈白色或灰白色的多角形颗粒，杂质会使石灰石砂染成浅黄、浅红、灰黑、黄褐等色。石灰石砂常用于大型铸钢件生产。

（1）矿物组成

1）铸造石灰石的主要矿物组成是方解石，还含有少量的白云石、硅石、铁矿石等。方解石属于完全解理，莫氏硬度为3级，硬度比石英低得多。石灰石砂按矿物组成分三类：石灰石类、大理石类和白云石类。

2）铸造石灰石的主要化学成分是CaCO₃，含有少量MgO、Al₂O₃、SiO₂及微量其他氧化物和硫化物。铸造石灰石应限制MgO含量，实际上是限制MgCO₃的含量，因MgCO₃含量高时受热分解，使铸件表面粗糙；限制SiO₂的质量分数小于6%，因为它是矽尘根源，又使铸件粘砂，特别是高锰钢铸件。石灰石砂分级与化学成分见表4-8。

表4-8 石灰石砂分级与化学成分（质量分数） （%）

（2）颗粒特性

1）粒度。铸造用石灰石砂按粒度大小分为五组，见表4-9。

表4-9 铸造石灰石砂的粒度分组

注：1.石灰石砂的粒度，除表中的五组是三筛制外，有些厂采用四筛制两种，即20/50（0.850～0.300mm）和30/70（0.600～0.212mm）；五筛制，即20/70（0.850～0.212mm）；二筛制，即30/40（0.600～0.423mm）。

2.石灰石砂含粉量高，降低型砂透气性，降低油砂干强度，一般限制含粉量小于0.075mm的粒径质量分数应小于3%～5%。

2）原砂均匀度。表4-9中各组砂子粒度集中率应大于85%，除主要粒度组成部分以外，上部各筛粗粒总和应小于下部各筛细粒之和。

3）砂粒形状。石灰石砂经加工后所得到的砂粒形状分为近似圆形、多角形、尖角形、条形和片形。实际上使用的原砂形状是上述形状之混合物。

条形和片形的砂子使型砂透气性、流动性等工艺性能显著降低，因此，技术标准中规定原砂颗粒形状为近似圆形和多角形，尽量避免使用条形和片形。

（3）石灰石砂的应用特点（见表4-10）(www.xing528.com)

表4-10 石灰石砂的应用特点

（续）

在混砂过程中石灰石砂的粉碎程度可用耐碾性评定，其评定方法见表4-11。

表4-11 铸造用石灰石砂耐碾性的评定方法

注：由表看出，细粒量<5%的耐碾性为优等，细粒量5%～15%的耐碾性为中等，细粒量>15%的则不宜使用。如果采用水洗和擦洗石灰石原砂，则效果良好。

2.各种特种砂的特性、应用及技术指标（见表4-12、表4-13）

表4-12 特种砂的特性及应用

（续）

表4-13 特种砂的技术指标

（续）