除了颗粒大小,影响铸造用石英砂性能的因素还有以下几个方面:
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化学成分
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二氧化硅含量:二氧化硅是石英砂的主要成分,其含量越高,石英砂的耐火度和化学稳定性就越好。高纯度的石英砂(二氧化硅含量达 99% 以上)适用于精密铸造等对耐火材料要求苛刻的工艺,能承受高温金属液的冲刷而不被侵蚀,保证铸件的尺寸精度和表面质量。
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杂质含量:石英砂中的杂质如氧化铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁等会降低其耐火度和化学稳定性。例如,氧化铁含量过高会使石英砂在高温下容易与金属液发生反应,导致铸件产生粘砂等缺陷;而氧化钙、氧化镁等碱性氧化物含量较高时,会降低石英砂的抗碱性渣侵蚀能力。
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颗粒形状
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圆形颗粒:流动性好,在造型时容易紧实,能获得较高的砂型紧实度和均匀性,使砂型具有良好的强度和透气性,有利于提高铸件的表面质量和尺寸精度,减少砂眼、气孔等缺陷。
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多角形颗粒:颗粒之间的啮合性好,在与粘结剂混合后,能形成较强的粘结力,提高砂型的强度。但多角形颗粒的流动性相对较差,造型时需要较大的紧实力,且砂型的透气性可能不如圆形颗粒的石英砂。
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表面特性
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表面粗糙度:石英砂表面粗糙度影响其与粘结剂的结合效果。表面粗糙的石英砂与粘结剂的接触面积大,粘结力强,可提高砂型的强度,但可能会增加混砂工艺的难度和能耗。表面光滑的石英砂流动性好,但与粘结剂的结合力相对较弱,需要适当调整粘结剂的配方和用量来保证砂型的性能。
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表面活性:石英砂表面的活性基团会影响其与粘结剂、添加剂等物质的化学反应和物理吸附作用。经过表面改性处理的石英砂,其表面活性得到改善,能更好地与粘结剂结合,提高砂型的综合性能。例如,通过硅烷偶联剂处理石英砂表面,可以增强其与有机粘结剂的相容性和粘结强度。
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湿度
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石英砂的湿度对其性能有显著影响。湿度过高,会使石英砂流动性变差,不易紧实,影响砂型的强度和尺寸精度;同时,过高的湿度还会导致粘结剂稀释,降低粘结效果,使砂型在浇注过程中容易出现掉砂、冲砂等缺陷。此外,湿度过高的石英砂在储存过程中容易结块,影响其使用性能。而湿度过低,石英砂会过于干燥,在混砂过程中容易产生粉尘,不仅污染环境,还会影响操作人员的健康,并且可能导致粘结剂分布不均匀,影响砂型的性能。