学兔兔 May2015 · 434 · Vo1．64 No．5 铸造用硅砂角形因数问题的探讨 朱 智，李宇彦，段 双 (沈阳铸造研究所 ，辽宁沈阳 110022) 摘要：角形因数的指标对于控制原砂质量，提高型砂流动性和成型性具有指导意义。选取13个硅砂样品，利用比表 面积测定仪，通过两种方法计算铸造用硅砂的角形因数，对其结果进行讨论 ，并对比6个典型样品在显微镜下的照 片，铸造手册中公式计算出的角形因数较为准确合理，更贴近生产实际。 关键词：角形因数；比表面积测定仪；铸造用硅砂 中图分类号：TG221 文献标识码 ：A 文章编号：1001—4977 (2015)05—0434—03 DDiiSsCcUuSsSsiio0nno0nnSoomeReleevvaannttQuueessttiioonnssforAnnqguulaarriittyyOoft CastingSilicaSand ZHU Zhi，LIYu-yan，DUAN Shuang (ShenyangResearchInstituteofFoundry，Shenyang110022，Liaoning，China) AbsUact：Resultsofangularityofbasesandpresentimportantreferenceforcontrollingqualiyt ofsand, improvingflowabiliytandmoldabiliyt．Thirteensamplesofbasesandweretestedwithsandspecificsurface tester．Theanuglariytofcastingsilicasandwerecalculatedbymeansoftwomethods，theresultswereanalyze,d themicroscopephotographsof6typicalsampleswerecompareTheresultsshow thatangularityofbasesand calculatedwithformulalistedinfoundrymanualwasmorescientific，reasonableandaccurate． Keywords：angulariyt：specificsurfacetester；castingsilicasand 造型、制芯用原材料及其混合料的品质和涂料的 因数小 ，能大大的提升砂子的流动性，砂型成型能力好， 品质，将必然的联系到铸件 的品质和铸造生产的经济效 可提升产品的铸件质量。 益 ”【。因此，在铸造业对原砂性能的试验和检测越来越 但是，自然界中真正的圆形砂粒很少，大多混合 受到重视。 有多种形态，天然硅砂的角形因数都在1．20～1．45。在 依照国家标准GB／T9442--2010 铸《造用硅 中 实际生产的全部过程 中，应尽可能不用角形因数在1．45以上 定义，角形因数是铸造用硅砂 的实际比表面积与理论 的硅砂 。铸造用标准砂的角形因数旧版规定不大于 比表面积的比值，用来反映铸造用砂颗粒的几何形状 1．30，新标准规定：不大于1．20，提高对粒形圆整度的 [21 。 此定义对铸造原砂适用。 要求，有利于提高标准砂的流动性和充填性能4J【。因此 生产 中除了直接用原砂外，应用最广泛的就是 角形因数的指标对于控制原砂质量、树脂砂及水玻璃 覆膜砂。根据覆膜种类不同，可分为树脂砂和水玻璃 砂质量具备极其重大的指导意义。 砂。树脂用硅砂的角形因数最好偏低，以圆形砂为佳， 表1 不同颗粒状的铸造用砂对应的角形因数 这是因为圆形砂的表面积小，达到相同强度需要的树 Table1Angularityofbasesandhavingdifferent gainshapes 脂量就少3[1；另外，角形因数大，其砂粒的尖角易碎 ， 不耐用 ，并且随着树脂加入量的增加 ，砂型的发气量 增大，发气速率也会相应增大，铸件产品表面上的质量会 降低；水玻璃覆膜砂用硅砂，角形因数小，流动性好， 可改善砂子的溃散性，便于铸件产品表面的清砂 ，利 于水玻璃砂 的再生。同时，角形因数大，覆膜量就要 1 原理及概况 增加，造成铸造成本上升。 对于生产薄壁，形状复杂铸件产品的汽车、机床 角形因数的测定原理是等体积的各种几何形体中， 等行业 ，对于原砂角形因数的控制也特别的重要，角形 球形的表面积最小。因而用砂粒的实测表面积与同体 收稿 日期：2015-01-08收到初稿 ，2015-03—04收到修订稿。 作者简介：朱智 (1978一)，男，高级工程师，主要是做化学分析工作及实验室管理工作。E-mail：zhuzhi _ 学兔兔 铸造 朱智等：铸造用硅砂角形因数问题的探讨 ·435· 积假想圆球表面积的比值 (即角形 因数S)来表示砂粒 计算公式，现对l：L~n下。 的程度。比值为1时，砂粒为圆球形 ；比值越大于1， 2．1 方法一 形状就越呈尖角形。原砂的实际比表面积的测定通常 GB／T9442--2010 《铸造用硅砂》附录B中测定方 用通气法。测定技术和结果计算都很复杂，计算公 法如下。 式中的仪器常数需专门测定。由不同单位测定同一硅 (1)实际比表面积 ： 砂的角形因素的结果可能会出现差异，原因之一在于所 用仪器未经校准常数。因此一般铸造工厂都不测定角 5吉×、／鲁×K×、／了 (t) 形因数，而使用读数放大镜更方便地大致判断砂粒 式中：D为砂柱体积质量，D=50／V，g／em ； 为砂粒孔 形状阎，但 由于视场限制，具有随机性，难以反映硅砂 隙率，e=l—D／2．64； 为砂柱高度，cm；K为仪器常数， 的整体质量水平。 0．7214557114~103；为测量的平均时间； 在5次测 理论 比表面积是假定砂粒为球形且同一筛号的砂 量计算结果中弃最大和最小值，其余取平均，cm2／g。 粒具有相同的直径的条件下，通过筛分和计算得出单 (2)理论比表面积S (cm2／g)： 位质量原砂的具有的表面积。首先计算出筛分后各筛 Sf羔 (2) 号上停留的砂粒质量占砂样总量的百分数，再乘以相 m 应的表面积系数，然后将各筛号对应的乘积相加的总 式中： 为任一号筛上停留砂粒质量占总量的百分数； 和除以各筛号停留砂粒质量百分数的总和，所得的结 为表面积系数；m为任一号筛上停留砂粒质量百分 果即为砂样的理论 比表面积6J【。 数；n为筛号。 (3)角形因数S： 2 计算与分析 (3) 通过查阅文献和标准，发现实际比表面积有两种 ST 表2 筛号与对应的表面积系数 Table2Sandsuperficialcoefficientwith differentsieve-fraction 2．2 方法二 0．811g／cm ，室温下空气的动力粘度为1．81xlOPa·S)； 方法二采用在 铸《造手册》 (造型材料) 中原砂 为原砂的实际比表面积 ，在5次测量计算结果中弃最 比表面积的测定方法Bt”，我单位设备与此方法中的一 大和最小值，其余取平均 ，cmZg／；为煤油下降的时 样，故采用方法二。 间；V为试样的体积，cm； 为砂粒空隙率，％。 的 砂粒的实际比表面积．s可按下式计算： 表达式为 ．s 17．6244、／ (4) = (ppd)p／ (5) 式 中：17．6244为仪器 的特征常数 (煤油密度为 式中：Jp沩原砂堆密度，g／em；pv为原砂的密度，g／cm 。 表3 筛分记录 Table3Datathroughreciprocatingsieve 学兔兔
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