為解決復(fù)雜閥體鑄件存在的內(nèi)腔變形、斷芯、燒結(jié)、脈紋、粘砂等問題，采用耐火度高、流動性好、透氣性好、膨脹率低、防粘砂效果顯著、回用再生性能好、性價比高的寶珠砂進行試驗。經(jīng)與硅砂、鉻鐵礦砂對比后發(fā)現(xiàn)：使用寶珠覆膜砂作為芯砂材料的閥體鑄件在落砂時，芯砂潰散性好、易清理，內(nèi)腔表面光潔，無粘砂、脈紋；寶珠砂的致密性好、強度高，即使重復(fù)再生使用也很少破碎，減少鑄造過程中的粉塵對環(huán)境的污染；寶珠砂可進行再生使用，用其再生砂制作冷芯時，其強度與使用新寶珠砂相當(dāng)。

　　主控制閥（也稱為主控閥或主閥）是挖掘機最核心的零部件之一，是個復(fù)雜的液壓元件，材料為球墨鑄鐵，工作條件惡劣，承受大的載荷及磨損。其內(nèi)腔形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需較多砂芯成型。硅砂作為閥體的芯砂材料，雖然有價格上的優(yōu)勢，但因其熱膨脹率大、耐火度低等缺陷無法解決砂芯變形、燒結(jié)問題。筆者曾嘗試過使用經(jīng)過焙燒相變的硅砂作為芯砂材料，但內(nèi)腔變形、斷芯、燒結(jié)、脈紋、粘砂等問題并沒有得到解決。采用鉻鐵礦砂、鋯砂、剛玉砂做芯砂材料，雖然膨脹率較低，但由于這幾種砂的角形系數(shù)比較大，粒形差，芯砂流動性差，砂芯出現(xiàn)射不飽滿、疏松等質(zhì)量問題，由于這幾種砂透氣性、潰散性差，加大了內(nèi)腔的清理工作，增加了人力、物力成本，而且這幾種砂的價格比較高，成本上難以接受。

　　形成閥體內(nèi)腔閥桿孔軸線方向某些端面的加工余量只有0.5 mm，在這種情況下，既要保證端面的加工余量，又要防止因加工量的增大導(dǎo)致的油腔截面減小，進而影響油腔的通油量，選擇熱膨脹率小的寶珠砂，可以保證鑄件尺寸精度。閥體內(nèi)腔油道多，且大多數(shù)為深扁腔狀，閥體砂芯制作時芯砂充填芯盒不緊密，而且由于輔芯與主芯裝配連接的接口數(shù)量多、操作空間小，不便修補。為解決上述問題，選用粒形為球形，具有良好流動性的寶珠砂，從而保證制作的砂芯外形完整、致密；另外，較低的相變體積變化和優(yōu)良的潰散性能，使生產(chǎn)出的鑄件內(nèi)腔光潔、無毛刺。寶珠砂形狀為球形，表面積小，消耗樹脂量少，發(fā)氣量少?；谏鲜隹紤]，決定采用寶珠砂生產(chǎn)覆膜砂，用作閥體的芯砂材料。

1 試驗材料

　　寶珠砂是一種非石英質(zhì)型人造砂，利用我國儲量豐富的優(yōu)質(zhì)高鋁釩土礦石，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成，具有耐火度高、流動性好、透氣性好、膨脹率低、防粘砂效果顯著、回用再生性能好、性價比高等優(yōu)異性能，屬中性材料，可適用于各種鑄造合金和多種鑄造工藝。寶珠砂粒形為球形或接近球形，顏色為灰褐色。粒徑在（270~6目）之間。

　　寶珠砂耐高溫、熱穩(wěn)定性好、不易破碎、再生性良好。

2 試驗方法

　　分別選用鉻鐵礦砂和寶珠砂各制芯 3 件，各組件砂芯組裝完成后進行整體浸涂，涂料比重1.32~1.36g/cm3，烘烤溫度160~180 ℃，烘烤時間1.5h，造型隔臺下芯，同包鐵液澆注，澆注溫度控制在1360~1395℃。

　　使用寶珠覆膜砂作為閥體芯砂材料的鑄件在落砂時，芯砂潰散性好，很容易就能把內(nèi)腔的芯砂清理干凈，內(nèi)腔表面光潔，無粘砂、脈紋。使用鉻鐵礦砂作為閥體芯砂材料的鑄件在落砂時，芯砂潰散性差，經(jīng)多次震砂后才能把內(nèi)腔的芯砂清理干凈，內(nèi)腔表面質(zhì)量一般、多處局部存在粘砂。

3 寶珠砂再生利用

　　寶珠砂的致密性好、強度高，即使重復(fù)再生使用也很少破碎，減少鑄造生產(chǎn)過程中的粉塵對生產(chǎn)環(huán)境的污染；寶珠砂再生性好，減少產(chǎn)業(yè)廢物排放，利于環(huán)境保護。

　　試驗用的樹脂為廣西蘭科的冷芯盒樹脂，樹脂加入量1.0%，組份Ⅰ ：組份Ⅱ=50：50。寶珠新砂、寶珠再生砂分別制作 15 個“8”試樣，檢測即拉強度、2h強度、24h強度。從數(shù)據(jù)對比可見，寶珠再生砂冷芯強度與寶珠新砂的強度相當(dāng)，對寶珠砂進行再生循環(huán)使用是可行的。

4 結(jié)論

　?。?）寶珠砂在閥體砂芯上的應(yīng)用效果優(yōu)于硅砂、鉻鐵礦砂。

　　（2）寶珠砂可進行再生利用，冷芯強度與新寶珠砂相當(dāng)。