| 标准编号 | GB/T 2684-2025 (GB/T2684-2025) | | 中文名称 | 铸造用砂及混合料试验方法 | | 英文名称 | Test methods for foundry sands and molding mixtures | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | J31 | | 国际标准分类 | 77.180 | | 字数估计 | 26,292 | | 发布日期 | 2025-03-28 | | 实施日期 | 10/1/2025 | | 旧标准 (被替代) | GB/T 2684-2009 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 2684-2025: 铸造用砂及混合料试验方法
ICS 77.180
CCSJ31
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 2684-2009
铸造用砂及混合料试验方法
2025-03-28发布
2025-10-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅲ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 样品的选取 1
5 铸造用砂试验方法 2
6 混合料试验方法 9
附录A(规范性) 铸造用砂平均细度的计算方法 18
图1 洗砂杯虹吸位置示意图 3
图2 干法动态图像粒度粒形分析仪设备示意图 8
图3 圆柱形标准试样 12
图4 “8”字形标准试样 12
图5 长条形标准试样 13
图6 覆膜砂“8”字形标准试样 13
图7 抗压强度试样装置示意图 13
图8 抗剪强度试样装置示意图 14
图9 抗拉强度试样装置示意图 14
图10 抗弯强度试样装置示意图 14
图11 热湿拉强度试验仪专用样筒示意图 15
图12 热湿拉强度试验仪原理图 15
图13 标准试样筒 17
表1 水分允许差 3
表2 不同水温的静置时间 4
表3 含泥量允许差 4
表4 铸造用试验筛型号、筛号与筛孔尺寸对照表 5
表5 实验室之间不同灼烧减量条件下的允许差 7
表6 不同砂试样的测定温度 16
表 A.1 不同筛号所对应的细度因数 18
表 A.2 平均细度的计算示例 18
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
本文件代替GB/T 2684-2009《铸造用砂及混合料试验方法》,与GB/T 2684-2009相比,除结构
调整和编辑性改动外,主要技术变化如下:
a) 更改了铸造用砂及混合料试验方法的适用范围(见第1章,2009年版的第1章);
b) 增加了圆形度的术语和定义,删除了铸造用砂的术语和定义(见第3章,2009年版的第3章);
c) 更改了含水量测定装置的精度要求(见5.1.2,2009年版的5.1.1);
d) 增加了含水量测定允许差要求(见5.1.6);
e) 更改了含泥量测定程序要求(见5.2.4,2009年版的5.2.4);
f) 增加了含泥量测定允许差要求(见5.2.6);
g) 更改了酸耗值测定方法(见5.4,2009年版的5.8);
h) 更改了灼烧减量测定程序要求(见5.5.3,2009年版的5.7.3);
i) 增加了圆形度测定方法(见5.6);
j) 增加了电导率测定方法(见5.7);
k) 更改了强度测定中的试样制备(见6.6.3,2009年版的5.6.2);
l) 增加了流动性的测定方法(见6.8)。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由全国铸造标准化技术委员会(SAC/TC54)提出并归口。
本文件起草单位:济南圣泉集团股份有限公司、无锡市三峰仪器设备有限公司、苏州兴业材料科技
股份有限公司、通辽市大林型砂有限公司、山东省重装检测技术有限公司、中国机械总院集团沈阳铸造
研究所有限公司、承德东伟新材料科技有限公司、广东省铸力铸材科技有限公司、重庆长江造型材料
(集团)股份有限公司、广西兰科资源再生利用有限公司、华中科技大学、河海大学、浙江机电职业技术大
学、沈阳工业大学、武汉工程大学、铜陵学院、郑州翔宇铸造材料有限公司、包头市铸友工业材料有限公
司、河北盛火新材料科技有限公司、金耐源(河南)工业科技有限公司、济南圣泉铸造材料有限公司、河北
亿泰克轴承有限公司、湖北谷城县东华机械股份有限公司、曲阜市龙祥冶铸辅料有限公司、常州钜苓铸
造有限公司、江苏金洋机械有限公司、溧阳市万盛铸造有限公司、山东力得汽车科技股份有限公司、长沙
戴卡科技有限公司、茌平信发铝制品有限公司、中国航发哈尔滨东安发动机有限公司、中车戚墅堰机车
车辆工艺研究所股份有限公司、内蒙古第一机械集团有限公司。
本文件主要起草人:李冬花、李娜、薛江、李远才、程楠、王锦程、苏瑞芳、刘春晶、孙谱、李东宇、邓晗、
韩胜利、武玉平、王泽华、刘烨、王丽峰、刘国媚、康晓、张彦成、孔渠、崔兰芳、万鹏、陆建华、李志民、朱翔、
刘伟华、王松林、谭锐、陈凯敏、李剑、陈奕翰、徐东芳、沙金洋、刘钦双、刘军、王雨鸣、韩拥军、李路峰、
刘传宝、马新彪、李元。
本文件于1981年首次发布,2009年第一次修订,本次为第二次修订。
铸造用砂及混合料试验方法
1 范围
本文件描述了铸造用砂及混合料的样品选取、铸造用砂试验方法和混合料试验方法。
本文件适用于铸造用砂及混合料性能的测定。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
GB/T 601 化学试剂 标准滴定溶液的制备
GB/T 603 化学试剂 试验方法中所用制剂及制品的制备
GB/T 5611 铸造术语
GB/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法
JB/T 9156 铸造用试验筛
3 术语和定义
GB/T 5611界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
混合料[造型混合料] moldingmixture
将铸造用砂、黏结剂及其他附加物按一定比例混制,符合造型(制芯)要求的材料。
注:包括黏土砂、树脂砂、水玻璃砂等。
3.2
圆形度 circulardegree
表征颗粒投影与圆的接近程度,以推断铸造用砂颗粒粒形的圆整度。
4 样品的选取
4.1 同批铸造用原砂宜选取平均样品。散装原砂的平均样品是在火车车厢、船舱、汽车、砂库及砂堆
中,从离边缘和表面200mm~300mm的各个角及中心部位,用取样器选取;50kg袋装原砂的平均样
品由同一批量的1%的袋中选取,1000kg以上袋装原砂的平均样品由同一批量的10%的袋中选取,但
不得少于三袋,其总质量不得少于5kg(同时根据检测项目的不同可做适量的增加)。如果根据外观观
察,发现对某一部分原砂的质量有疑问时,应单独取样和检验,不选择结块(可以明显看出砂粒的聚集)
的,并且要除去可见杂质。
4.2 回用砂或再生砂的样品,可从相关设备出砂口或输送器上定期选取,其数量根据检验项目而定。
4.3 混合料样品,按混制设备特点和工艺规定定期选取。如混合料由皮带输送器输送,可从输送器上
定期取样三份混匀,其数量根据检验项目而定。
4.4 选取的样品应注明其名称、批号、产地、采样日期及采样人姓名;对有疑问的样品,检验后,剩余的
样品应保存三个月,以备复查。
4.5 选取的样品应置于密封塑料袋或非金属有盖容器中。
5 铸造用砂试验方法
5.1 含水量的测定
5.1.1 测定方法
测定含水量采用快速法或恒重法进行。
5.1.2 装置
试验用装置主要有:
a) 红外线烘干器;
b) 电烘箱;
c) 天平:精度0.01g、0.001g。
5.1.3 试样的制备
试样由样品中选取,选取试样的方法采用“四分法”或分样器,不应少于1kg。
5.1.4 程序
5.1.4.1 快速法
称取约20g试样,精确到0.01g,放入盛砂盘中,均匀铺平,将盛砂盘置于红外线烘干器内,在
110℃~170℃烘干6min~10min,置于干燥器内,待冷却至室温时,进行称量。
5.1.4.2 恒重法
称取试样50g,精确到0.001g,置于玻璃器皿内,在温度为105℃~110℃的电烘箱内烘干至恒重
(烘30min后,称其质量,然后每烘15min,称量一次,直到相邻两次之间的差数不超过0.002g时,为
恒重),置于干燥器内,待冷却至室温时,进行称量。
5.1.5 结果的表述
5.1.5.1 含水量按公式(1)计算:
X1=
G1-G2
G1 ×
100% (1)
式中:
X1---含水量的质量分数;
G1---烘干前试样的质量,单位为克(g);
G2---烘干后试样的质量,单位为克(g)。
5.1.5.2 平行测定两次,以两次平行测定结果的平均值作为该试样的测定结果。
5.1.6 允许差
平行测定结果的绝对差值应符合表1的规定。
表1 水分允许差
含水量/% 绝对差值/%
≤0.50 ≤0.02
>0.50 ≤0.05
5.2 含泥量的测定
5.2.1 试剂
焦磷酸钠[13472-36-1]:分析纯,5%溶液。
5.2.2 装置
试验用装置主要有:
a) 专用洗砂杯:容量600mL,高度170mm、外径74mm,带有125mm刻度线;
b) 涡洗式洗砂机:搅拌叶片材质为硅橡胶,厚度5mm,直径21mm;
c) 电烘箱;
d) 天平:精度0.001g。
5.2.3 试样的制备
试样由样品中选取,选取试样的方法采用“四分法”或分样器,不应少于1kg,然后继续采用“四分
法”,直至试样质量为100g左右,并在105℃~110℃烘干至恒重。
5.2.4 程序
5.2.4.1 称取烘干的试样50g±0.001g,放入容量为600mL的专用洗砂杯中,加入390mL蒸馏水和
10mL5%的焦磷酸钠溶液,在1000W电炉上加热,从杯底产生气泡能带动砂粒开始计时4min,冷却
至室温(测定旧砂含泥量时,如不需进行粒度测定,可称取试样20g±0.001g)。
5.2.4.2 将洗砂杯放置于洗砂机托盘上锁紧,搅拌15min,取下洗砂杯,再加入蒸馏水至标准高度
125mm处,用玻璃棒搅拌约30s后,静置10min,虹吸排水(见图1)。
单位为毫米
图1 洗砂杯虹吸位置示意图
5.2.4.3 第二次仍加入蒸馏水至标准高度125mm 处,用玻璃棒搅拌约30s后,静置10min,虹吸
排水。
5.2.4.4 第三次以后的操作与第二次相同,但每次仅静置5min,虹吸排水(若测试结果要求非常精确
时,可根据表2所列不同水温选择静置时间)。这样反复多次,直至洗砂杯中的水达到透明不再带有泥
分为止。
5.2.4.5 最后一次将洗砂杯中的蒸馏水排除后,将试样和剩余的水倒入直径为100mm左右的玻璃漏
斗中过滤,将试样连同滤纸置于玻璃皿中,在电烘箱中烘干至恒重(温度为105℃~110℃条件下烘
60min后,称其质量,然后每烘15min,称量一次,直到相邻两次之间的差数不超过0.002g时,为恒
重)。烘干后置于干燥器内,待冷却至室温时称量,称量后的试样置于干燥器内备用。
表2 不同水温的静置时间
水温/℃ 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
静置时间/s 340 330 315 300 290 280 270 255 240 230 220
5.2.5 结果的表述
5.2.5.1 含泥量按公式(2)计算:
X2=
G3-G4
G3 ×
100% (2)
式中:
X2---含泥量的质量分数;
G3---试验前试样质量,单位为克(g);
G4---试验后试样质量,单位为克(g)。
5.2.5.2 平行测定两次,以两次平行测定结果的平均值作为该试样的测定结果。
5.2.6 允许差
平行测定结果的绝对差值应符合表3的规定。
表3 含泥量允许差
含泥量/% 绝对差值/%
≤0.50 ≤0.02
>0.50~1.00 ≤0.05
>1.00 ≤0.10
5.3 粒度的测定及平均细度的计算方法
5.3.1 装置
试验用装置主要有:
a) 震摆式筛砂机或电磁微震式筛砂机;
b) 铸造用试验筛:应符合JB/T 9156的要求;
c) 天平:精度0.01g。
5.3.2 试样的制备
除特殊注明者外,应选取测定过含泥量的烘干试样。若不需测试含泥量,试样的制备按5.2.3的规
定执行。
5.3.3 程序
5.3.3.1 将震摆式或电磁微震式筛砂机的定时器旋钮旋至筛分所需要的时间位置(如采用电磁微震式
筛砂机筛分时,同时要旋动震频和震幅旋钮,使震幅为3mm)。
5.3.3.2 将测定过含泥量的试样放在全套的铸造用试验筛(其型号、筛号与筛孔的基本尺寸应符合表2
的规定)最上面的筛子(筛号为6)上,若采用未经测定含泥量的试样时,称取试样50g±0.01g。再将装
有试样的全套筛子紧固在筛砂机上,进行筛分。筛分时间12min~15min。当筛砂机自动停车时,松
动紧固手柄,取下试验筛,依次将每一个筛子以及底盘上所遗留的砂子,分别倒在光滑的纸上,并用软毛
刷仔细地从筛网的反面刷下夹在网孔中的砂子,称量每个筛子上的砂粒质量。
表4 铸造用试验筛型号、筛号与筛孔尺寸对照表
型号 SBS01 SBS02 SBS03 SBS04 SBS05 SBS06
筛号 6 12 20 30 40 50
筛孔尺寸/mm 3.350 1.700 0.850 0.600 0.425 0.300
型号 SBS07 SBS08 SBS09 SBS10 SBS11 -
筛号 70 100 140 200 270 底盘
筛孔尺寸/mm 0.212 0.150 0.106 0.075 0.053 -
5.3.4 结果的表述
粒度组成按每个筛子上砂子质量占试样总质量的百分率进行计算。将每个筛子及底盘上的砂子质
量与公式(2)中含泥量试验前后试样的质量差(G3-G4)相加,其总质量不应超出50g±1g,否则试验
应重新进行。
5.3.5 平均细度的计算方法
平均细度的计算方法,按照附录A规定执行。
5.4 酸耗值的测定
5.4.1 试剂
除非另有说明,在分析中所用标准溶液、制剂和制品,均按GB/T 601、GB/T 603的规定制备。使
用确认为分析纯的试剂和符合GB/T 6682所规定的三级水。试验用试剂主要有:
a) 盐酸[7647-01-0]标准滴定溶液:c(HCl)=0.1mol/L;
b) 氢氧化钠[1310-73-2]标准滴定溶液:c(NaOH)=0.1mol/L。
5.4.2 装置
试验用装置主要有:
a) 电子天平:精度0.01g;
b) 磁力搅拌器;
c) 滴定管:50mL;
d) 移液管:50mL;
e) 烧杯:300mL;
f) 表面皿:ϕ320mm;
g) 锥形瓶:500mL;
h) 中速滤纸;
i) 酸度计:分度值0.01pH。
5.4.3 试样的制备
试样由样品中选取,选取试样的方法采用“四分法”或分样器,不应少于1kg,然后继续采用“四分
法”至试样质量为200g左右,并在105℃~110℃烘干至恒重。
5.4.4 程序
5.4.4.1 称取50g±0.01g试样,置于300mL烧杯中,加入50mL蒸馏水(pH=7),然后用移液管加
入50mL浓度为 0.1mol/L的盐酸标准滴定溶液,用表面皿将烧杯盖上,在磁力搅拌器上搅拌
5min,然后静置1h。用中速滤纸把溶液滤入500mL锥形瓶中,并用蒸馏水洗涤砂样品至少5次,每
次30mL,用酸度计测定第5次滤液的pH,若滤液pH=7.0,结束洗涤,否则重复洗涤,直至末次滤液
pH=7.0,最后合并所有滤液,作为试样溶液A。
5.4.4.2 用0.1mol/L的氢氧化钠标准滴定溶液滴定试样溶液A,直至pH=7.0为滴定终点。
5.4.5 结果的表述
5.4.5.1 酸耗值按公式(3)计算:
ADV=(50C1-C2V)×10 (3)
式中:
ADV---酸耗值,单位为毫升(mL);
V ---消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积,单位为毫升(mL);
C1 ---盐酸标准滴定溶液的浓度,单位为摩尔每升(mol/L);
C2 ---氢氧化钠标准滴定溶液的浓度,单位为摩尔每升(mol/L);
50 ---加入盐酸标准滴定溶液的体积,单位为毫升(mL);
10 ---消耗1mmol的NaOH相当于0.1mol/L的HCl标准滴定溶液的毫升数(mL/mmol)。
5.4.5.2 平行测定两次,以两次平行测定结果的平均值作为该试样的测定结果。
5.4.6 允许差
平行测定结果的允许相对偏差不大于10%。
5.5 灼烧减量的测定
5.5.1 装置
试验用装置主要有:
a) 高温箱式电阻炉;
b) 瓷坩埚:容量30mL,外径41mm、高度41mm;
c) 分析天平:精度0.0001g。
5.5.2 试样的制备
试样由样品中选取,选取试样的方法采用“四分法”或分样器,不应少于1kg,然后继续采用“四分
法”至试样质量为50g左右,并在105℃~110℃烘干至恒重。
5.5.3 程序
称取3g试样,精确到0.0001g,置于已恒重(两次灼烧称量的差值≤0.0002g)的坩埚中,放入高
温炉中,从低温开始逐渐升温至1000℃±20℃,保温1h,取出稍冷,立即放入干燥器中,冷却至室
温,称重。重复灼烧(每次15min),称重,直至恒重(两次灼烧称量的差值≤0.0002g,为恒重)。
5.5.4 结果的表述
5.5.4.1 灼烧减量以质量分数X3 计,按公式(4)计算:
X3=
G5-G6
G7 ×
100% (4)
式中:
G5---灼烧前试样和坩埚的质量,单位为克(g);
G6---灼烧后试样和坩埚的质量,单位为克(g);
G7---试样的质量,单位为克(g)。
5.5.4.2 平行测定两次,以两次平行测定结果的平均值作为该试样的测定结果。
5.5.5 允许差
实验室之间分析结果的差值应符合表5的规定。
表5 实验室之间不同灼烧减量条件下的允许差
灼烧减量/% 允许差/%,≤
≤0.50 0.07
>0.50~1.00 0.15
>1.00~5.00 0.20
>5.00 0.50
5.6 圆形度的测定
5.6.1 原理
通过每个颗粒所包含的像素数量,统计出每个颗粒图像的投影面积及周长,根据投影面积计算出与
实际颗粒面积相等的圆的周长。等面积圆的周长与投影图像的周长比值即为圆形度。
5.6.2 装置
干法动态图像粒度粒形分析仪:测量范围30μm~10000μm,放大倍数0.3倍~2倍(标准状态)。
设备示意图见图2。
标引序号说明:
1---底座;
2---镜头;
3---调焦平台;
4---CCD(电感耦合元件);
5---计算机;
6---电磁振动部件;
7---高度调整部件;
8---进样料斗;
9 ---样品槽;
10---落料漏斗;
11---落料筒;
12---玻璃观察口;
13---光源;
14---收样抽屉;
15---试样流。
图2 干法动态图像粒度粒形分析仪设备示意图
5.6.3 试样的制备
试样由待测样品中采用“四分法”或分样器选取,不应少于1kg,然后继续采用“四分法”选取,直至
试样量为100g左右。如试样水分含量(质量分数)大于0.3%时,应在105℃~110℃烘干2h。
5.6.4 程序
5.6.4.1 测试检查
开启仪器,确认仪器的状态是否正常。
5.6.4.2 仪器标定
重新安装软件、更换显示器、显示卡、电荷耦合器件相机(CCD摄像机)时应进行系统标定,开启仪
器的标定程序进行标定。
5.6.4.3 进样
将仪器的进样料斗和收样抽屉清理干净,把制备好的样品倒进仪器料斗中,样品颗粒不低于1万
个,打开测试软件,点击软件中“料斗上移”“料斗下移”来调整料斗高度,点击“+”“-”来调节振动频
率,使样品均匀平铺在样品槽上,以保证进料均匀,准备测试。
5.6.4.4 测试
根据仪器提示,设置相关参数,输入放大倍数,调节灰度,使图像显示在110~130之间,圆形度检测
需要剔除细小颗粒(粒度≤0.075mm),输入合适的清晰度过滤值(50~60),点击“开始测试”,仪器进入
测试状态,测试中仪器自动删除不符合设置参数的颗粒,保证进样料斗和样品槽上样品颗粒全部散落到
收样抽屉且颗粒数不低于1万颗后,方能结束测试,测试结束后点击“保存”,采集数据。
5.6.4.5 结果表示
在仪器报告中读取“最大圆形度”“最小圆形度”“平均圆形度”,作为结果记录。平行测定三次,允许
相对偏差不大于1%,启用仪器的数据合并功能,以三次结果的平均结果作为最终结果。
5.7 电导率的测定
5.7.1 原理
电导率是物体传导电流的能力。电导率测量仪的测量原理是将两块平行的极板,放到被测溶液
中,在极板的两端加上一定的电势(通常为正弦波电压),然后测量极板间流过的电流。根据欧姆定
律,电导率(G)是电阻(R)的倒数,是由电压和电流决定的。
5.7.2 试剂和材料
去离子水:电导率需要低于10μS/cm。
5.7.3 装置
试验所需装置如下:
a) 电导率检测仪;
b) 加热搅拌器;
c) 圆底烧瓶:250mL,带回流冷凝器;
d) 烧杯:150mL;
e) 温度计。
5.7.4 程序
把搅拌磁棒放入250mL圆底烧瓶。称量50g±1g的砂,放入圆底烧瓶,倒入100mL±10mL去
离子水,将盛有砂子和磁棒并带有回流冷凝器的圆底烧瓶放到磁性加热器上,加热回流20min±
1min,旋转速度介于240r/min~300r/min之......
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