宝珠砂的应用：使用宝珠砂能解决排气管砂芯变形问题

       宝珠砂，是一种性能优异的铸造用球形特种砂，最早由洛阳凯林铸材有限公司开发生产。经过20年来的推广，已经广泛应用于砂型铸造（潮模砂、水玻璃砂、树脂自硬砂、热芯盒、壳型、冷芯盒等）、消失模铸造等各种铸造工艺以及铸铁、铸钢、有色合金等各种铸造合金，取得了显著的经济效益和良好的环保效果，被誉为“21世纪的绿色铸造新材料”。

       宝珠砂，是以三氧化二铝（ Al2 O3）为主要成分的煅烧铝矾土，经电弧熔融、空气喷吹、标准筛筛分、级配混合制成的不同粒度组成的铸造用砂。铸造用宝珠砂粒径一般在0.053～3.53mm（270目～6目）之间。宝珠砂的矿物相主要是刚玉和莫来石，还有微量的非晶质相。宝珠砂的主要化学成分为三氧化二铝（Al203）和二氧化硅（Si02），耐火度≥1800℃，是一种近似球形的、高强度、高硬度的铝硅系铸造原砂。宝珠砂的颗粒形貌见图1。（附硅砂的颗粒形貌）

       宝珠砂具有热膨胀系数小；热导率高；近似球形，角形因数小，流动性、可紧实性好；表面光滑，无裂纹，无凹凸；中性材料、适用于各种铸造合金；颗粒强度高、不易破碎；耐火度高；粒度范围广，可根据工艺需求定制混配等性能特点。宝珠砂的化学成分及主要性能见表1及表2。

2.2  使用宝珠砂解决排气管砂芯变形问题

       排气歧管长期在高温循环交变状态下工作，材料在高温下的抗氧化性能直接影响到排气歧管的使用寿命。近年来国家不断提高汽车尾气排放标准，催化技术和蜗轮增压技术的应用更是显著提高了排气歧管的工作温度，达到了750 ℃以上。随着发动机性能的进一步提高，排气歧管的工作温度还要提高。目前普遍采用耐热铸钢，如ZG 40Cr22Ni10Si2（JB/T 13044）等，耐热温度950℃-1100℃。排气歧管内腔一般要求不得有影响使用性能的裂纹、冷隔、缩孔、夹渣等，内腔粗糙度要求不大于Ra25，同时对管壁壁厚偏差有严格的、明确的规定。长期以来，排气歧管管壁壁厚不均、偏差超标的问题一直困扰着很多排气歧管铸造厂。

       该厂分别使用硅砂覆膜砂砂芯和宝珠砂覆膜砂砂芯下芯合箱同时浇注，在清理铸件后，进行解剖检测，用硅砂覆膜砂制芯，铸件存在壁厚不均、壁薄现象，壁厚为3.0～6.2 mm；用宝珠砂覆膜砂制芯，铸件的壁厚均匀，壁厚为4.4～4.6 mm，见图4。[3]

       用宝珠砂覆膜砂制芯，消除了砂芯断芯，减小了砂芯变形，大大提高排气歧管内腔流道的尺寸精度，同时减少了内腔粘砂，提高了铸件质量和成品率，取得了显著的经济效益。