再生砂檢測詳細內容（客觀中立）

再生砂是指鑄造生產中使用過的舊砂（如粘土濕型砂、樹脂砂、水玻璃砂等），經過破碎、篩分、去除金屬雜質、去除失效粘結劑膜（如焙燒、摩擦、濕法再生等工藝）處理后，達到一定質量標準可重新用于造型或制芯的砂材料。其性能直接影響鑄件質量和生產成本。對再生砂進行系統、規范的檢測至關重要，核心在于監控其關鍵性能指標是否滿足后續工藝要求。以下是再生砂的核心檢測項目：

一、 物理性能檢測（核心基礎）

1. 含泥量：

   • 定義： 再生砂中粒徑小于0.02mm（或0.020mm）的微細顆粒（主要包括殘留粘結劑膜粉塵、失效粘土、灰分等）的質量百分比。
   • 重要性： 過高含泥量會急劇降低型砂透氣性，增加發氣量，易導致鑄件氣孔、粘砂等缺陷；影響粘結劑效能（如消耗更多樹脂）。
   • 檢測方法： 標準沉降法（如AFS標準）。將樣品與水混合沉降，沖洗去除小于0.02mm的顆粒，烘干剩余砂并稱重計算。

2. 粒度分布與平均細度：

   • 定義： 再生砂顆粒大小的分散情況以及平均顆粒尺寸（常用AFS細度值表示，數值越大砂粒越細）。
   • 重要性： 影響型砂的透氣性、強度、鑄件表面光潔度。再生過程可能導致粒度變化（如破碎變細、粉塵去除變粗）。粒度集中、分布合理是保證型砂性能穩定的關鍵。
   • 檢測方法： 標準篩分法（多層標準篩，振動篩分）或激光衍射法（粒度分析儀）。計算各篩余量百分比和AFS細度值或平均粒徑。

3. 灼燒減量：

   • 定義： 再生砂在高溫（通常950°C - 1000°C）下灼燒后失去的質量百分數。主要代表殘留的有機物質（樹脂、碳分、油類）和無機碳酸鹽（如CaCO?）等可燃或分解物的含量。
   • 重要性： 是評價再生砂純凈度（去除失效粘結劑效果）的關鍵指標。過高灼燒減量意味著殘留有機物多，使用時發氣量大，易導致鑄件氣孔、光亮碳缺陷；殘留碳酸鹽影響酸硬化樹脂砂的固化。
   • 檢測方法： 稱取樣品，置于高溫爐中灼燒至恒重，計算質量損失百分比。

4. 含水量：

   • 定義： 再生砂中游離水的質量百分比。
   • 重要性： 對粘土濕型砂而言，直接影響型砂的濕強度和可塑性；對化學粘結劑砂（如樹脂砂、水玻璃砂），水分可能干擾固化反應，影響強度。再生砂通常要求低水分甚至烘干。
   • 檢測方法： 烘干失重法。稱取樣品，在105°C - 110°C下烘干至恒重，計算質量損失百分比。

二、 化學性能檢測（關鍵指標）

5. 酸耗值：

   • 定義： 中和一定量再生砂所需的酸性物質（通常用0.1N NaOH溶液的毫升數表示）的量。
   • 重要性： 特別針對用于酸催化樹脂砂（如呋喃樹脂）的再生砂。反映了砂中堿性物質（如殘留堿性鹽、金屬氧化物、未完全去除的粘結劑分解物）的含量。酸耗值過高會消耗過多固化劑（酸），導致樹脂砂固化不良、強度不足、可使用時間縮短。
   • 檢測方法： 標準滴定法。將砂樣與一定濃度的酸溶液混合反應，再用標準堿液滴定至中性終點，計算消耗的堿量。

6. PH值：

   • 定義： 再生砂水浸出液的酸堿度。
   • 重要性： 是酸堿性的直接指示。偏堿性（PH值高）可能影響酸固化樹脂砂的固化性能；偏酸性也可能影響某些粘結劑體系（如水玻璃砂）。
   • 檢測方法： 將砂與去離子水按比例混合攪拌后靜置沉降，測量上層澄清液的PH值（使用PH計）。

7. 金屬氧化物殘留（如Fe?O?, MnO, CaO, MgO等）：

   • 定義： 再生砂中殘留的金屬氧化物含量（通常以質量百分比表示）。
   • 重要性： 主要源自澆注過程中金屬熔液的氧化和滲透。高含量金屬氧化物會惡化型砂的耐火度、熱化學穩定性，增加燒結傾向，導致鑄件粘砂、表面粗糙。某些金屬氧化物（如CaO, MgO）顯著影響酸耗值。
   • 檢測方法： 化學分析法（如滴定法、比色法）或儀器分析法（如X射線熒光光譜法 - XRF）。

三、 熱性能與表面狀態檢測（深入評估）

8. 微粉含量：

   • 定義： 粒徑小于特定值（如0.075mm或0.106mm篩通過量）的細粉的質量百分比。
   • 重要性： 微粉（特別是活性微粉）對型砂性能影響復雜。適量微粉對濕型砂強度有益，但過量會嚴重影響透氣性、增加發氣量。其含量和性質（如是否為活性膨潤土）需要結合工藝評估。
   • 檢測方法： 通常采用洗砂法（結合沉降去除泥分后，篩分測定微粉）或直接篩分法（使用更細目篩網）。

9. 熱膨脹系數：

   • 定義： 砂粒在受熱時的膨脹程度（通常用一定溫度范圍內的線性膨脹率表示）。
   • 重要性： 再生過程（尤其是高溫焙燒）可能改變砂粒表面狀態，影響其熱膨脹行為。膨脹過大是導致型砂熱裂、鑄件夾砂缺陷的重要因素。
   • 檢測方法： 使用熱膨脹儀測量砂樣在加熱過程中的尺寸變化。

10. 顆粒形貌觀察：

    • 定義： 通過顯微鏡觀察再生砂顆粒的形狀（圓整度、角形系數）和表面狀態（裂紋、熔融層、附著物）。
    • 重要性： 再生過程（尤其是機械摩擦再生）可能導致顆粒破碎、棱角增加，影響型砂的流動性、緊實率、強度和耐火度；附著物影響粘結劑與砂粒的結合。
    • 檢測方法： 光學顯微鏡或掃描電子顯微鏡(SEM)觀察。

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再生砂的檢測是一個系統工程，需綜合評估其物理、化學及熱性能指標。上述檢測項目是保證再生砂質量穩定可控、滿足造型/制芯工藝要求的關鍵。具體的檢測頻率和指標控制范圍需根據原砂類型、再生工藝、再生砂的用途（如面砂、背砂、單一粘結劑或混用）以及最終鑄件質量要求來確定。定期、規范地對再生砂進行全面檢測，是優化再生工藝、穩定鑄件質量、降低成本、實現循環經濟目標不可或缺的環節。