铸造砂可分为自然砂和什么

A. 铸造用什么砂

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。但早期使用的多为天然含粘土的硅砂即山砂和河砂,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。进入工厂化的大规模生产后，特别是造型机械化后，这种天然含粘土的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，因此开始采用低含泥量的天然硅砂和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洗选技术，以提高硅砂的品位和质量。
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。
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。
颗粒形状 铸造砂的形状一般有3种。①圆形砂:颗粒为圆形或接近于圆形,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，且多为锐角。铸造砂的颗粒形状一般以角形系数（砂子实际比表面积／砂子理论比表面积）来表示。（见彩图） 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。
铸造砂按矿物组成不同分为硅砂和非硅质砂两大类。
硅砂 主要矿物组成为SiO2。①天然硅砂：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型砂和芯砂。③人工硅砂：用于铸钢件的型砂和芯砂。
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(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。

B. 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

C. 铸造砂有哪些

铸造砂主要分为以下几种：

1. 铸造石英砂。这是铸造行业使用最广泛的砂种之一，具有良好的耐火性能和高温稳定性。石英砂因其化学性质稳定、热膨胀系数小，能够保证铸件的质量。此外，铸造石英砂还可以与其他材料配合使用，如铸造用粘土砂等，以调节砂型的硬度、湿度等性能。

2. 铸造用矽砂。矽砂主要用于铸造涂料中，其特性是耐高温、耐磨损，并且具有良好的悬浮性和渗透性。在铸造过程中，它可以有效提高铸件的表面质量，增加铸件对冷热交替环境的适应能力。

3. 普通铸造砂。这是一种基础的铸造材料，包括河沙、海沙等天然砂种以及人造砂。它们通常与其他材料如粘土结合使用来制造铸型，具有一定的可塑性、抗液态金属冲刷能力。但由于普通铸造砂性能较为基础，多应用于对铸件要求不高的场合。

具体来说：

铸造砂是铸造工业中的重要基础材料，用于制造铸型以成型铸件。不同种类的铸造砂具有不同的物理和化学性质，以适应不同的铸造工艺需求。铸造石英砂因其耐火性能和高稳定性而广泛应用于各种铸造过程中；铸造用矽砂则因其优良的涂料性能而在提高铸件质量方面扮演重要角色；普通铸造砂作为基础材料，在满足基础铸造需求的同时也在不断寻求性能上的提升。了解各种铸造砂的特性及应用，有助于根据具体的铸造工艺需求选择合适的材料，从而提高铸件的质量和效率。

D. 铸造砂的硅砂

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。