鑄造用砂為什麼是一種資源

A. 鑄造用來定型的砂是普通的砂子嗎

通常型砂是由原砂（山砂或河砂）、粘土和水按一定比例 混合而成，其中粘土約為9％，水約為6％，其餘為原砂。有時還加入少量如煤粉、植物油、木屑等附加物以提高型砂和芯砂的性能。

製造砂型的基本原材料是鑄造砂和型砂粘結劑。最常用的鑄造砂是硅質砂。硅砂的高溫性能不能滿足使用要求時則使用鋯英砂、鉻鐵礦砂、剛玉砂等特種砂。為使製成的砂型和型芯具有一定的強度，在搬運、合型及澆注液態金屬時不致變形或損壞，一般要在鑄造中加入型砂粘結劑，將鬆散的砂粒粘結起來成為型砂。應用最廣的型砂粘結劑是粘土，也可採用各種乾性油或半乾性油、水溶性硅酸鹽或磷酸鹽和各種合成樹脂作型砂粘結劑。砂型鑄造中所用的外砂型按型砂所用的粘結劑及其建立強度的方式不同分為粘土濕砂型、粘土干砂型和化學硬化砂型(表面烘乾砂型)3種。

粘土濕型砂

濕型砂是由原砂、粘土、附加物及水按一定配比組成的。常用的加料順序是先將回用砂和新砂、粘土粉、煤粉等乾料混勻，再加水混至要求的水分。型砂的配方應根據澆注合金種類、鑄件特徵和要求、造型方法和工藝、清理方法等因素確定型砂應具有的性能范圍，然後再根據各種造型原材料的品種和規格、砂處理方法和設備性能、砂鐵比等因素擬定。

濕型砂包括:

(1) 石英質原砂,鑄造生產中使用量最大的原砂是以石英為主要礦物成分的天然硅砂。天然硅砂資源豐富，分布極廣，易於開采，價格低廉，能滿足鑄造上多數情況的要求。生產中通常根據鑄件的合金種類、質量、壁厚的不同來選定原砂的化學成分和礦物組成。

(2) 非石英質原砂,
非石英質原砂是指礦物組成中不含或只會少量游離SiO2的原砂。雖然硅砂來源廣，價格低，能滿足一般鑄鐵、鑄鋼和非鐵合金鑄件生產的要求而得到廣泛應用，但是硅砂還有一些缺點：熱膨脹系數比較大，熱擴散率比較低，蓄熱系數比較低，容易與鐵的氧化物起作用等。這些都會對鑄型與金屬的界面反應起不良影響。在生產高合金銅鑄件或大型鑄鋼件時，使用硅砂配製的型砂，鑄件容易發生粘砂缺陷，使鑄件的清理十分困難。清砂過程中，工人長期吸入硅石粉塵易患矽肺。

(3) 粘土, 粘土是濕型砂的主要粘結劑。粘土被水濕潤後具有粘結性和可塑性，烘乾後硬結，具有干強度。 粘土主要是由細小結晶質的粘土礦物所組成的土狀材料。按晶體結構可分為高嶺石（kaolinite）組，包括高嶺石、珍珠陶土、地開石、埃洛石等；蒙脫石（montrillonite）組，包括蒙脫石、貝得石、綠脫石、皂石等；伊利石（illite）組，包括依利石、海綠石等。

(4) 附加物, 型砂中除了含有原砂、粘土和水等材料以外，通常還加入一些附加物如煤粉、渣油、澱粉等，目的是使型砂具有特定的性能，並改善鑄件的表面質量。

粘土干砂型

製造這種砂型用的型砂濕態水分略高於濕型用的型砂。砂型制好以後，型腔表面要塗以耐火塗料，再置於烘爐中烘乾，待其冷卻後即可合型和澆注。烘乾粘土砂型需很長時間，要耗用大量燃料，而且砂型在烘乾過程中易產生變形，使鑄件精度受到影響。粘土干砂型一般用於製造鑄鋼件和較大的鑄鐵件。自化學硬化砂得到廣泛採用後，干砂型已趨於淘汰。

化學硬化砂型

這種砂型所用的型砂稱為化學硬化砂。其粘結劑一般都是在硬化劑作用下能發生分子聚合進而成為立體結構的物質，常用的有各種合成樹脂和水玻璃。化學硬化基本上有3種方式。

1.自硬:粘結劑和硬化劑都在混砂時加入。製成砂型或型芯後，粘結劑在硬化劑的作用下發生反應而導致砂型或型芯自行硬化。自硬法主要用於造型，但也用於製造較大的型芯或生產批量不大的型芯。

2.氣霧硬化:混砂時加入粘結劑和其他輔加物，先不加硬化劑。造型或制芯後，吹入氣態硬化劑或吹入在氣態載體中霧化了的液態硬化劑，使其彌散於砂型或型芯中，導致砂型硬化。氣霧硬化法主要用於制芯，有時也用於製造小型砂型。

3.加熱硬化:混砂時加入粘結劑和常溫下不起作用的潛硬化劑。製成砂型或型芯後，將其加熱，這時潛硬化劑和粘結劑中的某些成分發生反應，生成能使粘結劑硬化的有效硬化劑，從而使砂型或型芯硬化。加熱硬化法除用於製造小型薄殼砂型外，主要用於制芯。

B. 鑄造沙有什麼要求

中國在公元17世紀已使用硅砂作造型材料，用於製造鍾、鏡、鍋和火炮等鑄件。但早期使用的多為含粘土的天然硅砂即山砂和河砂，它有較好的可塑性，可直接用於製造鑄型和型芯，適於當時手工生產的條件。鑄件進入工業化的大規模生產後，特別是造型機械化後，這種含粘土的天然硅砂性能的均一性差，型砂的質量難以控制，不能滿足工藝要求，因此開始建砂廠，對天然硅砂進行水洗、擦洗、精選，得到各種高質量硅砂。 鑄造砂
或將硅石破碎製成的人工硅砂。同時，也擴大了各種非硅質砂的使用。樹脂砂造型造芯工藝的應用和發展，對鑄造用砂的質量又提出了更高的要求，如細粉少，比表面積小，耗酸值低等。此外，對砂粒大小形狀和粒度分布狀況也有了新的要求。一些缺乏優質砂源的國家還發展了硅砂浮選技術，以提高硅砂的品位和質量。
編輯本段基本要求
鑄造砂應滿足以下的要求：①較高的純度和潔凈度，以硅砂為例，鑄鐵用砂要求SiO2含量在90％以上，較大的鑄鋼件則要求SiO2含量在97％以上；②高的耐火度和熱穩定性;③適宜的顆粒形狀和顆粒組成;④不易被液態金屬潤濕；⑤價廉易得。
編輯本段顆粒形狀和組成
鑄造砂的顆粒形狀和顆粒組成對型砂的流動性、緊實性、透氣性、強度和抗液態金屬的滲透性等性能有影響，是鑄造砂質量的重要指標。
編輯本段顆粒形狀
鑄造砂的形狀一般分3種。①圓形砂:顆粒為球形或接近於球形，表面光潔，沒有突出的稜角。②多角形砂:顆粒成多角形，且多為鈍角。③尖角形砂：顆粒成尖角形，且銳角較多。鑄造砂的顆粒形狀一般以角形系數（砂粒實際比表面積／球形砂粒理論比表面積之比）來表示。（見圖）
編輯本段顆粒組成
砂子的顆粒組成是用篩號來表示的，測定的方法是將經水洗去泥分烘乾後的干砂倒入標准篩，再放到篩砂機上篩分，篩分後將各篩子上停留的砂子分別稱重，通常用標准篩篩分後砂粒最集中的3個相鄰篩子的頭尾篩號表示顆粒組成。
編輯本段種類和用途
鑄造砂按礦物組成不同分為石英砂和特種砂兩大類，石英砂俗稱硅砂。
編輯本段硅砂
主要礦物組成為石英，主要化學成分為SiO2。①天然硅砂：因其化學成分，粒度組成不同，分別用於有色合金鑄件、鑄鐵件及中小型鑄鋼件的型砂和芯砂。②精選天然硅砂：用於以有機物作為粘結劑的各種鑄鋼件型砂和芯砂。③人工硅砂：用於精鑄、打爐襯或鑄鋼件的型砂和芯砂。
編輯本段非硅質砂
非硅質砂種類較多，用途各異。①石灰石砂：由石灰岩破碎而成，主要礦物組成是CaCO3，用於鑄鋼件的型砂和芯砂。②鋯砂:主要礦物組成是ZrO2·SiO2，用於大型鑄鋼件及合金鋼件的芯砂或砂型的面砂，或將其粉料用作塗料。③鎂砂：主要礦物組成是MgO，用於高錳鋼鑄件的面砂、芯砂，其粉料可用作塗料。④鉻鐵礦砂：主要礦物組成是鉻鐵礦FeO·Cr2O3，用於大型或特殊鑄鋼件的面砂、芯砂，其粉料可用作塗料。⑤剛玉砂：主要礦物組成是剛玉α-Al2O3，用於熔模、陶瓷型鑄造的制殼材料。⑥橄欖石砂：主要礦物組成是橄欖石(MgFe)2SiO4，用於鑄鐵件、有色合金鑄件以及高錳鋼鑄件的型砂和芯砂。
編輯本段資源
自然界中硅砂資源充足，但適合鑄造用的SiO2含量高的天然硅砂並不太多。中國於1951年開始，對境內的鑄造砂資源陸續進行了普查，但主要限於交通干線和主要工業城市附近。普查結果表明，中國可用於鑄造的天然硅砂資源十分豐富，分布范圍很廣。內蒙古哲里木盟，天然硅砂儲藏量達數億噸，其顆粒形狀接近圓形，SiO2含量為90％左右。福建晉江、東山的海砂，SiO2含量為94～98％，含泥量低，均是較好的天然硅砂。江西的都昌、星子、永修縣均有大量第四紀河湖相積沉硅砂，SiO2含量為90％左右，含鐵量低，鹼性氧化物少，粒度均勻，是較好的湖砂。廣州、湖南等地有豐富的易破碎的風化砂岩，可加工成人工硅砂，其SiO2含量在96％以上，可用於鑄鋼件的生產。

C. 鑄造行業中砂處理是什麼意思，為什麼要進行砂處理，砂處理原理又是什麼

砂處理就是將鑄造用的型砂處理後便於再次利用，這樣的設備叫砂處理，他的原理是將使用的廢砂通過過濾、燃燒、冷卻後再次利用。

D. 鑄造時應選用什麼砂

1.鑄造用砂的類別與鑒定

鑄造用砂根據石英和含泥量分為三種：石英砂、石英長石砂、黏土砂，分別用字母S、SC、N表示。根據砂的顆粒在三個篩上停留量之和的多少，分為顆粒集中的和分散的砂（其中分散的砂用F表示）。原砂的牌號表示：種類＋數字（顆粒度）＋字母（分散的砂）＋（粒形符號），如4S75／15OF（○）表示四級石英砂（根據砂的石英含量劃分級別），粒度集中在75、100、150號篩上的分散的圓形砂。對不同的鑄造用砂，黏結劑加入後砂的強度也不同，為了能對黏結劑使用效果有一個較為准確的評價，規定了鑒定黏結劑的標准用砂，其牌號為NBS55／100（○），N、B、S分別表示黏結劑、標准、石英砂的第一個漢語拼音字母。標准砂（內蒙古通遼市大林型砂有限公司）的化學成分：W（SIO2）＞88%，W（AL203）＜6%，W（FE203）＜0.7%，WCAO＋MgO）＜0.7%，W（K2O＋NA2O）＜35%，W（TIO2）＜0.4，灼減＜0.5%，W（H2O）＜0.3%。

2.鑄造用原砂的加工

自然界中的砂，雜質含量高，顆粒尺寸也不符合鑄造用砂的要求，不能直接用來生產鑄型，必須進行加工改造，以符合鑄造用砂的需要。對原砂的加工改造包括降低除SIO2外的其他雜質含量、篩選或加工使砂粒尺寸符合要求，主要包括以下幾個過程：（1）水洗：通過水流的強烈沖洗，使原砂中的含泥量降低到1%以下。

（2）篩分：除去較大顆粒和微細顆粒。

（3）精選：降低除SIO2外的其他成分的含量，提高石英含量。

（4）烘乾：用烘乾設備除去原砂中的水分。

3.鑄造用砂的選用

在保證鑄件質量的前提下，鑄造用砂一般根據鑄件的合金類別、鑄件大小、鑄型類別和造型方法選用，以降低成本。

E. 型砂對鑄造的重要性

砂型 製造砂型的基本原材料是鑄造砂和型砂粘結劑。最常用的鑄造砂是硅質砂。硅砂的高溫性能不能滿足使用要求時則使用鋯英砂、鉻鐵礦砂、剛玉砂等特種砂。為使製成的砂型和型芯具有一定的強度，在搬運、合型及澆注液態金屬時不致變形或損壞，一般要在鑄造中加入型砂粘結劑，將鬆散的砂粒粘結起來成為型砂。應用最廣的型砂粘結劑是粘土，也可採用各種乾性油或半乾性油、水溶性硅酸鹽或磷酸鹽和各種合成樹脂作型砂粘結劑。砂型鑄造中所用的外砂型按型砂所用的粘結劑及其建立強度的方式不同分為粘土濕砂型、粘土干砂型和化學硬化砂型3種。
粘土濕砂型 以粘土和適量的水為型砂的主要粘結劑，製成砂型後直接在濕態下合型和澆注。濕型鑄造歷史悠久，應用較廣。濕型砂的強度取決於粘土和水按一定比例混合而成的粘土漿。型砂一經混好即具有一定的強度，經舂實製成砂型後，即可滿足合型和澆注的要求。因此型砂中的粘土量和水分是十分重要的工藝因素。
粘土濕砂型鑄造的優點是：①粘土的資源豐富、價格便宜。②使用過的粘土濕砂經適當的砂處理後，絕大部分均可回收再用。③製造鑄型的周期短、工效高。④混好的型砂可使用的時間長。⑤砂型舂實以後仍可容受少量變形而不致破壞，對拔模和下芯都非常有利。缺點是：①混砂時要將粘稠的粘土漿塗布在砂粒表面上，需要使用有搓揉作用的高功率混砂設備，否則不可能得到質量良好的型砂。②由於型砂混好後即具有相當高的強度,造型時型砂不易流動，難以舂實,手工造型時既費力又需一定的技巧，用機器造型時則設備復雜而龐大。③鑄型的剛度不高，鑄件的尺寸精度較差。④鑄件易於產生沖砂、夾砂、氣孔等缺陷。
20世紀初鑄造業開始採用輾輪式混砂機混砂，使粘土濕型砂的質量大為改善。新型大功率混砂機可使混砂工作達到高效率、高質量。以震實為主的震擊壓實式造型機的出現，又顯著提高了鑄型的緊實度和均勻性。隨著對鑄件尺寸精度和表面質量要求的提高，又出現了以壓實為主的高壓造型機。用高壓造型機製造粘土濕砂型，不但可使鑄件尺寸精度提高，表面質量改善，而且使緊實鑄型的動作簡化、周期縮短，使造型、合型全工序實現高速化和自動化。氣體沖擊加壓的新型造型機，利用粘土漿的觸變性,可由瞬時施以0.5兆帕的壓力而得到非常緊密的鑄型。這些進展是粘土濕砂型鑄造能適應現代工業要求的重要條件。因而這種傳統的工藝方法一直被用來生產大量優質鑄件。
粘土干砂型 製造這種砂型用的型砂濕態水分略高於濕型用的型砂。砂型制好以後，型腔表面要塗以耐火塗料，再置於烘爐中烘乾，待其冷卻後即可合型和澆注。烘乾粘土砂型需很長時間，要耗用大量燃料，而且砂型在烘乾過程中易產生變形，使鑄件精度受到影響。粘土干砂型一般用於製造鑄鋼件和較大的鑄鐵件。自化學硬化砂得到廣泛採用後，干砂型已趨於淘汰。
化學硬化砂型 這種砂型所用的型砂稱為化學硬化砂。其粘結劑一般都是在硬化劑作用下能發生分子聚合進而成為立體結構的物質，常用的有各種合成樹脂和水玻璃。化學硬化基本上有3種方式。
① 自硬:粘結劑和硬化劑都在混砂時加入。製成砂型或型芯後，粘結劑在硬化劑的作用下發生反應而導致砂型或型芯自行硬化。自硬法主要用於造型，但也用於製造較大的型芯或生產批量不大的型芯。
② 氣霧硬化:混砂時加入粘結劑和其他輔加物，先不加硬化劑。造型或制芯後，吹入氣態硬化劑或吹入在氣態載體中霧化了的液態硬化劑，使其彌散於砂型或型芯中，導致砂型硬化。氣霧硬化法主要用於制芯，有時也用於製造小型砂型。
③ 加熱硬化:混砂時加入粘結劑和常溫下不起作用的潛硬化劑。製成砂型或型芯後，將其加熱，這時潛硬化劑和粘結劑中的某些成分發生反應，生成能使粘結劑硬化的有效硬化劑，從而使砂型或型芯硬化。加熱硬化法除用於製造小型薄殼砂型外，主要用於制芯。
化學硬化砂型鑄造工藝的特點是：①化學硬化砂型的強度比粘土砂型高得多，而且製成砂型後在硬化到具有相當高的強度後脫膜，不需要修型。因而，鑄型能較准確地反映模樣的尺寸和輪廓形狀，在以後的工藝過程中也不易變形。製得的鑄件尺寸精度較高。②由於所用粘結劑和硬化劑的粘度都不高，很易與砂粒混勻，混砂設備結構輕巧、功率小而生產率高，砂處理工作部分可簡化。③混好的型砂在硬化之前有很好的流動性，造型時型砂很易舂實，因而不需要龐大而復雜的造型機。④用化學硬化砂造型時,可根據生產要求選用模樣材料,如木、塑料和金屬。⑤化學硬化砂中粘結劑的含量比粘土砂低得多,其中又不存在粉末狀輔料,如採用粒度相同的原砂，砂粒之間的間隙要比粘土砂大得多。為避免鑄造時金屬滲入砂粒之間，砂型或型芯表面應塗以質量優良的塗料。⑥用水玻璃作粘結劑的化學硬化砂成本低、使用中工作環境無氣味。但這種鑄型澆注金屬以後型砂不易潰散；用過的舊砂不能直接回收使用，須經再生處理，而水玻璃砂的再生又比較困難。⑦用樹脂作粘結劑的化學硬化砂成本較高,但澆注以後鑄件易於和型砂分離,鑄件清理的工作量減少，而且用過的大部分砂子可再生回收使用。
型芯 為了保證鑄件的質量，砂型鑄造中所用的型芯一般為干態型芯。根據型芯所用的粘結劑不同，型芯分為粘土砂芯、油砂芯和樹脂砂芯幾種。
粘土砂芯 用粘土砂製造的簡單的型芯。
油砂芯 用乾性油或半乾性油作粘結劑的芯砂所製作的型芯，應用較廣。油類的粘度低，混好的芯砂流動性好，制芯時很易緊實。但剛製成的型芯強度很低，一般都要用仿形的托芯板承接，然後在200～300℃的烘爐內烘數小時，借空氣將油氧化而使其硬化。這種造芯方法的缺點是：型芯在脫模、搬運及烘烤過程中容易變形，導致鑄件尺寸精度降低；烘烤時間長，耗能多。
樹脂砂芯 用樹脂砂製造的各種型芯。型芯在芯盒內硬化後再將其取出，能保證型芯的形狀和尺寸的正確。根據硬化方法不同，樹脂砂芯的製造一般分為熱芯盒制芯和冷芯盒制芯兩種方法。①熱芯盒法制芯：50年代末期出現。通常以呋喃樹脂為芯砂粘結劑，其中還加入潛硬化劑(如氯化銨)。制芯時，使芯盒保持在200～300℃，芯砂射入芯盒中後，氯化銨在較高的溫度下與樹脂中的游離甲醛反應生成酸，從而使型芯很快硬化。建立脫模強度約需10～100秒鍾。用熱芯盒法制芯,型芯的尺寸精度比較高，但工藝裝置復雜而昂貴，能耗多，排出有刺激性的氣體，工人的勞動條件也很差。②冷芯盒法制芯：60年代末出現。用尿烷樹脂作為芯砂粘結劑。用此法制芯時,芯盒不加熱,向其中吹入胺蒸汽幾秒鍾就可使型芯硬化。這種方法在能源、環境、生產效率等方面均優於熱芯盒法。70年代中期又出現吹二氧化硫硬化的呋喃樹脂冷芯盒法。其硬化機理完全不同於尿烷冷芯盒法，但工藝方面的特點，如硬化快、型芯強度高等，則與尿烷冷芯盒法大致相同。 砂型 製造砂型的基本原材料是鑄造砂和型砂粘結劑。最常用的鑄造砂是硅質砂。硅砂的高溫性能不能滿足使用要求時則使用鋯英砂、鉻鐵礦砂、剛玉砂等特種砂。為使製成的砂型和型芯具有一定的強度，在搬運、合型及澆注液態金屬時不致變形或損壞，一般要在鑄造中加入型砂粘結劑，將鬆散的砂粒粘結起來成為型砂。應用最廣的型砂粘結劑是粘土，也可採用各種乾性油或半乾性油、水溶性硅酸鹽或磷酸鹽和各種合成樹脂作型砂粘結劑。砂型鑄造中所用的外砂型按型砂所用的粘結劑及其建立強度的方式不同分為粘土濕砂型、粘土干砂型和化學硬化砂型3種。
粘土濕砂型 以粘土和適量的水為型砂的主要粘結劑，製成砂型後直接在濕態下合型和澆注。濕型鑄造歷史悠久，應用較廣。濕型砂的強度取決於粘土和水按一定比例混合而成的粘土漿。型砂一經混好即具有一定的強度，經舂實製成砂型後，即可滿足合型和澆注的要求。因此型砂中的粘土量和水分是十分重要的工藝因素。
粘土濕砂型鑄造的優點是：①粘土的資源豐富、價格便宜。②使用過的粘土濕砂經適當的砂處理後，絕大部分均可回收再用。③製造鑄型的周期短、工效高。④混好的型砂可使用的時間長。⑤砂型舂實以後仍可容受少量變形而不致破壞，對拔模和下芯都非常有利。缺點是：①混砂時要將粘稠的粘土漿塗布在砂粒表面上，需要使用有搓揉作用的高功率混砂設備，否則不可能得到質量良好的型砂。②由於型砂混好後即具有相當高的強度,造型時型砂不易流動，難以舂實,手工造型時既費力又需一定的技巧，用機器造型時則設備復雜而龐大。③鑄型的剛度不高，鑄件的尺寸精度較差。④鑄件易於產生沖砂、夾砂、氣孔等缺陷。
20世紀初鑄造業開始採用輾輪式混砂機混砂，使粘土濕型砂的質量大為改善。新型大功率混砂機可使混砂工作達到高效率、高質量。以震實為主的震擊壓實式造型機的出現，又顯著提高了鑄型的緊實度和均勻性。隨著對鑄件尺寸精度和表面質量要求的提高，又出現了以壓實為主的高壓造型機。用高壓造型機製造粘土濕砂型，不但可使鑄件尺寸精度提高，表面質量改善，而且使緊實鑄型的動作簡化、周期縮短，使造型、合型全工序實現高速化和自動化。氣體沖擊加壓的新型造型機，利用粘土漿的觸變性,可由瞬時施以0.5兆帕的壓力而得到非常緊密的鑄型。這些進展是粘土濕砂型鑄造能適應現代工業要求的重要條件。因而這種傳統的工藝方法一直被用來生產大量優質鑄件。
粘土干砂型 製造這種砂型用的型砂濕態水分略高於濕型用的型砂。砂型制好以後，型腔表面要塗以耐火塗料，再置於烘爐中烘乾，待其冷卻後即可合型和澆注。烘乾粘土砂型需很長時間，要耗用大量燃料，而且砂型在烘乾過程中易產生變形，使鑄件精度受到影響。粘土干砂型一般用於製造鑄鋼件和較大的鑄鐵件。自化學硬化砂得到廣泛採用後，干砂型已趨於淘汰。
化學硬化砂型 這種砂型所用的型砂稱為化學硬化砂。其粘結劑一般都是在硬化劑作用下能發生分子聚合進而成為立體結構的物質，常用的有各種合成樹脂和水玻璃。化學硬化基本上有3種方式。
① 自硬:粘結劑和硬化劑都在混砂時加入。製成砂型或型芯後，粘結劑在硬化劑的作用下發生反應而導致砂型或型芯自行硬化。自硬法主要用於造型，但也用於製造較大的型芯或生產批量不大的型芯。
② 氣霧硬化:混砂時加入粘結劑和其他輔加物，先不加硬化劑。造型或制芯後，吹入氣態硬化劑或吹入在氣態載體中霧化了的液態硬化劑，使其彌散於砂型或型芯中，導致砂型硬化。氣霧硬化法主要用於制芯，有時也用於製造小型砂型。
③ 加熱硬化:混砂時加入粘結劑和常溫下不起作用的潛硬化劑。製成砂型或型芯後，將其加熱，這時潛硬化劑和粘結劑中的某些成分發生反應，生成能使粘結劑硬化的有效硬化劑，從而使砂型或型芯硬化。加熱硬化法除用於製造小型薄殼砂型外，主要用於制芯。
化學硬化砂型鑄造工藝的特點是：①化學硬化砂型的強度比粘土砂型高得多，而且製成砂型後在硬化到具有相當高的強度後脫膜，不需要修型。因而，鑄型能較准確地反映模樣的尺寸和輪廓形狀，在以後的工藝過程中也不易變形。製得的鑄件尺寸精度較高。②由於所用粘結劑和硬化劑的粘度都不高，很易與砂粒混勻，混砂設備結構輕巧、功率小而生產率高，砂處理工作部分可簡化。③混好的型砂在硬化之前有很好的流動性，造型時型砂很易舂實，因而不需要龐大而復雜的造型機。④用化學硬化砂造型時,可根據生產要求選用模樣材料,如木、塑料和金屬。⑤化學硬化砂中粘結劑的含量比粘土砂低得多,其中又不存在粉末狀輔料,如採用粒度相同的原砂，砂粒之間的間隙要比粘土砂大得多。為避免鑄造時金屬滲入砂粒之間，砂型或型芯表面應塗以質量優良的塗料。⑥用水玻璃作粘結劑的化學硬化砂成本低、使用中工作環境無氣味。但這種鑄型澆注金屬以後型砂不易潰散；用過的舊砂不能直接回收使用，須經再生處理，而水玻璃砂的再生又比較困難。⑦用樹脂作粘結劑的化學硬化砂成本較高,但澆注以後鑄件易於和型砂分離,鑄件清理的工作量減少，而且用過的大部分砂子可再生回收使用。
型芯 為了保證鑄件的質量，砂型鑄造中所用的型芯一般為干態型芯。根據型芯所用的粘結劑不同，型芯分為粘土砂芯、油砂芯和樹脂砂芯幾種。
粘土砂芯 用粘土砂製造的簡單的型芯。
油砂芯 用乾性油或半乾性油作粘結劑的芯砂所製作的型芯，應用較廣。油類的粘度低，混好的芯砂流動性好，制芯時很易緊實。但剛製成的型芯強度很低，一般都要用仿形的托芯板承接，然後在200～300℃的烘爐內烘數小時，借空氣將油氧化而使其硬化。這種造芯方法的缺點是：型芯在脫模、搬運及烘烤過程中容易變形，導致鑄件尺寸精度降低；烘烤時間長，耗能多。
樹脂砂芯 用樹脂砂製造的各種型芯。型芯在芯盒內硬化後再將其取出，能保證型芯的形狀和尺寸的正確。根據硬化方法不同，樹脂砂芯的製造一般分為熱芯盒制芯和冷芯盒制芯兩種方法。①熱芯盒法制芯：50年代末期出現。通常以呋喃樹脂為芯砂粘結劑，其中還加入潛硬化劑(如氯化銨)。制芯時，使芯盒保持在200～300℃，芯砂射入芯盒中後，氯化銨在較高的溫度下與樹脂中的游離甲醛反應生成酸，從而使型芯很快硬化。建立脫模強度約需10～100秒鍾。用熱芯盒法制芯,型芯的尺寸精度比較高，但工藝裝置復雜而昂貴，能耗多，排出有刺激性的氣體，工人的勞動條件也很差。②冷芯盒法制芯：60年代末出現。用尿烷樹脂作為芯砂粘結劑。用此法制芯時,芯盒不加熱,向其中吹入胺蒸汽幾秒鍾就可使型芯硬化。這種方法在能源、環境、生產效率等方面均優於熱芯盒法。70年代中期又出現吹二氧化硫硬化的呋喃樹脂冷芯盒法。其硬化機理完全不同於尿烷冷芯盒法，但工藝方面的特點，如硬化快、型芯強度高等，則與尿烷冷芯盒法大致相同。

F. 鑄造用什麼砂需要滿足什麼要求呢

中國在公元世紀已使用硅砂作造型材料，用於製造鍾、鏡、鍋和火炮等鑄件。但早期使用的多為天然含粘土的硅砂即山砂和河砂,它有較好的可塑性,可直接用於製造鑄型和型芯，適於當時手工生產的條件。進入工廠化的大規模生產後，特別是造型機械化後，這種天然含粘土的硅砂性能的均一性差，型砂的質量難以控制，不能滿足工藝要求，因此開始採用低含泥量的天然硅砂和將硅石破碎製成的人工硅砂。同時，也擴大了各種非硅質砂的使用。樹脂砂造型造芯工藝的應用和發展，對鑄造用砂的質量又提出了更高的要求，如細粉少，比表面積小，耗酸值低等。此外，對砂粒大小形狀和粒度分布狀況也有了新的要求。一些缺乏優質砂源的國家還發展了硅砂洗選技術，以提高硅砂的品位和質量。 鑄造砂應滿足以下的要求

①較高的純度和潔凈度,以硅砂為例,鑄鐵用砂要求SiO2含量在90％以上，較大的鑄鋼件則要求SiO2含量在97％以上；

②高的耐火度和熱穩定性;

③適宜的顆粒形狀和顆粒組成;

④不易被液態金屬潤濕；

⑤價廉易得。 鑄造砂的顆粒形狀和顆粒組成對型砂的流動性、緊實性、透氣性、強度和抗液態金屬的滲透性等性能有影響，是鑄造砂質量的重要指標。 顆粒形狀鑄造砂的形狀一般有3種。

①圓形砂:顆粒為圓形或接近於圓形,表面光潔,沒有突出的稜角。

②多角形砂:顆粒成多角形,且多為鈍角。

③尖角形砂：顆粒成尖角形，且多為銳角。鑄造砂的顆粒形狀一般以角形系數（砂子實際比表面積／砂子理論比表面積）來表示。

顆粒組成砂子的顆粒組成是用篩號來表示的，測定的方法是將經水洗去泥分烘乾後的干砂倒入標准篩，再放到篩砂機上篩分，篩分後將各篩子上停留的砂子分別稱重,通常用標准篩篩分後砂粒最集中的3個相鄰篩子的頭尾篩號表示顆粒組成。 鑄造砂按礦物組成不同分為硅砂和非硅質砂兩大類。硅砂主要礦物組成為SiO2。

①天然硅砂：用於有色合金鑄件、鑄鐵件及中小型鑄鋼件的型砂和芯砂。

②精選天然硅砂：用於以有機物作為粘結劑的各種型砂和芯砂。

③人工硅砂：用於鑄鋼件的型砂和芯砂。 非硅質砂非硅質砂種類較多，用途各異。

①石灰石砂：由石灰岩破碎而成,主要礦物組成是CaCO3,用於鑄鋼件的型砂和芯砂。

②鋯砂:主要礦物組成是ZrO2·SiO2，用於大型鑄鋼件及合金鋼件的芯砂或砂型的面砂，或將其粉料用作塗料。

③鎂砂：主要礦物組成是MgO,用於高錳鋼鑄件的面砂、芯砂，其粉料可用作塗料。

④鉻鐵礦砂：主要礦物組成是FeO·Cr2O3,用於大型或特殊鑄鋼件的面砂、芯砂，其粉料可用作塗料。

⑤剛玉砂：主要礦物組成是α-Al2O3，用於熔模、陶瓷型鑄造的制殼材料。

⑥橄欖石砂：主要礦物組成是(MgFe)2SiO4，用於鑄鐵件、有色合金鑄件以及高錳鋼鑄件的型砂和芯砂。

G. 鑄造用為什麼要用鉻礦砂

鉻礦砂在鑄造中的運用:鉻礦砂歸屬於鉻鐵礦尖晶石，關鍵礦物質成份為FeOCr2O3，具體礦物質是各種各樣尖晶石的化合物。鉻鐵礦的相對密度為4-4.8g/cm3，硬度為5.5-6，阻燃性>1900℃。

鉻礦砂的特性以下:

(1)鉻礦砂具備優良的抗鹼渣性，不與氧化鐵等產生反映。因而，在具體運用中，鉻石砂能夠防止熱化學夾渣；

(2)在鑄造熔化金屬材料的全過程中，鉻礦砂自身是固相煅燒的，這避免了熔化金屬材料的滲入，進而避免了機械設備夾渣；

(3)鉻礦砂的傳熱系數比硅砂高好幾倍，能夠提升鑄造件的製冷速率。因而，鉻礦粉廠家覺得，鉻礦砂在具體運用中能夠具有外冷鐵的作用；

(4)鉻礦中危害的殘渣是硫化物(CaCO3·MgCO3),它與高溫金屬材料觸碰時，溶解出CO2，易使鑄造件造成出氣孔;一般，將帶有硫化物的鉻礦經900°C—950°C高溫培燒，使在其中的硫化物溶解。

(5)鉻礦砂粒度分布對其阻燃性的危害。以往，大家覺得過粗的晶體規格會減少鑄造件的表層光滑度。

H. 鑄造用什麼砂

中國在公元17世紀已使用硅砂作造型材料，用於製造鍾、鏡、鍋和火炮等鑄件。但早期使用的多為天然含粘土的硅砂即山砂和河砂,它有較好的可塑性,可直接用於製造鑄型和型芯，適於當時手工生產的條件。進入工廠化的大規模生產後，特別是造型機械化後，這種天然含粘土的硅砂性能的均一性差，型砂的質量難以控制，不能滿足工藝要求，因此開始採用低含泥量的天然硅砂和將硅石破碎製成的人工硅砂。同時，也擴大了各種非硅質砂的使用。樹脂砂造型造芯工藝的應用和發展，對鑄造用砂的質量又提出了更高的要求，如細粉少，比表面積小，耗酸值低等。此外，對砂粒大小形狀和粒度分布狀況也有了新的要求。一些缺乏優質砂源的國家還發展了硅砂洗選技術，以提高硅砂的品位和質量。
鑄造砂應滿足以下的要求：①較高的純度和潔凈度,以硅砂為例,鑄鐵用砂要求SiO2含量在90％以上，較大的鑄鋼件則要求SiO2含量在97％以上；②高的耐火度和熱穩定性;③適宜的顆粒形狀和顆粒組成;④不易被液態金屬潤濕；⑤價廉易得。
鑄造砂的顆粒形狀和顆粒組成對型砂的流動性、緊實性、透氣性、強度和抗液態金屬的滲透性等性能有影響，是鑄造砂質量的重要指標。
顆粒形狀 鑄造砂的形狀一般有3種。①圓形砂:顆粒為圓形或接近於圓形,表面光潔,沒有突出的稜角。②多角形砂:顆粒成多角形,且多為鈍角。③尖角形砂：顆粒成尖角形，且多為銳角。鑄造砂的顆粒形狀一般以角形系數（砂子實際比表面積／砂子理論比表面積）來表示。（見彩圖） 顆粒組成 砂子的顆粒組成是用篩號來表示的，測定的方法是將經水洗去泥分烘乾後的干砂倒入標准篩，再放到篩砂機上篩分，篩分後將各篩子上停留的砂子分別稱重,通常用標准篩篩分後砂粒最集中的3個相鄰篩子的頭尾篩號表示顆粒組成。
鑄造砂按礦物組成不同分為硅砂和非硅質砂兩大類。
硅砂 主要礦物組成為SiO2。①天然硅砂：用於有色合金鑄件、鑄鐵件及中小型鑄鋼件的型砂和芯砂。②精選天然硅砂：用於以有機物作為粘結劑的各種型砂和芯砂。③人工硅砂：用於鑄鋼件的型砂和芯砂。
非硅質砂 非硅質砂種類較多，用途各異。①石灰石砂：由石灰岩破碎而成,主要礦物組成是CaCO3,用於鑄鋼件的型砂和芯砂。②鋯砂:主要礦物組成是ZrO2·SiO2，用於大型鑄鋼件及合金鋼件的芯砂或砂型的面砂，或將其粉料用作塗料。③鎂砂：主要礦物組成是MgO,用於高錳鋼鑄件的面砂、芯砂，其粉料可用作塗料。④鉻鐵礦砂：主要礦物組成是FeO·Cr2O3,用於大型或特殊鑄鋼件的面砂、芯砂，其粉料可用作塗料。⑤剛玉砂：主要礦物組成是α-Al2O3，用於熔模、陶瓷型鑄造的制殼材料。⑥橄欖石砂：主要礦物組成是(MgFe)2SiO4，用於鑄鐵件、有色合金鑄件以及高錳鋼鑄件的型砂和芯砂。

I. 為什麼常選用砂子做鑄造材料

砂子與沙子不同，其中主要含有二氧化硅 ，多為人工製造。二氧化硅含量更高，使用更加方便，所以常用砂子作為鑄造材料。

J. 鑄造砂的種類和用途

鑄造砂按礦物組成不同分為石英砂和特種砂兩大類，石英砂俗稱硅砂。