中国粉体网讯 石英是一种重要的非金属矿资源，是玻璃、机械铸造、电子电工、冶金、石油、耐火材料、化工、陶瓷、光伏、半导体等多个领域上百种工业产品的基础性原料。铸造砂是除玻璃外石英资源的第二大应用领域，主要资源来源为石英砂岩、天然石英砂等。天然硅砂是铸造过程中最基础、用量最大、最重要的原辅材料。
近年来，我国原砂生产企业加大了对技术改造的投入，并向综合性方向发展。产品品种日趋多样化，水洗砂、擦洗砂、精选砂、覆膜砂等已能满足我国铸造生产发展的需要。铸造用石英砂要求价廉易得、铸型制造简便、具有高的耐火度和热稳定性，具有适宜的颗粒形状和颗粒组成，不易被液态金属润湿。
原砂
来源：长江材料
原砂是铸造生产中造型用的最基本材料，其中应用最广泛的是石英砂（俗称硅砂），产品包括擦洗砂和焙烧砂，是由天然硅砂经过简单的物理加工得到。石英砂以外的原砂通称为特种砂，包括：锆砂、烧结镁砂、铬铁矿砂等。
铸造用覆膜砂
覆膜砂主要由基砂、覆膜材料和添加剂组成，其中基砂通常采用石英砂，其颗粒形状和大小对覆膜砂的性能有着直接影响，而优质的石英砂颗粒均匀，表面光滑，有助于树脂的均匀覆盖，提高覆膜砂的强度和耐热性。而且覆膜材料一般选择热塑性树脂，如酚醛树脂或呋喃树脂，这些树脂在高温下能够形成坚硬的壳体，提供良好的支撑力和耐高温性能。添加剂则根据具体需求进行选择，如增韧剂、抗氧化剂等，以进一步改善覆膜砂的性能，增强其在铸造过程中的稳定性和适应性。
覆膜砂主要应用于铸件造型和油气开采两大方向。其中用于铸件造型过程的覆膜砂被称为铸造用覆膜砂，用于油气开采过程的覆膜砂被称为树脂覆膜支撑剂。铸造用覆膜砂广泛应用于铸造工业，是汽车、摩托车、高铁、农业机械、工程机械等零部件生产使用的主要造型材料。
来源：彰武鑫营铸造材料
高性能覆膜砂具有一系列优良的性能，使其在复杂砂型铸造中表现出色，其中覆膜砂具有较高的强度和硬度，能够在高温下保持稳定，不易变形，这会使覆膜砂能够承受复杂砂型铸造过程中产生的各种应力，确保铸件的尺寸精度和表面质量。此外，覆膜砂具有良好的耐高温性能和化学稳定性，能够在高温下形成稳定的树脂壳体，有效防止铸造过程中发生粘砂和夹杂等缺陷。另外，覆膜砂还具有优良的流动性和成型性，能够填充复杂的型腔，保证铸件的细节完美再现，满足复杂铸件的制造需求。
3D打印砂
传统的铸造砂型制备工艺存在诸多问题，如制造周期长、精度低、材料浪费严重等。这些问题不仅影响了铸件的质量和生产效率，也限制了铸造工艺的发展。而 3D打印技术的出现，则为解决这些问题提供了全新的途径。
3D打印工艺流程
激光3D打印技术以其快速、灵活的特点，能够实现复杂结构铸造砂型的快速制造，大幅缩短了制造周期，提高了生产效率。激光3D打印砂型在铸造领域的应用，极大地提高了铸造精度。通过激光逐层烧结砂粉，实现了高精度、复杂结构砂型的快速制备。这种制备方式消除了传统模具制作过程中的繁琐工序，减少了人为误差，确保了砂型的尺寸精度。同时，激光3D打印还能够制造出具有优异表面质量和细微结构的砂型，为铸件的成型提供了更高水平的支持，从而提高了铸造产品的整体质量和精度水平。
来源：长江材料
3D打印砂是目前铸造砂中用量增长较快的新类型，3D打印砂通常要求石英颗粒强度高，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
再生砂是利用专用的设备和技术将铸造使用后的废（旧）砂进行处理和加工，使其再次具有使用性能和价值的铸造用材料，可以再次作为覆膜砂或其它砂产品的基础材料而循环使用。
砂芯
砂芯是铸造生产中用于铸造浇注型（芯）制造的主要部件，一般是由覆膜砂通过专有制型（芯）设备在型（芯）模具中以特有的固结工艺过程制备而成。芯砂除应具有一般型砂的性能外，还要求有较高的强度、透气性、退让性和溃散性。
参考来源：
长江材料年报、招股说明书
高昕.高性能覆膜砂在复杂砂型铸造中的应用研究
李作敏等.我国石英资源的开发利用特点及应用进展
惠旭.高精度多孔结构铸造砂型（芯）的激光3D打印
（中国粉体网编辑整理/初末）
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