非石英质原砂的特点及应用领域

非石英质铸造用砂是指矿物成分中含少量或不含游离SiO₂的原砂。

虽然硅砂来源广、价格低，一般能满足铸铁、铸钢和有色合金铸件生产的要求，得到广泛应用。但石英砂的耐火度有限，且SiO₂是酸性氧化物，易与碱性的金属氧化物作用，形成低熔点化合物，导致化学粘砂，使铸件清砂困难。石英除热膨胀较大外，还由于相变而引起体积突变，易导致夹砂缺陷。由于热胀冷缩产生的应力反复作用，砂粒易碎成细粉，使耐火度、透气性、耐用性下降。因此在浇注大型铸钢件、合金钢或其他高温合金时往往不能满足要求，不得不另外寻求中性或碱性砂作原砂。

目前采用的非硅质原砂有：石灰石砂、镁砂、铬铁矿砂、锆砂、刚玉砂、高铝钒土、熟料、碳素砂等。这些材料与硅砂系相比，有高的耐火度、导热性、热容量和热化学稳定性，与金属液及其氧化物的浸润性低，膨胀系数小等特点。

1.石灰石砂

以碳酸钙为主的方解石，经人工破碎、筛选而成石灰石原砂。

2.镁砂

镁砂的主要成分是MgO，它是由菱镁矿（MgCO₃）在高温下煅烧再经破碎分选而获得的。(www.xing528.com)

3.锆砂

锆砂是一种以硅酸锆（ZrO₂·SiO₂）为主要组成的矿物。

锆砂虽仍属酸性耐火材料，但高温时对氧化铁的热化学稳定性高，而且基本上不被金属氧化物浸润。锆砂的热导率和蓄热系数比石英大一倍，故能使铸件冷却凝固较快并有良好的抗粘砂性能，做形状复杂的铸型时，可用它代替冷铁，对铸件进行激冷，细化结晶组织。锆砂的热膨胀系数只有石英的1/3，一般不会造成型腔表面起拱和夹砂。因此锆砂可用作大型铸钢件或合金钢铸件的特殊型（芯）砂或涂料、涂膏。

4.铬铁矿砂

铬铁矿砂属于铬尖晶石类，主要矿物组成有铬铁矿FeCrO₄，镁铬铁矿（Mg·Fe）CrO₄和铝镁铬铁矿（Fe·Mg）（Cr·Al）2O₄，铬铁矿砂的优点是热导率比石英砂大好几倍，耐火度高，不与氧化铁等起化学反应。