中國粉體網訊 石英是一種重要的非金屬礦資源，是玻璃、機械鑄造、電子電工、冶金、石油、耐火材料、化工、陶瓷、光伏、半導體等多個領域上百種工業產品的基礎性原料。鑄造砂是除玻璃外石英資源的第二大應用領域，主要資源來源為石英砂巖、天然石英砂等。天然硅砂是鑄造過程中最基礎、用量最大、最重要的原輔材料。
近年來，我國原砂生產企業加大了對技術改造的投入，并向綜合性方向發展。產品品種日趨多樣化，水洗砂、擦洗砂、精選砂、覆膜砂等已能滿足我國鑄造生產發展的需要。鑄造用石英砂要求價廉易得、鑄型制造簡便、具有高的耐火度和熱穩定性，具有適宜的顆粒形狀和顆粒組成，不易被液態金屬潤濕。
原砂
來源：長江材料
原砂是鑄造生產中造型用的最基本材料，其中應用最廣泛的是石英砂（俗稱硅砂），產品包括擦洗砂和焙燒砂，是由天然硅砂經過簡單的物理加工得到。石英砂以外的原砂通稱為特種砂，包括：鋯砂、燒結鎂砂、鉻鐵礦砂等。
鑄造用覆膜砂
覆膜砂主要由基砂、覆膜材料和添加劑組成，其中基砂通常采用石英砂，其顆粒形狀和大小對覆膜砂的性能有著直接影響，而優質的石英砂顆粒均勻，表面光滑，有助于樹脂的均勻覆蓋，提高覆膜砂的強度和耐熱性。而且覆膜材料一般選擇熱塑性樹脂，如酚醛樹脂或呋喃樹脂，這些樹脂在高溫下能夠形成堅硬的殼體，提供良好的支撐力和耐高溫性能。添加劑則根據具體需求進行選擇，如增韌劑、抗氧化劑等，以進一步改善覆膜砂的性能，增強其在鑄造過程中的穩定性和適應性。
覆膜砂主要應用于鑄件造型和油氣開采兩大方向。其中用于鑄件造型過程的覆膜砂被稱為鑄造用覆膜砂，用于油氣開采過程的覆膜砂被稱為樹脂覆膜支撐劑。鑄造用覆膜砂廣泛應用于鑄造工業，是汽車、摩托車、高鐵、農業機械、工程機械等零部件生產使用的主要造型材料。
來源：彰武鑫營鑄造材料
高性能覆膜砂具有一系列優良的性能，使其在復雜砂型鑄造中表現出色，其中覆膜砂具有較高的強度和硬度，能夠在高溫下保持穩定，不易變形，這會使覆膜砂能夠承受復雜砂型鑄造過程中產生的各種應力，確保鑄件的尺寸精度和表面質量。此外，覆膜砂具有良好的耐高溫性能和化學穩定性，能夠在高溫下形成穩定的樹脂殼體，有效防止鑄造過程中發生粘砂和夾雜等缺陷。另外，覆膜砂還具有優良的流動性和成型性，能夠填充復雜的型腔，保證鑄件的細節完美再現，滿足復雜鑄件的制造需求。
3D打印砂
傳統的鑄造砂型制備工藝存在諸多問題，如制造周期長、精度低、材料浪費嚴重等。這些問題不僅影響了鑄件的質量和生產效率，也限制了鑄造工藝的發展。而 3D打印技術的出現，則為解決這些問題提供了全新的途徑。
3D打印工藝流程
激光3D打印技術以其快速、靈活的特點，能夠實現復雜結構鑄造砂型的快速制造，大幅縮短了制造周期，提高了生產效率。激光3D打印砂型在鑄造領域的應用，極大地提高了鑄造精度。通過激光逐層燒結砂粉，實現了高精度、復雜結構砂型的快速制備。這種制備方式消除了傳統模具制作過程中的繁瑣工序，減少了人為誤差，確保了砂型的尺寸精度。同時，激光3D打印還能夠制造出具有優異表面質量和細微結構的砂型，為鑄件的成型提供了更高水平的支持，從而提高了鑄造產品的整體質量和精度水平。
來源：長江材料
3D打印砂是目前鑄造砂中用量增長較快的新類型，3D打印砂通常要求石英顆粒強度高，SiO2≥90%，Al2O3≤10%，CaO+MgO<0.6%，Na2O+K2O<0.4%，含泥量≤0.2%，粒度0.053～0.3mm。
再生砂
再生砂是利用專用的設備和技術將鑄造使用后的廢（舊）砂進行處理和加工，使其再次具有使用性能和價值的鑄造用材料，可以再次作為覆膜砂或其它砂產品的基礎材料而循環使用。
砂芯
砂芯是鑄造生產中用于鑄造澆注型（芯）制造的主要部件，一般是由覆膜砂通過專有制型（芯）設備在型（芯）模具中以特有的固結工藝過程制備而成。芯砂除應具有一般型砂的性能外，還要求有較高的強度、透氣性、退讓性和潰散性。
參考來源：
長江材料年報、招股說明書
高昕.高性能覆膜砂在復雜砂型鑄造中的應用研究
李作敏等.我國石英資源的開發利用特點及應用進展
惠旭.高精度多孔結構鑄造砂型（芯）的激光3D打印
（中國粉體網編輯整理/初末）
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