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陶粒砂在鑄鋼件中的應用

 

陶粒砂(又稱熔陶砂、珠光砂)憑藉其優異的耐火性能、較低的熱膨脹性、球形顆粒特性以及環保優勢,在鑄鋼領域得到廣泛的應用。以下是其在鑄鋼領域的主要應用及技術特點:

1.鑄鋼件砂芯、造型砂材料
陶粒砂由於其耐火度高(1800~2000℃)及熱膨脹率極低(0.13% @1000℃),能有效減少鑄鋼件在澆注過程中的夾砂、結疤、氣孔等缺陷。 4.

應用案例:瀟柴動力採用陶粒砂、焙燒砂替代鉻鐵礦砂生產高速引擎缸體水腔砂芯,內腔黏砂缺陷由0.6%降低到0.2%以下,材料成本降低15%4。

優點:

可崩解性佳:樹脂砂芯澆注後易於清理,減少了清砂工作量1。

低氣體發散量:減少鑄鋼件氣孔缺陷,提高成品率5.

2.大型鑄鋼件樹脂自硬砂製程
在大型鑄鋼件生產中,採用陶粒砂作為樹脂自硬砂的原砂,可減少樹脂用量(減少30%以上),同時提高砂型強度,減少氣體產生量,提高崩解性15。

與傳統矽砂相比:

矽砂熱膨脹率較大,容易造成鑄件尺寸偏差;陶瓷砂幾乎沒有膨脹,鑄件精度更高4。

矽砂難以再生,而陶瓷砂可多次循環利用,減少廢砂排放1。

3.高合金鋼、耐熱鋼鑄造
陶粒砂鋁含量高(Al₂O₃≥75%),適合於高合金鋼(如耐熱鋼、不鏽鋼)鑄造,降低了化學黏砂的風險4。

案件:

以陶瓷砂覆膜砂殼型製程生產的不銹鋼鑄件表面品質接近熔模鑄造水平,同時縮短了生產週期8。

在生產耐高溫鋼鑄件(如ZG10Cr9Mo1VNbN)時,陶瓷砂可耐620℃高溫5。

4.環保及成本優勢
減少粉塵污染:陶瓷砂顆粒緻密,破碎率低,減少了鑄造車間矽石粉塵的危害1。

舊砂回收利用面臨的挑戰:目前,陶粒砂與型砂混合後分離難度較大,回收率較低,再生技術有待進一步優化47。

5. 未來發展趨勢
3D列印砂再生技術:如聯信集團的3D列印砂再生系統,可恢復舊砂95%的性能,減少砂耗40%,未來或將應用於陶瓷砂再生7。

亞太市場的成長:受汽車和軌道運輸產業的推動,陶瓷砂在鋼鑄造領域的應用預計將以每年6%的速度成長(2024-2029

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