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精铸用宝珠砂

 

目前,我国熔模精密铸件的年产量在50万吨以上,型壳废料大约在100万吨以上,型壳材料的循环利用,是一项值得关注的重要课题。

质量较高的熔模精密铸件,型壳的面层耐火材料(包括涂料中的骨料和撒砂)大都采用锆砂粉和锆砂。铸件脱壳后,无法将其与背层耐火材料分离,不仅浪费了资源短缺、价格高昂的锆砂,而且增加了型壳废料回收利用的难度。

 从1996年底开始,日本就将提高熔模铸造技术、开发型壳面层用人造材料,列为战略性基础技术研发课题之一,由日本铸造协会管理,日立金属、ヨネダアドキャスト、キングパ-ツ、キャステム、妙中矿业等知名铸造企业,以及伊藤忠陶瓷联合实施,这一课题于2009年11月完成。主要成果是用烧结陶粒代替锆砂,用陶粒粉代替锆砂粉,背层则仍然采用与陶粒成分相近的硅铝质耐火材料。

这种型壳可用于大气铸造和真空铸造,已用以制成燃气轮机的镍基合金喷嘴环。为了保证面层涂料中骨料的填充性能,面层涂料所用的陶粒粉予以表面烧熔处理。处理方法是:粉料通过高温火炎,使其棱角烧熔、表面光滑。

由于型壳所用的耐火材料全部是硅铝质材料,废弃的型壳,全部由伊藤忠陶瓷公司回收,经适当处理后,重新制成陶粒和陶粒粉,循环利用,既节省了锆砂,又保护了资源。

我国的宝珠砂,是经电熔后制得的,质地致密,表面光滑,性能优于烧结陶粒。特别应该提到的是:制造宝珠砂时,由于喷吹的作用,270目以下的微粒(粒径0.053㎜以下)可能有5%左右。这些微粒,保留在宝珠砂中是不适宜的。如果将其收集,用于配制面层涂料,填充性能一定明显优于经表面熔烧处理的粉料。

因此,可以认为:目前,我国熔模铸造行业中免用锆砂的条件已经具备。

 

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