目前，鑄造用原砂仍以硅砂為主，如圖1所示。硅砂資源豐富，價格低廉，其性能通?？梢詽M足大部分鑄件的要求，容易就地取材，因此，長期以來始終作為鑄造行業造型材料的主流。但是，硅砂也有如下缺點：熱膨脹系數比較大，而且會因為相變(573℃)產生突然膨脹而引起鑄件夾砂;熱擴散率和蓄熱系數都比較低，容易與鐵的氧化物起作用造成化學粘砂;尤其在生產高合金鋼鑄件或大型鑄鋼件時，鑄件粘砂的幾率更大，使鑄件的清理變得異常困難;SiO2含量低時，大大降低原砂的耐火度而引起熱粘砂;而且粉化比較嚴重，硅砂粉塵嚴重威脅工人身體健康。

　　在非硅質砂如寶珠砂未出現以前，為了保證鑄件質量，降低鑄件生產成本，國內鑄造企業一方面通過使用優質硅砂，如高SiO2 含量，低含泥量，含水量，粒形圓整的硅砂來盡量降低硅砂自身不足對鑄件質量的不良影響;另一方面，在盡可能保證鑄件質量的前提下，部分鑄造企業通過改善鑄型表面的涂料質量和調整涂層厚度，以降低型砂和鑄造材質的直接作用進而達到控制鑄件質量的目的。

　　1 消失模鑄造原砂的要求分析

　　原砂的性能指標是由鑄造的要求提出的，也正是用這些性能指標來評價原砂的質量。隨著鑄造工藝的多樣化，以及精確成形，近無余量成形的生產要求或目標，鑄造對原砂的性能指標的控制越來越嚴格。

　　消失模鑄造用砂，首選的是形狀。一定要圓形砂粒，因為圓形砂粒，橫向送砂性能好，比如寶珠砂，在生產試驗過程中，可以橫向送砂近200mm，而精致石英砂50mm都送不了，安息角達60°。圓形砂粒緊實時砂子下沉量非常小，寶珠砂每米下沉約30mm，人造石英砂可多達80mm。所以使用多角砂時，鑄件折角處易長瘤子。其次是粒度均勻：粒度均勻的型砂透氣性好，緊實下沉系數也低。粒度不均的砂，緊實下降量也大，然后再考慮耐火度等其它因素。

　　石英砂在澆注后都可發現塑料薄膜下有大量水珠，距離鑄件周圍100-150mm左右的砂層像淋了水一樣濕漉漉的。這是因為接觸鑄件的型砂，石英砂內的結晶水揮發后，遇冷再度凝結成水的緣故，此時鑄件表面會有大量氣孔，像嗆火一樣，同時涂料層下面會有積碳，像是燃燒不干凈的樣子;或是負壓不夠的樣子，都是石英砂中結晶水的原因。而寶珠砂屬于人工熔融砂，砂子內不含結晶水，可減少鑄件表面缺陷的形成。

　　為了保證消失模原砂有足夠的流動性來填充泡沫模樣的復雜深腔部位，再加上較厚的涂料層具有一定的機械強度來防止塌箱，因此消失模鑄造要求原砂的圓整性要足夠好。另外消失模鑄造澆注期間將伴隨著泡沫模樣的裂解和燃燒，產生大量的氣體或液態熱解產物。因此砂子必須具有足夠的透氣性以防阻礙殘留物的溢出。由于寶珠砂粒形接近球形，具有較好的流動性并有高的透氣性，可充填細長孔、鑄件內夾角部分以及復雜內腔部分，也比較容易震實，而寶珠砂的中性材質，保證了其在鑄鐵和鑄鋼(包括高錳鋼等)上的廣泛應用。

　　2 消失模鑄造用寶珠砂的分析

　　2.1 寶珠砂簡介

　　寶珠砂又名電熔陶粒。主要是對熔融狀態下的優質煅燒鋁礬土原料進行噴霧處理，得到形狀為球狀或接近球狀、表現光滑的砂粒。

　　2.2 成分及粒度選擇

　　寶珠砂由鋁礬土熔融吹制而成，熱膨脹系數小，用其配置型砂，鑄件不會產生膨脹缺陷，這方面可以與鋯英砂媲美。另外寶珠砂熱導率大，耐火度高且呈中性，不與鐵的氧化物等反應，不為金屬液潤濕，抗粘砂作用較強。粉化很少，回用再生性好，無矽粉危害，較為環保，其主要化學成分如表2所示。

　　注：熱膨脹率的測定方法是：將加有粘結劑的混成砂制成φ35×55mm試樣，完全硬化后，在1000℃加熱5min，測量其尺寸變化，計算膨脹率。

　　消失模鑄造澆注期間將伴隨著泡沫模樣的裂解和燃燒，產生大量的氣體或液態熱解產物，因此砂子必須具有足夠的透氣性以防阻礙殘留物的溢出。目前，消失模廣泛使用12～30 目的砂子，尤以一篩或兩篩集中度為佳。如表3粒度組成所示。

　　2.3 效益分析

　　(1)寶珠砂每年的損耗量在5%以下，噸鑄件耗砂量為1.5~2kg，從而直接抵消了寶珠砂由于價格高而造成的高成本，大大降低了生產成本。根據使用寶珠砂的鑄造廠家測算，使用寶珠砂一次性增加的成本可在8~10個月中收回。

　　(2)硅砂作為消失模鑄造用砂時，由于硅砂易破碎粉化，車間粉塵過多達不到環保的要求，也易使鑄造工人產生職業病(硅肺病)，采用寶珠砂凈化了車間環境，保證了工人的身體健康。

　　3 結論

　　(1)寶珠砂粒形為球形，流動性好及透氣性高，能預防和減少夾渣、氣孔等鑄造類缺陷。

　　(2)寶珠砂耐高溫且屬于中性材料，采用寶珠砂做消失模填充砂，不僅可已生產鑄鐵和鑄鋼，還可以生產高錳鋼及耐熱鋼，對于生產多樣化材質鑄件廠家降低了原材料的采購成本。

　　(3)寶珠砂無破損、粉化現象，凈化了車間環境，降低了鑄件生產成本。

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