铸造用石英砂按颗粒形状可分为圆形、多角形和尖角形等,不同颗粒形状的石英砂在实际应用中的优缺点如下:
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圆形石英砂
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优点:流动性好,在造型过程中容易填充模型的各个部位,能够提高造型效率。同时,圆形颗粒之间的摩擦力小,在紧实砂型时所需的外力较小,便于获得较高且均匀的紧实度,有利于保证铸件的尺寸精度。此外,因其形状规则,砂粒之间的孔隙较为均匀,透气性良好,在浇注过程中能使型腔中的气体顺利排出,减少气孔等缺陷的产生。
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缺点:颗粒间的啮合性较差,与粘结剂的结合面积相对较小,因此砂型的强度相对较低。在承受高温金属液的冲刷和压力时,砂型表面容易出现磨损、掉砂等问题,可能影响铸件的表面质量。
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多角形石英砂
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优点:颗粒间的啮合性好,相互之间能够形成稳定的结构,与粘结剂混合后,粘结点增多,粘结力较强,可显著提高砂型的强度和抗变形能力。这使得砂型在浇注过程中能够更好地承受金属液的冲刷和压力,不易出现塌箱、冲砂等问题,有利于保证铸件的尺寸精度和表面质量,尤其适用于生产大型、厚壁铸件以及对砂型强度要求较高的铸件。
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缺点:多角形石英砂的流动性不如圆形石英砂,在造型时需要较大的外力来紧实砂型,增加了造型的难度和劳动强度。而且其形状不规则,砂粒之间的孔隙大小不一,透气性相对较差,在浇注过程中需要采取适当的措施来保证气体的排出,否则容易导致铸件产生气孔等缺陷。
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尖角形石英砂
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优点:尖角形石英砂的棱角尖锐,颗粒间的啮合效果非常好,与粘结剂结合时能形成很强的机械咬合作用,使得砂型具有很高的强度和硬度。在一些对砂型耐磨性要求极高的铸造工艺中,如压铸、离心铸造等,尖角形石英砂能够很好地抵抗金属液的高速冲刷和摩擦,延长砂型的使用寿命。
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缺点:由于尖角形石英砂的棱角锋利,流动性极差,造型难度大,需要特殊的造型设备和工艺来保证砂型的紧实度和均匀性。同时,其尖锐的棱角容易在混砂和造型过程中损伤设备,并且砂型的透气性很差,需要通过合理设计排气系统来解决气体排出问题,否则极易导致铸件产生气孔、夹砂等缺陷。