下面为您详细解析这个选择的原因、应用要点和注意事项:
一、为什么大型铸钢件常用这个规格的铬矿砂?
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AFS细度45-50的意义:
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AFS细度是衡量砂粒平均粗细的指标,数值越大,砂粒越细。
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45-50属于中等偏细的粒度。对于大型铸件,砂粒不能太粗(如AFS 20-30),否则型砂表面粗糙,容易导致铸件表面粘砂;也不能过细(如AFS 70+),否则透气性急剧下降,易使铸件产生气孔,且砂型干燥困难。
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45-50的粒度在保证足够耐火度和表面光洁度的同时,提供了大型砂芯/砂型必需的透气性。
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铬矿砂本身的优势:
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极高的耐火度(>1800℃):能承受大型铸钢件长时间的高温钢水静压力。
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优异的热化学稳定性:不与FeO和锰铁氧化物反应,能有效防止“化学粘砂”,尤其适合铸造不锈钢、高锰钢等易氧化钢种。
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良好的激冷作用:热导率高,能加速铸件表层凝固,细化晶粒,提高表面质量。
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较低的膨胀系数:减少因受热膨胀而产生的砂型开裂问题。
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二、主要应用场景
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铸件类型:大型齿圈、渣罐、阀体、水电叶片、轧辊、大型不锈钢泵壳等。
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使用部位:
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面砂:直接接触钢水的型腔表面层(厚度通常为20-100mm)。
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单一砂:对于特别厚大或关键的部位,整个砂芯或局部砂型全部采用此铬矿砂。
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粘结剂系统:常配合树脂砂(呋喃树脂、碱性酚醛树脂) 或水玻璃砂(CO₂硬化或酯硬化) 使用。其中碱性酚醛树脂与铬矿砂的碱性特性匹配性好,应用广泛。
三、使用注意事项与建议
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原砂品质是基础:
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Cr₂O₃含量:建议 ≥ 46%,越高越好(如48%以上),这是抗粘砂能力的核心。
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SiO₂含量:必须严格控制,建议 ≤ 3%,越低越好。SiO₂高会显著降低耐火度。
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灼减(LOI):应<0.5%,保证发气量低。
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采购时,应向供应商明确要求 “大型铸钢件用,AFS 45-50粒度”,并提供成分检测报告。
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混砂工艺:
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铬矿砂密度大(约4.0g/cm³),是硅砂的1.6倍,混砂时需适当延长混碾时间,确保树脂/粘结剂均匀包裹每颗砂粒。
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树脂加入量通常略高于硅砂,具体需通过工艺试验确定。
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造型与浇注:
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铬矿砂流动性通常比硅砂差,舂实造型时需特别仔细,确保型腔各部位紧实均匀。
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由于其激冷作用强,浇注系统设计需充分考虑,避免铸件产生冷隔或浇不足。可适当提高浇注温度或加快浇注速度。
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旧砂再生:铬矿砂价格昂贵,应尽可能建立旧砂再生回用系统。再生的关键是去除砂粒表面的烧结层和粘结剂膜。磁选、风选、破碎筛分是常用方法。
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成本考量:
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铬矿砂单价远高于硅砂和锆砂。采用面背砂工艺(背砂用便宜的石英砂或再生砂)是控制成本的通用做法。根据铸件重要性和厚度,合理设计面砂层的厚度。
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总结
您选择的 AFS 45-50粒度铬矿砂,是针对大型铸钢件特性和粘砂风险做出的一个非常经典和正确的技术决策。它平衡了表面光洁度、透气性和耐火度三大关键需求。
最终建议:在确定规格后,务必进行工艺试验(如制作试样块浇注验证),以确定最适合您工厂具体钢种和工艺的粘结剂种类、加入量及最佳混砂参数,从而稳定地生产出高质量的铸件


