宝珠砂的特点、与硅砂等相比具有哪些亮点，凯林宝珠砂的优势

1、什么是宝珠砂？

宝珠砂，学名“铸造用熔融陶瓷砂”（fused ceramic sand for foundry），是以三氧化二铝（ Al ₂ O ₃ ）为主要成分的煅烧铝矾土，经熔融、喷吹、筛分制成不同粒度的铸造用砂。铸造用宝珠砂粒径一般在0.053～3.53mm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），耐火度一般≥1800℃，是一种近似球形的、高强度、高硬度的铝硅系耐火材料。纯净的宝珠砂多为黑褐色。

宝珠砂具有优异的理化性能使得其在铸造生产中得到了迅速的推广，二十年来，铸造厂家籍此取得了显著的经济效益和环保效益，被专家称作是“21世纪的绿色铸造新材料”。

图1 宝珠砂电镜照片                          图2 宝珠砂形貌

2、宝珠砂的由来是什么？

1997年，刘满对先生当时从事铸造材料（主要是商品覆膜砂和涂料）的开发与推广，偶然发现了一种原用作油田压裂支撑剂的球形的颗粒（电熔陶粒）。这不就是铸造工作者梦寐以求的铸造用砂吗？

为了验证其铸造性能，刘满对先生随后对带回的样品进行了一系列的试验，从粒度分布、耐火度，pH值，酸耗值，化学成分，到使用各种粘结剂时的强度、发气性、透气性等等进行了检测，充分证明了当初的设想，它就是铸造之“宝”。

为了使这个“宝”更好地服务于铸造行业，在充分调研了国内外铸造用砂特别是特种砂的现状的基础上，1999年8月，刘满对先生和他的伙伴们成立了洛阳凯林铸材有限公司。

2000年，《铸造》首次出现了“宝珠砂”的字样，从此，宝珠砂进入了铸造行业。

3、宝珠砂的主要特性有哪些？

宝珠砂的主要性能见下表。

表1  宝珠砂的物理及化学性能

Table 1 Physical and chemical properties of ceramic sand(typical)

可以看出，宝珠砂具有以下性能特点：

a.热膨胀系数小，热导率高；

b.宝珠砂近似球形，角形因数小；

c.宝珠砂表面光滑，无裂纹，无凹凸；

d.宝珠砂属中性材料；

e.宝珠砂颗粒强度高；

f.宝珠砂耐火度高；

g.宝珠砂粒度范围广；

4、宝珠砂与硅砂以及几种主要特种砂相比各有哪些优势和局限？

硅砂来源丰富、耐火度较高、与金属熔液不润湿，时至今日，仍然占据铸造原砂90%以上。随着对铸件质量、综合成本控制、环境保护等要求的不断提高，硅砂本身的缺点越来越突出：热稳定性差，产生相变容易形成脉纹缺陷；高温下易与氧化铁反应形成铁橄榄石，造成粘砂；耐火度相对较低，容易与氧化锰反应成渣，难于适应中高合金钢、高锰钢的铸造；易于破碎，产生的SiO₂粉尘经呼吸后，有造成工人罹患矽肺病的危险。铸造生产越来越多地需要性能更好的原砂，从19世纪40年代以来，铸造工作者开发、研制、推广了数十种特种铸造砂。特种砂一般具有耐火度高、导热性好、热膨胀小、抗熔渣浸蚀能力强等特点。广泛使用的有锆英砂、铬铁矿砂、橄榄石砂、镁砂等等，在铸造上主要用于合金钢或者容易粘砂的碳钢的铸造，常常用于覆膜砂、铸型面砂、涂料、特殊型芯等等，由于粒形不理想，再生、回收困难等原因，总体效果不佳，整条生产线使用的鲜见。这些特种砂一般是通过选矿、破碎、筛分，个别经过煅烧而成，没有成分和组织的改变，一般称为天然特种砂，目前面临资源逐渐匮乏、开采受到限制等等，价格越来越贵。自上个世纪末开始，日本、中国、德国等一些企业和研究机构以高岭土、铝矾土等为原料，通过造粒、烧结，或者熔融、风碎等工艺生产不同成分、不同物相的陶瓷类球形砂，除了具有天然特种砂的上述优点外，还具有粘结剂用量少、流动性好、透气性好、强度高耐破碎、适应各种造型制芯工艺成线使用的特点，十几年来得到了迅速的推广应用。其中，综合性能最好，应用最为广泛的，是宝珠砂。

5、铸造用宝珠砂的工艺优势是什么?

a.近球形颗粒、表面光滑——粘结剂消耗量小，发气量少，流动性好，充填性好，浇注后溃散性好；

b.热膨胀率低——宝珠砂受热后的膨胀率是硅砂的1/5，铬铁矿砂的1/2，所生产的铸件尺寸精度高，脉纹、裂纹缺陷少，铸件成品率高；

c.耐破碎性好——宝珠砂材质致密，抗压强度高，重复使用时破碎率低，大幅度提高了型芯砂的再生 回用率，减少了废砂排放，有利于环境保护；

d.耐火度高——减少粘砂；

e.堆积密度相对较小——宝珠砂堆积密度约为2 g/cm³ ，小于铬铁矿砂的2.5-2.9  g/cm³，制作的砂芯质量更轻，易搬运，能减少芯砂的使用量；

f.对粘结剂的适用性好——宝珠砂的主要成分是Al₂O₃ ，pH呈中性，酸性、碱性材料硬化 粘结剂均可使用；

g.宝珠砂的价格相对便宜——宝珠砂的价格约为锆砂是1/3。尽管比硅砂高不少，但如使用得当，全面核算还算便宜，即性价比高。

6、凯林宝珠砂的主要优势是什么？

a.洛阳凯林铸材有限公司是最早开发、生产、销售宝珠砂的专业厂商，是河南省铸锻工业协会命名的优质宝珠砂生产基地，“宝珠砂”是河南省著名商标，是目前宝珠砂销售最多的厂家；

b.公司现有河南洛阳、渑池、巩义，河北石家庄，山西阳泉等几个生产基地，年生产能力8万吨以上，市场占有率达30%以上；

c.洛阳凯林铸材有限公司是河南省高新技术企业；

d.公司通过了ISO 9001质量管理体系认证，并持续稳定运行15年以上；

e.公司二十年来积累了丰富的经验，从原材料的选择及质量控制，从融化设备的制作到操作技巧，从筛分设备的选型到联动，从原砂粒度的级配，从原砂的除铁和去毛，都形成了一系列专利技术；公司拍摄了宝珠砂科普教育片，作为主要起草单位起草了宝珠砂协会标准；

f.公司配备了完善的检测设备、仪器，除日常检测控制以外，还经常进行一些实用工艺的验证与应用研究；

g.公司建立了一只由高级工程师、工程师、技术员、技术工人组成的技术团队，持续为公司的产品开发和用户的技术服务提供支撑；

h.公司配备了专业的外贸、内贸销售队伍，产品销售连年增长，客户遍布全球。洛阳凯林铸材有限公司已经成为行业内的领头羊，形成了自己的品牌；

以上几个方面形成了凯林宝珠砂的主要优势，凯林公司将在铸造人工砂的开发、应用领域做出更大的贡献。