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宝珠砂的优异性能之发挥粘结剂的效用——宝珠砂与烧结陶粒砂强度性能对比
更新时间：2021-09-16 15:26:00点击次数：1175次
宝珠砂的优异性能之发挥粘结剂的效用——宝珠砂与烧结陶粒砂强度性能对比
对于砂型铸造来说，型芯砂的强度是重要的控制指标。如何经济高效地获得工艺所需要的型芯砂强度，在粘结剂确定以后，原砂的种类、粒度分布非常关键。原砂的选用合理与否，还关系到能否尽可能地发挥粘结剂的粘结效用，从而达到减少粘结剂用量，提高铸件质量，减少清理工作量，减少废弃物排放等。
理论上来讲，当粒度分布相近时，原砂的粒形越圆，单位体积的原砂的总表面积就越小，需要的粘结剂量会减少。同时，混合料的流动性和紧实密度相对较高，砂粒间的接触点和粘结剂的“连接桥”截面积增大，对提高型芯砂的强度有利。
原砂的粒形圆整度，可以用“角形因数”来表征。角形因数越小，越接近1，表示原砂的粒形越圆，越接近于圆。以目前常见的人造球型砂——宝珠砂为例，其角形因数为≤1.06，是粒形近圆的新型铸造原砂，表面形貌见图1（左1）。
理论上来讲，当粒度分布相近时，原砂的粒形越圆，单位体积的原砂的总表面积就越小，需要的粘结剂量会减少。同时，混合料的流动性和紧实密度相对较高，砂粒间的接触点和粘结剂的“连接桥”截面积增大，对提高型芯砂的强度有利。
原砂的粒形圆整度，可以用“角形因数”来表征。角形因数越小，越接近1，表示原砂的粒形越圆，越接近于圆。以目前常见的人造球型砂——宝珠砂为例，其角形因数为≤1.06，是粒形近圆的新型铸造原砂，表面形貌见图1（左1）。
图1宝珠砂与烧结陶粒砂的颗粒形貌
为进一步认识宝珠砂和其他人造球型砂的强度特性，有铸造科技工作者进行了实验室试验，检测了两种原砂树脂砂试样抗压强度。试验采用呋喃树脂，因为两种原砂堆积密度有一定的差异，加入相同的体积比例的树脂，固化剂加入量为树脂的20%，台式混砂机混砂，制成￠50ｘ50圆柱形抗压强度试样，测试结果如下：
表1宝珠砂与烧结陶粒砂自硬砂试样强度试验数据
图2为宝珠砂与烧结陶粒砂另一组实验数据的直方图（树脂加入量：体积百分比29.9g/L，折合质量百分数：宝珠砂：1.5%；烧结陶粒砂：1.86%）
图2自硬砂试样抗压强度数据直方图（树脂加入量：体积百分比29.9g/L）