宝珠砂特点

.热膨胀系数小，性能可与锆英砂媲美，用其配制型砂，铸件不会产生膨胀缺陷；

.砂粒为球形，流动性好， 易舂实，且透气性好

.表面光滑 ，结构致密 ，使得粘结剂能均匀覆盖

.宝珠砂属中性材料， 酸、碱粘结剂均可使用　

.回用再生性能好，性价比高　

与铬铁矿砂、锆英砂相比，其价格只有锆英砂、铬铁矿砂 25 － 50% 。同时，因砂粒为球形，其表面积小，故树脂的加入量可减少 30 － 50% ，水玻璃的加入量≤ 4% ；并减少了粘结剂所产生的铸造缺陷，提高了铸件的成品率

. 耐火度高，易溃散　　　

宝珠砂的莫来石相大大高于烧结产品，具有良好的耐火性

.热导率大，稳定性好，不龟裂

.应用范围广　

树脂砂、水玻璃砂、粘土砂、消失模、V法、熔模及铜、铝件的抛光清理

宝珠砂在大型铸件上的应用

目前，宝珠砂广泛应用于树脂砂（呋喃树脂、酚醛树脂），水玻璃砂（有机脂、 CO 2 硬化），覆膜砂。适于各种金属铸件：如：碳钢、合金钢（高锰钢、高铬铸铁），铸铁、铸铜等。

宝珠砂在大型复杂铸件上的应用

玉林柴油机厂采用宝珠砂制作柴油发动机水套件，保持了原用砂的特性，克服了原用砂膨胀系数大、粘结剂加入量大、发气量大等缺点，减少了树脂的加入量，提高了产品的成品率。

宝珠砂在大型铸钢件上的应用

目前，宝珠砂广泛应用于树脂砂（呋喃树脂、酚醛树脂）、水玻璃砂（有机脂、CO 2硬化）、覆膜砂。适于各种金属铸件，如：碳钢、合金钢（高锰钢、高铬铸铁），铸铁、铸铜等。

1）呋喃树脂造型

利用呋喃树脂将宝珠砂和大林砂分别加入1.2%的呋喃树脂和40%重量的呋喃树脂的固化剂，固化时间按1、2、3、4、5、24小时排列检测，测试随时间变化的抗拉强度（用“8”字试块）如表2所示。

表2  宝珠砂与大林砂抗拉强度对比

从表2中可知，宝珠砂用呋喃树脂做粘接剂时，其硬化速度比硅砂要快，且同样的树脂加入量，强度提高也很多，特别是24h放置后的抗拉强度，比硅砂提高了53.6%，可见，宝珠砂用呋喃树脂时不仅可减少树脂的加入量，降低成本（树脂约1.2万元/吨），也能提高生产效率。

根据上述实验，将宝珠砂应用于发动机水套芯子，取得了良好的效果。

2）酚醛树脂做覆膜砂造型、制芯

利用宝珠砂的抗拉强度高以及发气量低等特性，通过树脂覆膜后可制作耐高温、低膨胀、易溃散、高强度、低发气量的覆膜砂。对于特别复杂类芯子，还可解决射不实的问题。

3）碱性酚醛树脂造型、制芯

表3  碱性酚醛树脂宝珠砂与标准砂抗拉强度对比表

4）水玻璃造型

在宝珠砂中加入3%~5%的水玻璃，混砂，把混制好的水玻璃宝珠砂先填充于易粘砂部位A处，其余部位再填充水玻璃石英砂，硬化后施涂。浇注后，铸件易清理，表面光洁度高，起到防粘砂的作用。

图5、6、7、8、9是局部（夹角、芯）采用宝珠砂生产大型铸钢件示意图。在填充宝珠砂的局部部分都是易产生烧结、粘砂和铁包砂的地方。

其中活动支架（图6）的四个夹角填充宝珠砂后，不仅改变了粘砂的现象，而且消除了因水玻璃石英砂烧结后退让性差，造成铸件裂纹断裂的现象。

总之，在大型铸钢（铸铁）件内夹角、凹槽、细长小孔热结集中处等易粘砂部分使用宝珠砂，能消除其局部粘砂或铁包砂现象，可减少铸件的清理费用，提高铸造件的表现质量，能防止内角处发生裂纹。

宝珠砂除了直接使用CO2硬化水玻璃造型以外，其在酯硬化水玻璃方面也有显著的优势。表4为酯硬化水玻璃宝珠砂与标准砂抗拉强度的对比。

表4  酯硬化水玻璃宝珠砂与标准砂抗拉强度对比表

5）消失模铸造

利用宝珠砂的上述特性，用于消失模铸造，可使铸件的成品率上升，成本下降，劳动环境改善。

消失模铸造为干砂负压造型，许多铸件的内夹角部分、细长孔部分及复杂的内腔部分，砂子不容易（振动）充实，再加上耐火温度不够，很容易在这些部位产生烧结或铁包砂现象，从上述宝珠砂的特性可以看出，宝珠砂很容易地就解决了这些问题。

图11为油田上的一个零件，名称：大四通；材质：ZG310-570；重量：195Kg。从图中可以看出￠47×500的细长孔如果用普通的石英砂，就（振动）充填不实，易造成铁包砂、烧结等现象，无法清理。

采用宝珠砂，以上两个问题就不存在。利用宝珠砂的球形结构，产生良好的透气性，良好的流动性和充填性能以及它自身的耐高温特性和它的高强度、不破损、不粉化、回用性能好的特点，使铸件的成品率上升，成本下降，劳动环境改善。

图12为发动机缸体。用宝珠砂做为填充砂，可以使这种复杂的铸件实现浇注，且成品率达到97%。

长期以来，汽车工业稳居铸造工业的最大市场，近年来我国汽车工业的发展更是不断拉动铸造工业进入一个全新发展期，而其在迅猛发展的同时，也带动了铸造业市场的急速扩大，并赋予其广阔的发展前景。我国汽车零部件铸造市场前景广阔，预计我国汽车总产量到2015年达到1500万辆左右，以均价12万元售价计算，全车配套件一般在8万元左右，则新产汽车配套零部件铸造市场规模在2015年将达到12000亿元左右。

宝珠砂是一种非石英质型人造砂，适用于各种铸造方式；如：V法，VRH，消失模，熔模，一般砂型（粘土砂、水玻璃+CO2硬化）、树脂砂等；适用于各种粘结剂、各种金属材料的铸件生产，不但能大幅度提高铸件质量，而且清砂容易，配砂工艺简单方便（大型铸钢厂单件小批量局部用砂，少量用砂人工混制即可），对大多数铸件可以省去涂料，尤其适宜制作质量要求高的铸件。

值得注意的是：在使用水玻璃CO2硬化砂中，吹干的芯、型，不宜再上窑烘干（如烘干一定要控制加热速度）。随着铸造业的发展和社会环保的要求，局部和全部使用宝珠砂的厂家会越来越多，它已被誉为环保型（GREEN BEADS）铸造材料，有很好的推广使用前景。

宝珠砂回用性能好，对砂处理设备要求低，砂处理能耗低、费用低。砂子回收率达到98%。产生铸造垃圾少。消失模填充砂由于没有粘接剂，砂子再回收利用率更高，成本更低，达到1.5~2kg/t铸件耗砂量。

消失模铸造企业近年来受到众多因素的影响，导致生产的铸件成品合格率不高，其中，铸件生产成本高、次品率高、质量偏低等特征已经成为摆在国内消失模铸造企业的三座巨山，如何解决这些难题、早日提升铸造产品性价比成为当前国内铸造企业的首要任务之一。众所周知，在铸造过程中型砂的选择是整个工艺流程中至关重要的环节，一旦砂子选择不恰当则会影响整个全局，所以消失模铸造企业应该在型砂的选择方面多下功夫。

根据相关数据显示，目前国内大多数铸造企业已经在型砂选择方面有了改进，摒弃了传统低价的石英砂或镁橄榄石砂，而采用新型的宝珠砂来改善铸件问题，这一新型的砂子是校企联合的产物，集中了耐火度高、流动性好以及高透气性等优点，在一定程度上解决了有关铸造生产中的缺陷问题，因而受到国际铸造行业的广泛关注，成为消失模铸造的新宠。消失模铸造企业的铸件成本、次品率、质量三大问题得到了有效的缓解，同时宝珠砂也得到了众多企业的喜爱。