铸造用石灰石砂的特性分析

以石灰石为主要成分的矿岩,经过机械破碎,除去细粉、筛选分级后制成的铸造用砂,称为石灰石砂。最常见的石灰石砂是白色或灰白色的多角形颗粒,最容易鉴别的方法是石灰石砂遇盐酸发泡产生CO₂。

(1)石灰石砂的高温特性 用做造型材料的石灰石砂是未经煅烧的原矿,其主要组分碳酸在高温受热时会分解粉化并产生较多的CO₂气体,这是石灰石砂的一个特点。在受热状况下,石灰石砂在700℃左右就开始分解,温度超过900℃以后,热解作用急剧进行,直到完成。石灰石的热解温度为914℃。大理石因属于变质岩,热解温度略高,可达921℃。白云石在800℃左右出现第一次热解,分解成MgO、CO₂和CaCO₃,温度继续升高,CaCO₃的热解接着产生。

(2)杂质与粒形(www.xing528.com)

1)杂质:石灰岩中的有害杂质主要是粘土、石英、云母以及铁的氧化物等杂质矿物。生产实践表明,石灰石砂中Fe₂ O₃的质量分数一般在1.0%以下,Al₂ O₃的质量分数小于1.5%。这些化学物质的存在没有明显的不良作用。MgO、SiO₂含量过高将使铸件表面粗糙,出现毛刺和粘砂。MgO含量过高还会使石灰石砂在较低温度(795℃)即分解出大量气体,易使铸件产生气孔类缺陷。SiO₂有化合态(硅酸盐)和游离态两种,一般环保要求游离态SiO₂的质量分数应控制在2%以下,但石灰石砂含有适量的SiO₂能降低型砂高温残留强度,使浇注后残留砂块松脆,有利于减轻清砂劳动强度。石灰石中的硫铁矿、石膏、磷灰石等杂质的存在会增加砂中硫、磷的含量,对铸件质量不利。应根据原矿情况,适当控制石灰石的杂质含量。

2)粒形:颗粒形状对石灰石砂的性能有着重要的影响。加工后所得到的砂粒,应该是多角形的。柱状、条片状、尖角状的砂粒则不宜使用。