(高清版)GBT 9442-2024 鑄造用硅砂

2024-04-25發(fā)布2024-04-25實施I本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件代替GB/T9442—2010《鑄造用硅砂》,與GB/T9442—2010相比，除了結(jié)構(gòu)調(diào)整和編輯性改動外，主要技術(shù)變化如下：a)更改了范圍(見第1章，2010年版的第1章);b)增加了焙燒砂、高溫線(性)膨脹率、鑄造用硅砂電導(dǎo)率、三篩集中度、堆積密度、真密度的術(shù)語和定義(見第3章，2010年版的第3章);c)更改了分級及牌號(見第4章，2010年版的第4章);d)更改了含泥量要求(見5.2,2010年版的5.2);e)更改了含水量要求(見5.4,2010年版的5.4);f)更改了酸耗值要求(見5.5,2010年版的5.5);g)更改了細(xì)粉含量要求(見5.7,2010年版的5.7);h)增加了燒減量、鑄造用硅砂的高溫線(性)膨脹率、堆積密度、真密度、pH值和電導(dǎo)率的要求(見5.8～5.13);i)增加了高溫線(性)膨脹率、堆積密度、真密度、pH值和電導(dǎo)率試驗方法(見6.4～6.9);j)更改了檢驗規(guī)則(見第7章，2010年版的第7章);k)更改了包裝、標(biāo)志、運輸和貯存(見第8章，2010年版的第8章);1)增加了鑄造用硅砂高溫線(性)膨脹率的測定方法(見附錄D);m)增加了鑄造用硅砂堆積密度的測定方法(見附錄E);n)增加了鑄造用硅砂pH值的測定方法(見附錄F);o)增加了鑄造用硅砂電導(dǎo)率的測定方法(見附錄G)。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由全國鑄造標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC54)提出并歸口。本文件起草單位：通遼市大林型砂有限公司、承德北雁新材料科技有限公司、三明市毅君機械鑄造有限公司、柳晶科技集團股份有限公司、海南文昌福耀硅砂有限公司、中國機械總院集團沈陽鑄造研究所有限公司、福建省益強硅砂科技有限公司、江蘇萬恒鑄業(yè)有限公司、天陽新材料科技有限公司、承德東偉新材料科技有限公司、齊齊哈爾重型鑄造有限責(zé)任公司、安達科(江蘇)陶瓷有限公司、華中科技大學(xué)、佛山職業(yè)技術(shù)學(xué)院、唐山鑫惠豐重工冶鍛有限公司、吉林省誠鼎精密鑄造有限公司、營口恒源鑄造材料有限責(zé)任公司、浙江前進暖通科技股份有限公司、彰武縣聯(lián)信鑄造硅砂有限公司、廣東鴻圖科技股份有限公司、美軻(廣州)新材料股份有限公司、廣東韶鑄精密機械有限公司、廣東華鰲合金新材料有限公司、山東隆基機械股份有限公司、煙臺宏田汽車零部件股份有限公司、沈陽機床銀豐鑄造有限公司、阜新力達鋼鐵鑄造有限公司、內(nèi)蒙古第一機械集團股份有限公司。本文件于1998年首次發(fā)布，2010年第一次修訂，本次為第二次修訂。1本文件規(guī)定了鑄造用硅砂的分級及牌號、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則以及包裝、標(biāo)志、運輸和貯存。本文件適用于鑄造生產(chǎn)中造型、制芯用硅砂，包括水洗砂、擦洗砂、精選砂、焙燒砂等天然硅砂和人工硅砂。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T601化學(xué)試劑標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的制備GB/T603化學(xué)試劑試驗方法中所用制劑及制品的制備GB/T2684鑄造用砂及混合料試驗方法GB/T5071耐火材料真密度試驗方法GB/T5611鑄造術(shù)語GB/T6003.1試驗篩技術(shù)要求和檢驗第1部分：金屬絲編織網(wǎng)試驗篩GB/T6682分析實驗室用水規(guī)格和試驗方法GB/T7143鑄造用硅砂化學(xué)分析方法3術(shù)語和定義GB/T5611界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。鑄造用硅砂silicasandforfoundry石英(SiO?)為主要礦物成分，粒徑為0.020mm～3.350mm的耐火顆粒物。注：按開采方法不同分為天然硅砂和人工硅砂；按加工方法不同分為水洗砂、擦洗砂、精選砂、焙燒砂等。焙燒砂bakedsand經(jīng)高溫(600℃~900℃)焙燒的鑄造用天然硅砂。高溫線(性)膨脹率hightemperaturelinearexpansionrate鑄造用硅砂試樣顆粒在1000℃時自由膨脹后的線性變化量與試樣顆粒在室溫下(25℃)原尺寸的百分比率(%)。鑄造用硅砂電導(dǎo)率electricalconductivityofsilicasandforfoundry含一定量硅砂的溶液傳導(dǎo)電流的能力。注：一般用來描述硅砂表面的潔凈程度(電化學(xué)性)。2篩分后篩上質(zhì)量最大的相鄰三篩上砂粒的質(zhì)量之和占總篩分質(zhì)量分?jǐn)?shù)。堆積密度bulkdensity干燥砂顆粒在一定容器內(nèi)自由堆積形成的質(zhì)量與總體積的比值注：堆積密度的單位為克每立方厘米(g/cm3)。干燥試樣的質(zhì)量與其真體積的比值。注：真密度的單位為克每立方厘米(g/cm3)。4分級及牌號4.1鑄造用硅砂的分級和化學(xué)成分鑄造用硅砂按SiO?含量分級，各級的化學(xué)成分見表1。表1鑄造用硅砂按SiO?含量分級和各級的化學(xué)成分分級代號SiO?(質(zhì)量分?jǐn)?shù))/%雜質(zhì)化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))/%K?O+Na?O4.2鑄造用硅砂三篩集中度分組鑄造用硅砂三篩集中度分組(以主三篩的首篩/尾篩篩號表示)見表2。表2鑄造用硅砂的粒度組成分組分組代號首篩篩號/尾篩篩號對應(yīng)的篩孔尺寸/mm10.850/0.425,0.425/0.85020.600/0.300,0.300/0.600340/70,70/400.425/0.212,0.212/0.42540.300/0.150,0.150/0.30050.212/0.106,0.106/0.21260.150/0.075,0.075/0.15034.3鑄造用硅砂的含泥量分級鑄造用硅砂的含泥量分級見表3。表3鑄造用硅砂按含泥量分級分級代號含泥量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))/%注：分級代號0.5為專指100/200或200/100的擦洗砂；分級代號0.8為水洗砂。4.4鑄造用硅砂的顆粒幾何形狀分級鑄造用硅砂的顆粒幾何形狀根據(jù)角形因數(shù)分級見表4。表4鑄造用硅砂顆粒幾何形狀按角形因數(shù)分級形狀分級代號角形因數(shù)圓形)橢圓形鈍角形□方角形尖角形△4.5鑄造用硅砂的平均細(xì)度偏差分級鑄造用硅砂按平均細(xì)度偏差分級見表5。表5鑄造用硅砂按平均細(xì)度偏差分級分級代號偏差值A(chǔ)士2B士3CD4.6牌號鑄造用硅砂的牌號表示如下：4—平均細(xì)度偏差分級代號平均細(xì)度值—主要粒度組成的尾篩篩號—主要粒度組成的首篩篩號一二氧化硅分級代號-鑄造用硅砂(鑄、硅、砂漢語拼音第一個字母)表示該牌號硅砂的最小二氧化硅含量為90%,主要粒度組成為三篩，其首篩篩號為50,尾篩篩號為100,平均細(xì)度為54,平均細(xì)度偏差值為±2。5技術(shù)要求5.1化學(xué)成分鑄造用硅砂以SiO?含量作為其主要驗收依據(jù)，雜質(zhì)含量作為驗收參考依據(jù)?；瘜W(xué)成分應(yīng)符合表1的規(guī)定。5.2含泥量鑄造用硅砂的含泥量應(yīng)符合表3的規(guī)定，含泥量質(zhì)量分?jǐn)?shù)，水洗砂不大于0.80%,擦洗砂不大于0.30%,100/200或200/100擦洗砂不大于0.50%,精選砂不大于0.20%,焙燒砂不大于0.20%。5.3平均細(xì)度及粒度組成對任一牌號的硅砂，生產(chǎn)廠家應(yīng)提供其平均細(xì)度及粒度分布圖表，鑄造用硅砂的主要粒度組成部分三篩不小于75%,四篩不小于85%,五篩不小于95%,平均細(xì)度偏差值應(yīng)符合表5的規(guī)定。袋裝烘干硅砂的含水量不大于0.30%,焙燒砂不大于0.15%。使用化學(xué)粘結(jié)劑時，鑄造用擦洗砂的酸耗值不大于5.00mL,精選砂不大于4.00mL,焙燒砂不大5.6角形因數(shù)角形因數(shù)應(yīng)符合表4的規(guī)定，并在產(chǎn)品合格證中標(biāo)明。5.7細(xì)粉含量鑄造用硅砂根據(jù)粒度組成，其細(xì)粉含量應(yīng)符合表6的規(guī)定，其他粒度組成的細(xì)粉含量由供需雙方協(xié)議商定。5表6鑄造用硅砂各粒度組成的細(xì)粉含量粒度細(xì)粉含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))/%水洗砂擦洗砂、精選砂、焙燒砂人工硅砂5.8灼燒減量鑄造用硅砂的灼燒減量，水洗砂不大于0.60%,擦洗砂不大于0.50%,精選砂不大于0.30%,焙燒砂不大于0.20%。5.9高溫線(性)膨脹率鑄造用硅砂的高溫線(性)膨脹率由供需雙方商定。5.10堆積密度鑄造用硅砂的堆積密度1.40g/cm3~1.70g/cm3。5.11真密度鑄造用硅砂的真密度2.50g/cm3~2.70g/cm3。鑄造用硅砂的pH值6.00～8.00。鑄造用硅砂的電導(dǎo)率小于100μS/cm。5.14特殊要求如需方對本文件未列項目有其他的要求，如燒結(jié)點、破碎率和人工硅砂等，由供需雙方商定。6試驗方法6.1鑄造用硅砂SiO?和雜質(zhì)含量的測定按GB/T7143的規(guī)定執(zhí)行。6.2鑄造用硅砂含泥量、含水量、粒度組成、酸耗值和灼燒減量的測定按GB/T2684的規(guī)定執(zhí)行；其中，細(xì)粉含量與粒度組成的測定方法相同，試驗篩應(yīng)符合GB/T6003.1的規(guī)定，試驗篩篩號與對應(yīng)的篩孔基本尺寸參見附錄A。6.3鑄造用硅砂平均細(xì)度的計算方法按附錄B的規(guī)定執(zhí)行。6.4鑄造用硅砂角形因數(shù)的測定方法按附錄C的規(guī)定執(zhí)行。6.5鑄造用硅砂高溫線(性)膨脹率的測定方法見附錄D。66.6鑄造用硅砂堆積密度的測定方法見附錄E。6.7鑄造用硅砂真密度的測定按GB/T5071的規(guī)定執(zhí)行。6.8鑄造用硅砂pH值的測定方法按附錄F的規(guī)定執(zhí)行。6.9鑄造用硅砂電導(dǎo)率的測定方法見附錄G。7檢驗規(guī)則鑄造用硅砂每批質(zhì)量大小根據(jù)供貨情況確定，每批不超過70t,特殊情況供需雙方協(xié)商解決，每批硅砂供方應(yīng)提供產(chǎn)品質(zhì)量合格證。鑄造用硅砂各項試驗取樣方法按GB/T2684的規(guī)定執(zhí)行。7.3出廠檢驗每批次產(chǎn)品應(yīng)經(jīng)供方質(zhì)檢部門檢驗合格，并附有產(chǎn)品合格證，方可出廠。SiO,含量、粒度組成、含泥量、含水量、酸耗值和灼燒減量為必檢項目。7.4.1供方檢驗：如果檢驗結(jié)果有一項指標(biāo)不合格，應(yīng)重新加倍取樣進行復(fù)檢。如復(fù)檢結(jié)果仍不合格，則判定該批產(chǎn)品為不合格。7.4.2需方檢驗：根據(jù)本文件進行硅砂質(zhì)量檢驗，如檢驗結(jié)果中任一項指標(biāo)不符合規(guī)定時，應(yīng)在同批產(chǎn)品中重新加倍抽樣進行復(fù)檢，復(fù)檢結(jié)果仍不符合規(guī)定時，由供需雙方協(xié)商解決或委托仲裁單位裁定，仲裁單位由雙方協(xié)商選定。8.1.1鑄造用硅砂是否采用袋裝由供需雙方協(xié)商確定。8.1.2干砂應(yīng)使用防潮塑料編織袋包裝。袋裝硅砂的凈質(zhì)量分為50kg和集裝袋1000kg、1500kg和2000kg等，或由供需雙方商定。標(biāo)等。8.3.1在運輸過程中應(yīng)防止與危險物品、易燃物品混裝。8.3.2在運輸過程中應(yīng)防止雨淋。8.4貯存不同牌號的硅砂應(yīng)分別裝運和存放。散狀硅砂存放時應(yīng)有防護措施，不應(yīng)混入其他雜質(zhì)。袋裝硅砂應(yīng)防水、防曬和防寒存放。7(資料性)鑄造用試驗篩篩號與篩孔的基本尺寸對照表鑄造用試驗篩篩號與篩孔的基本尺寸對照見表A.1。表A.1試驗篩篩號與篩孔的基本尺寸對照表篩號6篩孔尺寸/mm3.3500.8500.6000.4250.300篩號底盤篩孔尺寸/mm0.2120.1500.1060.0750.053——8(規(guī)范性)鑄造用硅砂平均細(xì)度的計算方法B.1鑄造用硅砂平均細(xì)度的計算方法首先計算出篩分后各篩上停留的砂粒質(zhì)量占砂樣總量的百分?jǐn)?shù)，再乘以表B.1所列的相應(yīng)的細(xì)度因數(shù)，然后將各乘積相加，用乘積總和除以各篩號停留砂粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)的總和，并將所得數(shù)值根據(jù)數(shù)值修約規(guī)則取整，其結(jié)果即為平均細(xì)度，按公式(B.1)計算。表B.1篩號與對應(yīng)的細(xì)度因數(shù)篩號6底盤細(xì)度因數(shù)35…………(B.1)式中：AFS——平均細(xì)度；P,——任一號篩上停留砂粒質(zhì)量占總量的百分?jǐn)?shù)；X,——細(xì)度因數(shù)；B.2鑄造用硅砂平均細(xì)度的計算示例平均細(xì)度的計算示例見表B.2。表B.2鑄造用硅砂的平均細(xì)度計算示例篩號各篩上的停留量細(xì)度因數(shù)乘積g%6無0.00300.060.1254.999.98425.425.7031.14555.8370.00.79221.29GB/T9442—2024表B.2鑄造用硅砂的平均細(xì)度計算示例(續(xù))篩號各篩上的停留量細(xì)度因數(shù)乘積g%0.090.18底盤0.390.78234.0總和49.4498.88——4663.4砂樣質(zhì)量：50.0g泥分質(zhì)量：0.56g砂粒質(zhì)量：49.44gGB/T9442—2024(規(guī)范性)鑄造用硅砂角形因數(shù)的測定方法C.1實際比表面積的測定C.1.1測量儀器原砂比表面積測定儀。C.1.2試驗方法首先稱取除泥并烘干后的砂樣50g±0.01g,然后將其倒入測定儀的試管中，并用小圓木棒輕輕敲打試管，宜到砂子的體積不再減少為止，記錄下砂子的體積V(mL),并測量出砂柱的高度h(cm),然后至M?處，測定儀的數(shù)碼管自動清零，此時按下“試驗面下降至M?時計時停止，記錄下數(shù)碼管計時時間。一次測試結(jié)束。連續(xù)測試5次，舍去記錄時間的最大值和最小值，并計算平均時間t。將以上測定的結(jié)果代入公式(C.1)中，并計算出實際比表面積S(cm2/g)。式中：S——實際比表面積，單位為平方厘米每克(cm2/g);D——砂柱體積質(zhì)量，D=50/V,單位為克每立方厘米(g/cm3);g砂?？紫堵?，ε=1-D/2.64;h——砂柱高度，單位為厘米(cm);K——儀器常數(shù)；t——測量的平均時間，單位為秒(s)。C.2理論比表面積的測定首先計算出篩分后各篩號上停留的砂粒質(zhì)量占砂樣總量的百分?jǐn)?shù)，再乘以表C.1所列相應(yīng)的比表面積系數(shù)，比表面積系數(shù)按公式(C.2)計算，然后將各篩號的乘積相加，用總和除以各篩號停留砂粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)的總和，所得結(jié)果即為砂樣的理論比表面積Sr(cm2/g),見公式(C.3)。表C.1篩號與對應(yīng)的比表面積系數(shù)篩號6比表面積系數(shù)——9.0031.3544.3562.70篩號底盤比表面積系數(shù)88.78251.13355.11622.67GB/T9442—2024式中：K,——比表面積系數(shù)，單位為平方厘米每克(cm2/g);D;——相鄰兩篩篩孔邊長平均值，單位為厘米(cm);d——鑄造用硅砂體積質(zhì)量，取2.64g/cm3計算。式中：Sr——理論比表面積，單位為平方厘米每克(cm2/g);P,——任一號篩上停留砂粒質(zhì)量占總量的百分?jǐn)?shù)；K,——比表面積系數(shù)，單位為平方厘米每克(cm2/g);C.3角形因數(shù)的計算根據(jù)求出的實際比表面積和理論比表面積，按公式(C.4)計算角形因數(shù)S:S=Sw/Sr…………(C.4)式中：S——角形因數(shù)；Sw——實際比表面積，單位為平方厘米每克(cm2/g);Sr——理論比表面積，單位為平方厘米每克(cm2/g)。(資料性)鑄造用硅砂高溫線(性)膨脹率的測定方法D.1原理砂子試樣在高溫下因受熱而發(fā)生尺寸變化，通過儀器測量出線性方向的變化量與試樣原尺寸的比值，即可得出高溫膨脹率，原理示意圖如圖D.1所示。單位為毫米a)膨脹支架b)基座c)膨脹支架組件標(biāo)引序號說明：1——傳感器；2——膨脹支架；3——基座；4——試樣。圖D.1原理示意圖D.2程序D.2.1將膨脹支架組件插入上橫梁孔中。D.2.2接通電源，打開控制箱上電源按鈕，預(yù)熱電爐到1000℃,恒溫20min。D.2.3開啟電腦，打開程序，進入高溫膨脹檢測通道。D.2.5將散狀顆粒物裝入基座，在操作臺面上下震動三次，以保證填料緊實，用刮料板將超出基座的散狀顆粒物刮平。D.2.8電腦開始工作，由于樣塊受熱膨脹，曲線開始出現(xiàn)；如果長時間才出現(xiàn)曲線，此次試驗為不合格。D.2.9待測試到達設(shè)定時間時，電腦自動停止測試。GB/T9442—2024D.2.10按下降按鈕將爐子降低，清理支架內(nèi)試樣殘渣。D.2.11點擊“保存”鍵，保存試驗數(shù)據(jù)。D.3結(jié)果的表述D.3.1將試樣的高溫線(性)膨脹率ERr按公式(D.1)計算：式中：ERr——試樣高溫線(性)膨脹率，用百分?jǐn)?shù)表示(%);△L——試樣自由膨脹后的最大變形量，單位為毫米(mm);15——試樣原始尺寸，單位為毫米(mm)。D.3.2計算的結(jié)果可參考表D.1。表D.1鑄造用硅砂的高溫線(性)膨脹率SiO?含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))/%(資料性)鑄造用硅砂堆積密度的測定方法E.1概述堆積密度是松散包裝的集合體空間填充的量度。它取決于顆粒度分布、形狀、表面和材料成分。E.2堆積密度的確定E.2.1裝置E.2.1.1堆積密度使用的裝置有：a)圓柱形容器，體積為1000mL±5mL,其中凈高度和凈直徑之比為1:1;b)篩子，篩孔尺寸為2.8mm,直徑大于或等于300mm。E.2.1.2放置篩子時，使圓柱形容器上邊緣與篩網(wǎng)之間的距離為100mm±3mm,見圖E.1。單位為毫米圖E.1用于測定堆積密度的裝置示意圖E.2.2程序每次將少量干燥的(50g～100g)實驗室樣品一杯接一杯地添加到篩子中，以將下面的容器填滿至邊緣。在鑄造材料非自由流動(例如潮濕的砂子、含黏土的砂子)的情況下，強行使其通過篩子。用直邊物體掃過容器上的碎屑錐，以便不會壓縮包含在測量容器中的樣品。將容器中的內(nèi)容物精確稱重(精確至1g),測量3次取平均值得出待測樣品的堆積密度。E.3結(jié)果的表述……(E.1)(規(guī)范性)鑄造用硅砂pH值的測定方法F.1概述懸浮液的堿度或者酸度可采用其pH值來表示。由于石英的pH值處于中性范圍，因此測量結(jié)果與濃度和時間有關(guān)。該流程適用于pH值在2～12之間的鑄造用材料。為了獲得可重復(fù)的結(jié)果，遵守本方法的規(guī)定。F.2試劑和材料本文件除特殊注明外，所用標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液、制劑及制品均按GB/T601、GB/T603的規(guī)定制備，實驗室用水應(yīng)符合GB/T6682中三級水的規(guī)定。試驗所需試劑和材料如下：a)標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液I,pH值4.006(25℃);b)標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液Ⅱ,pH值6.865(25℃);c)標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液Ⅲ,pH值9.180(25℃);d)氯化鈣(CaCl?)溶液：0.01mol/L標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液；e)蒸餾水或者軟化水：在使用前煮沸10min,使其不含二氧化碳。F.3儀器試驗所需儀器如下：a)分析天平：精確度0.01g;b)圓底燒瓶：250mL,帶回流冷凝器和加熱器；e)玻璃棒；f)pH值測量儀；g)溫度計。F.4程序