为了使铸造用膨润土生产企业,控制好人工钠化膨润土的产品质量,我们对膨润土的一些理化指标与铸造型砂的工艺性能进行试验分析。通过试验分析表明,膨润土的一些理化指标与膨润土的铸造湿型的性能有着密切的关系,而且对型砂的质量影响较大。下面就相关指标性能分别作以试验分析。
膨润土的吸蓝量与型砂的湿压强度:膨润土的主要成分是蒙脱石,也就是说蒙脱石的多少代表着膨润土中有效成分的高与低,现在膨润土加工企业的测试手段还不能直接检测膨润土中有效成分蒙脱石含量,只能用其它方法间接来求得膨润土中蒙脱石的含量。由于蒙脱石能够吸附亚甲基蓝,而其它黏土矿物对亚甲基蓝的吸附能力较弱,所以人们用膨润土吸附亚甲基蓝量的多少来间接求得蒙脱石含量。
湿压强度:膨润土粘结剂与铸造用型砂与调合水按一定比例在混砂机中进行混辗一定时间,测定其合适的紧实率下,将混砂在制样机上制成标准试件并在湿压强度仪是测试,这种含有调合水的试件产生破裂所需的压力就是该试件的湿压强度。根据铸件合金的种类,铸件的大小,砂型紧实方法,造型方法,以及表面风干情况的不同,对型砂的性能提出不同的要求,因而,对型砂的湿压强度要求也就不一样。
膨润土吸蓝量与其型砂的湿压强度整体上是呈正比例关系,吸蓝量高的膨润土用于型砂粘结剂的湿压强度也好.吸蓝量低的其型砂的湿压强度也次之.而同一吸蓝量的膨润土其湿压强度并不是完全相同,,这与膨润土的组分,属性,属型有一定的关系.通过上述关系,我们在生产高湿压强度的膨润土产品时,就要首选择高吸蓝量的膨润土,如果没有高吸蓝量的膨润土,就要对低品位的膨润土进行提纯,以适应生产的需要.
膨润土的复用性:膨润土受到不同温度加热后,粘结力会有不同程度的下降.膨润土在型砂模件上,能承受高温而不失去粘结性能的能力大小称其为复用性.复用性好的膨润土,在铸造生产过程中,产生的废物就少,同时在型砂再次使用中添加的量就少,因而型砂的透气性就好,铸件产生不合格产品的几率相应降低。用量少也有利于降低生产成本。
膨润土有一个重要的特点,就是它具有一定的耐热能力。只要加热温度不太高,脱除了自由水的膨润土只要加水,仍能恢复粘能力。膨润土的粘结能力只有在加水以后才能表现出来。膨润土失去粘结能力,也与它的脱水有关。到目前为止,认为膨润土中的水分有三种形态:一种水是自由水,即膨润土颗粒吸附的水,加热到℃以上,就可脱除自由水,脱除了自由水的膨润土,粘结能力不受影响;二种水是牢固结合水,℃下长时间加热,膨润土可完全脱除自由水,但不会脱除牢固结合水。已完全脱除自由水的膨润土,再在较高的温度(如℃,℃)下加热仍会继续减重,说明仍有水分损失。
膨润土经这样加热脱水后,只要加水,能完全恢复粘结能力;三种水是晶格水,也有人称之为结构水。晶格水只有在相当高的温度下才能部分或全部脱除。膨润水的晶格水脱除以后,即丧失粘结能力,成为死黏土。不同的膨润土,丧失粘结能力的温度不同。由差热分析实验证明:一般来说,天然钠膨润土的失效温度为℃,钙膨润土为℃。人工活化的钠膨润土,由于活化条件各异,失效温度不一,但都低于天然钠膨润土。
由此可见,黏土粘结砂中存在2种膨润土,第1种是有效膨润土,第2种是死黏土。死黏土越多,黏土粘结砂性能越差。钠膨润土在℃以下加热,它的粘结能力基本上不受影响。加热温度超过℃,就急剧地丧失粘接能力。加热到℃以上,差不多完全丧失了粘结能力。钙膨润土在℃以上,就开始缓慢地失去粘结能力。加热温度再提高,粘结能力的丧失就越来越明显。人工活化不好的钠膨润土,在最初使用时,失效温度仅略低于天然钠膨润土,几次反复加热后,就与钙膨润土相近。所以说人工钠化膨润土的干燥温度对产品的性能有较大的影响。