我(wo)國的(de)鑄造(zao)技術(shu)有6000年(nian)的(de)悠久歷史(shi)。當(dang)今，鑄造(zao)技術(shu)已經發展到了前所未有的(de)先(xian)進(jin)水(shui)平，鑄型(xing)的(de)種類以及所使用的(de)造(zao)型(xing)材料越(yue)來(lai)越(yue)多元化。盡管如此，古老的(de)砂(sha)型(xing)鑄造(zao)技術(shu)依然是鑄造(zao)生(sheng)(sheng)產(chan)工(gong)藝的(de)主流(liu)。砂(sha)型(xing)鑄造(zao)就是用優(you)質砂(sha)制(zhi)作(zuo)砂(sha)型(xing)與砂(sha)芯，裝配(pei)后澆入熔融金(jin)屬(shu)液形(xing)成鑄件的(de)方法。現在相當(dang)比例的(de)鑄件采用砂(sha)型(xing)鑄造(zao)工(gong)藝進(jin)行生(sheng)(sheng)產(chan)。

砂型鑄造中，砂是基本的造型材料，其用量巨大，常常是鑄件質量的倍數。鑄造用砂也有不同的種類，而且差異顯著。其中，用量大的當屬石英砂，也稱硅砂。石英砂的主要礦物質是石英——即二氧化硅(SiO₂)。高質量的石英砂中，總的SiO₂含量可高達99.5%，其余為長石(shi)和黑(hei)云母等雜質成分。

據(ju)了(le)解，鑄(zhu)(zhu)造(zao)用(yong)石(shi)英(ying)砂(sha)是用(yong)量大的鑄(zhu)(zhu)造(zao)原砂(sha)，是一種(zhong)重要的造(zao)型礦物材料(liao)，廣泛(fan)用(yong)于鋼鐵(tie)和有色金屬的鑄(zhu)(zhu)造(zao)。我國(guo)鑄(zhu)(zhu)件總產(chan)量已連續多年位居(ju)世界首位。據(ju)統(tong)計，每(mei)生產(chan)1ｔ合格(ge)鑄(zhu)(zhu)件，需要1~1.3t的石(shi)英(ying)砂(sha)，全國(guo)每(mei)年消耗(hao)的新(xin)砂(sha)在2000萬ｔ以上(shang)。

根據我國機械行業標準中的有關鑄造標準砂的規定，鑄造用砂中的SiO₂含(han)量應大于90%。一般(ban)說來(lai)，不同地理環(huan)境下形成的石(shi)(shi)英砂(sha)(sha)(sha)(sha)其(qi)性(xing)能(neng)也有(you)所區(qu)別(bie)。由于石(shi)(shi)英具有(you)較高的耐火(huo)性(xing)和硬度，且其(qi)優良(liang)的工藝(yi)(yi)性(xing)能(neng)能(neng)夠滿(man)足鑄(zhu)造(zao)(zao)(zao)生產的種種基本要(yao)求，不僅(jin)可(ke)以(yi)(yi)用(yong)(yong)(yong)于傳統的粘土(tu)砂(sha)(sha)(sha)(sha)造(zao)(zao)(zao)型(xing)，同時可(ke)用(yong)(yong)(yong)于樹(shu)脂砂(sha)(sha)(sha)(sha)以(yi)(yi)及覆膜(mo)砂(sha)(sha)(sha)(sha)等(deng)先(xian)進(jin)的造(zao)(zao)(zao)型(xing)和制(zhi)芯(xin)工藝(yi)(yi)，所以(yi)(yi)石(shi)(shi)英砂(sha)(sha)(sha)(sha)在(zai)鑄(zhu)造(zao)(zao)(zao)生產中被大量而(er)廣泛使用(yong)(yong)(yong)。許多大型(xing)現(xian)代化鑄(zhu)造(zao)(zao)(zao)廠正在(zai)大量采用(yong)(yong)(yong)樹(shu)脂自硬砂(sha)(sha)(sha)(sha)等(deng)造(zao)(zao)(zao)型(xing)工藝(yi)(yi)，使得近年來(lai)硅質石(shi)(shi)英砂(sha)(sha)(sha)(sha)的使用(yong)(yong)(yong)量不斷增加。

作(zuo)為(wei)造(zao)型材料的(de)骨料，石(shi)英(ying)(ying)砂性(xing)(xing)能的(de)好壞(huai)必定直接(jie)影(ying)響著(zhu)鑄(zhu)件(jian)的(de)質量，鑄(zhu)造(zao)廠對鑄(zhu)造(zao)用砂的(de)選(xuan)擇一般有很多基本的(de)要(yao)求。可見，石(shi)英(ying)(ying)砂在鑄(zhu)造(zao)生產中起(qi)著(zhu)舉足輕(qing)重的(de)作(zuo)用。正(zheng)因為(wei)如(ru)此，對石(shi)英(ying)(ying)砂的(de)各種物理(li)化(hua)學性(xing)(xing)質及鑄(zhu)造(zao)工藝性(xing)(xing)能的(de)研究和探討一直是鑄(zhu)造(zao)界科(ke)技人(ren)員密(mi)切(qie)關注的(de)科(ke)研課題之一。

鑄造業對石英砂的質(zhi)量要求

粗略統計，機械制造行業所用的鑄造砂，約占全球總產量的30%。國外對石英砂成分的一般要求：鑄鋼砂：SiO₂≥98%，K₂O+Na₂O≤0.5%，CaO+MgO≤1.0%，含泥量≤0.2%，用(yong)量多的粒(li)級為(wei)：0.1～0.6 mm，大于(yu)0.6mm、小于(yu)3.35mm的也用(yong)一(yi)些。一(yi)般使用(yong)滾(gun)圓(yuan)度比較好的天(tian)然砂，使用(yong)機(ji)制砂的比較少。

目(mu)前生產各種(zhong)金屬制品的工(gong)(gong)藝之一(yi)是樹脂砂(sha)(sha)鑄造(zao)(zao)工(gong)(gong)藝，它是將熔融的金屬澆注到空心砂(sha)(sha)模中(zhong)，其中(zhong)硅砂(sha)(sha)是樹脂砂(sha)(sha)鑄造(zao)(zao)工(gong)(gong)藝中(zhong)用于生產一(yi)次性砂(sha)(sha)模的主要造(zao)(zao)型(xing)材(cai)料。通過(guo)添加粘結劑等物質，將砂(sha)(sha)粒粘在(zai)一(yi)起(qi)形成具有機械(xie)強度(du)的砂(sha)(sha)模。

隨著國內外鑄造(zao)行業(ye)特別是汽車行業(ye)的(de)(de)發(fa)展，各種(zhong)樹脂(zhi)(zhi)粘(zhan)(zhan)結(jie)(jie)劑(ji)體(ti)系(xi)相繼問世。這些(xie)樹脂(zhi)(zhi)粘(zhan)(zhan)結(jie)(jie)劑(ji)系(xi)統使用(yong)砂、粘(zhan)(zhan)結(jie)(jie)劑(ji)和固(gu)化(hua)劑(ji)的(de)(de)混合物來制備砂模。在(zai)混合過程中(zhong)，粘(zhan)(zhan)結(jie)(jie)劑(ji)和固(gu)化(hua)劑(ji)立(li)即開始反應，并緩慢地將砂塑造(zao)成(cheng)擁有一定機械強度(du)的(de)(de)砂型或型芯(xin)，待其擁有足夠的(de)(de)強度(du)后(hou)即可用(yong)于鑄造(zao)。樹脂(zhi)(zhi)粘(zhan)(zhan)結(jie)(jie)劑(ji)系(xi)統可以在(zai)短時間內實現固(gu)化(hua)和硬化(hua)，此外，它還(huan)消除了砂模制造(zao)和芯(xin)材制造(zao)之(zhi)間的(de)(de)差異。因此，樹脂(zhi)(zhi)粘(zhan)(zhan)結(jie)(jie)系(xi)統適用(yong)于中(zhong)小批量復雜鑄件的(de)(de)自動化(hua)生產。