烧结温度对镁铝尖晶石质陶瓷球形铸造砂性能的影响.pdf

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2014年第6期
造设各与エ艺
2014年12月
FOUNDRY EQUIPMENT AND TECHNOLOGY
Dec.2014 No6
试验研究?
烧结温度对镁铝尖晶石质陶瓷球形铸造砂性能的影响
蔺玉红,田玉明2,马晓娟,郝景华,李占刚,柴跃生2,王凯悦2,孔祥辰2
(1.日泉市长青石油压裂支撑及有限公司,山西阳泉045200;
2.太原科技大学材料科学与エ程学院,山西太原030024)
摘要:陶瓷球形铸造砂具有耐高温、高强度、低破碎率、良好的流动性等优点,可适用于各种恶劣浇铸环
境。本文以阳泉特级铝矾土及轻质氧化镁为原材料,通过固相结法制备了陶瓷球形砂。结果表明,随着烧结
温度的升高,材料中镁铝尖晶石相逐渐发育长大,并被液相所润湿包覆,材料气孔率下降,抗弯强度与体积密度
升高;升温至1500℃及以后,材料的体积密度、气孔率及抗弯强度趋于稳定。
关键词:胸瓷砂;镁铝尖晶石;抗弯强度
中图分类号:TC221文献标识码:A文章编号:1674-6694(2014)06-0028-03
Effect of Sintering Temperature on the Properties of M A1204-phased Casting Sand
LIN Yu-hong, TIAN Yu-ming, MA Xiao-juan HAO ing-hua
L Zhan-gang CHAT Yue-sheng, WANG Kai-yue, KONG Xiang-chen
(1. Yangquan Changging Petroleum Proppant co., Led, Yanguan Shanxi 045200, China
2. Taiyuan University of Science and Technology, Tywan Shani 030024, China
Abstract: The spherical ceramic sand has the advantages of high temperature resistance, high strength, low broken rate, goo
fluidity etc, and thus is suitable for all kinds of severe casting environment. This paper taked Yangquan high grade bauxite and light
Magnesium Oxide as raw materials, and the ceramic spherical sand was prepared by the method of solid state sintering. The results
showed that the Mgl 0 phase, which was wetted and coated by the liquid phase, was gradually developed and grown up with
increase of the sintering temperature. The porosity of samples decreased, while the bending strength and bulk density increased; after
500 C, the volume density, porosity and bending strength were stable
Keywords: ceramic sand, Mgal20, phase, bending strength
铸造是现代装备制造业的基础工艺之一,在铸自然资源开发出的镁砂、铬铁矿砂、橄榄石砂、错砂
件生产中,秒型铸件占整个铸件生产总量的80%,等非石英质特种砂,虽然它们综合性能高,但由于
且硅砂是最常见的造型材料。近些年来铸造行业价格昂贵、资源稀缺而局限了它们的广泛使用,仅有
迅速发展,对于铸件的要求也越来越高,而现有的极少数厂家只应用于某些厚大铸件与铸钢件?。
硅砂已经不再能够满足生产要求,例如,在浇注温
陶瓷球形砂具有耐高温、角形系数低、热物理
度较高的铸钢件或浇注厚大铸件时,由于硅砂耐火化学稳定性好、热膨胀低、破碎率低、强度高、流动
度低很容易发生粘砂与金属渗透缺陷;硅砂的热膨性好、高温发气性低、适用于多种黏结剂等优点,适
胀系数大,很容易发生铸件的机械粘砂,从而使得用于多种恶劣环境时浇铸,显著降低铸件缺陷,提
铸件变形及开裂;由硅砂矿石经机械加工而来的硅高铸件尺寸精度与表面质量,价格比锆砂与铬铁矿
砂,其流动性低、角形系数大、黏结剂用量大。而由砂便宜很多,因此,陶瓷球形砂逐渐引起了人们的
收稿日期:2014-10-15
研究兴趣叫。美国 Carbo公司于上世纪80年代,烧制
作者简介:蘭玉红(1969-),男,工程师,长期从事陶粒砂生产与研
出一种莫来石相陶瓷球状颗粒,最初是作为油气压
发
通讯作者:田玉明(1969-),博士,副教授,长期从事陶瓷材料物理
裂支撑剂用于油气开采行业,但到了90年代初期
化学教学与研究
美国与日本开始将其应用于铸造行业,并取得了非
基金项目:山西省科技斤科技基础条件平台建设项目
常好的效果。如太平洋金属公司与日本山川产业株
(2013091019),山西省煤炭可持续发展基金(20131766),
太原科技大学研究生科技创新项目(20134014)
式会社合作,利用铁镍合金冶炼时产生的炉渣成功