砂铸造的标准是什么

① 铸造沙有什么要求

中国在公元17世纪已使用硅砂作造型材料，用于制造钟、镜、锅和火炮等铸件。但早期使用的多为含粘土的天然硅砂即山砂和河砂，它有较好的可塑性，可直接用于制造铸型和型芯，适于当时手工生产的条件。铸件进入工业化的大规模生产后，特别是造型机械化后，这种含粘土的天然硅砂性能的均一性差，型砂的质量难以控制，不能满足工艺要求，因此开始建砂厂，对天然硅砂进行水洗、擦洗、精选，得到各种高质量硅砂。 铸造砂
或将硅石破碎制成的人工硅砂。同时，也扩大了各种非硅质砂的使用。树脂砂造型造芯工艺的应用和发展，对铸造用砂的质量又提出了更高的要求，如细粉少，比表面积小，耗酸值低等。此外，对砂粒大小形状和粒度分布状况也有了新的要求。一些缺乏优质砂源的国家还发展了硅砂浮选技术，以提高硅砂的品位和质量。
编辑本段基本要求
铸造砂应满足以下的要求：①较高的纯度和洁净度，以硅砂为例，铸铁用砂要求SiO2含量在90％以上，较大的铸钢件则要求SiO2含量在97％以上；②高的耐火度和热稳定性;③适宜的颗粒形状和颗粒组成;④不易被液态金属润湿；⑤价廉易得。
编辑本段颗粒形状和组成
铸造砂的颗粒形状和颗粒组成对型砂的流动性、紧实性、透气性、强度和抗液态金属的渗透性等性能有影响，是铸造砂质量的重要指标。
编辑本段颗粒形状
铸造砂的形状一般分3种。①圆形砂:颗粒为球形或接近于球形，表面光洁，没有突出的棱角。②多角形砂:颗粒成多角形，且多为钝角。③尖角形砂：颗粒成尖角形，且锐角较多。铸造砂的颗粒形状一般以角形系数（砂粒实际比表面积／球形砂粒理论比表面积之比）来表示。（见图）
编辑本段颗粒组成
砂子的颗粒组成是用筛号来表示的，测定的方法是将经水洗去泥分烘干后的干砂倒入标准筛，再放到筛砂机上筛分，筛分后将各筛子上停留的砂子分别称重，通常用标准筛筛分后砂粒最集中的3个相邻筛子的头尾筛号表示颗粒组成。
编辑本段种类和用途
铸造砂按矿物组成不同分为石英砂和特种砂两大类，石英砂俗称硅砂。
编辑本段硅砂
主要矿物组成为石英，主要化学成分为SiO2。①天然硅砂：因其化学成分，粒度组成不同，分别用于有色合金铸件、铸铁件及中小型铸钢件的型砂和芯砂。②精选天然硅砂：用于以有机物作为粘结剂的各种铸钢件型砂和芯砂。③人工硅砂：用于精铸、打炉衬或铸钢件的型砂和芯砂。
编辑本段非硅质砂
非硅质砂种类较多，用途各异。①石灰石砂：由石灰岩破碎而成，主要矿物组成是CaCO3，用于铸钢件的型砂和芯砂。②锆砂:主要矿物组成是ZrO2·SiO2，用于大型铸钢件及合金钢件的芯砂或砂型的面砂，或将其粉料用作涂料。③镁砂：主要矿物组成是MgO，用于高锰钢铸件的面砂、芯砂，其粉料可用作涂料。④铬铁矿砂：主要矿物组成是铬铁矿FeO·Cr2O3，用于大型或特殊铸钢件的面砂、芯砂，其粉料可用作涂料。⑤刚玉砂：主要矿物组成是刚玉α-Al2O3，用于熔模、陶瓷型铸造的制壳材料。⑥橄榄石砂：主要矿物组成是橄榄石(MgFe)2SiO4，用于铸铁件、有色合金铸件以及高锰钢铸件的型砂和芯砂。
编辑本段资源
自然界中硅砂资源充足，但适合铸造用的SiO2含量高的天然硅砂并不太多。中国于1951年开始，对境内的铸造砂资源陆续进行了普查，但主要限于交通干线和主要工业城市附近。普查结果表明，中国可用于铸造的天然硅砂资源十分丰富，分布范围很广。内蒙古哲里木盟，天然硅砂储藏量达数亿吨，其颗粒形状接近圆形，SiO2含量为90％左右。福建晋江、东山的海砂，SiO2含量为94～98％，含泥量低，均是较好的天然硅砂。江西的都昌、星子、永修县均有大量第四纪河湖相积沉硅砂，SiO2含量为90％左右，含铁量低，碱性氧化物少，粒度均匀，是较好的湖砂。广州、湖南等地有丰富的易破碎的风化砂岩，可加工成人工硅砂，其SiO2含量在96％以上，可用于铸钢件的生产。

② 砂型铸造对铸件结构设计有什么要求

砂型铸造对铸件结构设计有什么要求
答:砂型造型铸件设计,不仅要考虑工作功能和力学性能的要求,还必须考虑合金铸造性能、铸造工艺对铸件结构的要求。铸件结构设计是否合理,对铸件质量、生产率和制造成本都有很大影响。铸件的结构,假如不能满意合金铸造性能的要求,将可能产生浇不到、冷隔、缩孔、缩松、气孔、裂纹和变形等缺陷。
流动性好的合金,充型能力强,铸造时就不易产生浇不到、冷隔等缺陷,而且能铸出铸件的最小壁厚也小。不同的合金,在一定的铸造条件下能铸出的最小壁厚也不同。设计铸件的壁厚时,一定要大寸:该合金的“最小答应壁厚”,以保证铸件质量。铸件的“最小允许壁厚“主要取决于合金种类、铸造方法和铸件的大小等。表5—1为铸件最小允许壁厚值。但是,铸件壁也不宜太厚。厚壁铸件晶粒粗大,组织疏松,易产生缩孔和缩松,力学性能下降。铸件艰载能力并不是随截面积增大成比例地增加。设计过厚的铸件壁,将会造成金属浪费。为了提高铸件承载能力而不增加壁厚,铸件的结构设计应选用合理的截面形状。
此外,铸件内部的筋或壁,散热条件比外壁差,冷却速度慢。为防止内壁的晶粒变粗和产生内应力,一般内壁的厚度应小于外壁。表5—2为铸铁件外壁、内壁和加强筋的最大临界壁厚。铸件各部分壁厚若相差过大,厚壁处会产生金属局部积聚形成热节,凝固收缩时在热节处易形成缩孔、缩松等缺陷。此外,各部分冷却速度不同,易形成热应力,致使铸件薄壁与厚壁连接处产生裂纹。因此在设计铸件时,应尽可能使壁厚均匀,以防止上述缺陷产生。
检查铸件壁厚是否均匀时,应将铸件的加工余量考虑在内。如果零件图上各处壁厚是均匀的,加上加工余量后,加工面上的铸造厚度将增加,铸件热节却很大。

③ 铸造时应选用什么砂

1.铸造用砂的类别与鉴定

铸造用砂根据石英和含泥量分为三种：石英砂、石英长石砂、黏土砂，分别用字母S、SC、N表示。根据砂的颗粒在三个筛上停留量之和的多少，分为颗粒集中的和分散的砂（其中分散的砂用F表示）。原砂的牌号表示：种类＋数字（颗粒度）＋字母（分散的砂）＋（粒形符号），如4S75／15OF（○）表示四级石英砂（根据砂的石英含量划分级别），粒度集中在75、100、150号筛上的分散的圆形砂。对不同的铸造用砂，黏结剂加入后砂的强度也不同，为了能对黏结剂使用效果有一个较为准确的评价，规定了鉴定黏结剂的标准用砂，其牌号为NBS55／100（○），N、B、S分别表示黏结剂、标准、石英砂的第一个汉语拼音字母。标准砂的粒度组成如表1所示。标准砂（内蒙古通辽市大林型砂有限公司）的化学成分：W（SIO2）＞88％，W（AL203）＜6％，W（FE203）＜0.7％，ｗCAO＋MｇO）＜0.7％，ｗ（K2O＋NA2O）＜35％，W（TIO2）＜0.4，灼减＜0.5％，W（H2O）＜0.3％。

2.铸造用原砂的加工

自然界中的砂，杂质含量高，颗粒尺寸也不符合铸造用砂的要求，不能直接用来生产铸型，必须进行加工改造，以符合铸造用砂的需要。对原砂的加工改造包括降低除SIO2外的其他杂质含量、筛选或加工使砂粒尺寸符合要求，主要包括以下几个过程：

（1）水洗：通过水流的强烈冲洗，使原砂中的含泥量降低到1％以下。

（2）筛分：除去较大颗粒和微细颗粒。

（3）精选：降低除SIO2外的其他成分的含量，提高石英含量。

（4）烘干：用烘干设备除去原砂中的水分。

3.铸造用砂的选用

在保证铸件质量的前提下，铸造用砂一般根据铸件的合金类别、铸件大小、铸型类别和造型方法选用，以降低成本，如表2所示。

表1 标准砂的粒度组成

表2 铸造用砂的基本选用原则