石英是一種重要的非金屬礦資源，是玻璃、機(jī)械鑄造、電子電工、冶金、石油、耐火材料、化工、陶瓷、光伏、半導(dǎo)體等多個領(lǐng)域上百種工業(yè)產(chǎn)品的基礎(chǔ)性原料。鑄造砂是除玻璃外石英資源的第二大應(yīng)用領(lǐng)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(chǔ)、用量最大、最重要的原輔材料。

近年來，我國原砂生產(chǎn)企業(yè)加大了對技術(shù)改造的投入，并向綜合性方向發(fā)展。產(chǎn)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(chǎn)發(fā)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(wěn)定性，具有適宜的顆粒形狀和顆粒組成，不易被液態(tài)金屬潤濕。

原砂

來源：長江材料

原砂是鑄造生產(chǎn)中造型用的最基本材料，其中應(yīng)用最廣泛的是石英砂（俗稱硅砂），產(chǎn)品包括擦洗砂和焙燒砂，是由天然硅砂經(jīng)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(jié)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(yōu)質(zhì)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(qiáng)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(jiān)硬的殼體，提供良好的支撐力和耐高溫性能。添加劑則根據(jù)具體需求進(jìn)行選擇，如增韌劑、抗氧化劑等，以進(jìn)一步改善覆膜砂的性能，增強(qiáng)其在鑄造過程中的穩(wěn)定性和適應(yīng)性。

覆膜砂主要應(yīng)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(yīng)用于鑄造工業(yè)，是汽車、摩托車、高鐵、農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械等零部件生產(chǎn)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(yōu)良的性能，使其在復(fù)雜砂型鑄造中表現(xiàn)出色，其中覆膜砂具有較高的強(qiáng)度和硬度，能夠在高溫下保持穩(wěn)定，不易變形，這會使覆膜砂能夠承受復(fù)雜砂型鑄造過程中產(chǎn)生的各種應(yīng)力，確保鑄件的尺寸精度和表面質(zhì)量。此外，覆膜砂具有良好的耐高溫性能和化學(xué)穩(wěn)定性，能夠在高溫下形成穩(wěn)定的樹脂殼體，有效防止鑄造過程中發(fā)生粘砂和夾雜等缺陷。另外，覆膜砂還具有優(yōu)良的流動性和成型性，能夠填充復(fù)雜的型腔，保證鑄件的細(xì)節(jié)完美再現(xiàn)，滿足復(fù)雜鑄件的制造需求。

3D打印砂

傳統(tǒng)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(fèi)嚴(yán)重等。這些問題不僅影響了鑄件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，也限制了鑄造工藝的發(fā)展。而 3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，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(shù)以其快速、靈活的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)鑄造砂型的快速制造，大幅縮短了制造周期，提高了生產(chǎn)效率。激光3D打印砂型在鑄造領(lǐng)域的應(yīng)用，極大地提高了鑄造精度。通過激光逐層燒結(jié)砂粉，實(shí)現(xiàn)了高精度、復(fù)雜結(jié)構(gòu)砂型的快速制備。這種制備方式消除了傳統(tǒng)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(yōu)異表面質(zhì)量和細(xì)微結(jié)構(gòu)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(chǎn)品的整體質(zhì)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(qiáng)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(shè)備和技術(shù)將鑄造使用后的廢（舊）砂進(jìn)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(chǎn)品的基礎(chǔ)材料而循環(huán)使用。

砂芯

砂芯是鑄造生產(chǎn)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(shè)備在型（芯）模具中以特有的固結(jié)工藝過程制備而成。芯砂除應(yīng)具有一般型砂的性能外，還要求有較高的強(qiáng)度、透氣性、退讓性和潰散性。

參考來源：

長江材料年報(bào)、招股說明書

高昕.高性能覆膜砂在復(fù)雜砂型鑄造中的應(yīng)用研究

李作敏等.我國石英資源的開發(fā)利用特點(diǎn)及應(yīng)用進(jìn)展

惠旭.高精度多孔結(jié)構(gòu)鑄造砂型（芯）的激光3D打印

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