粘土湿型砂的根本构成成份是硅砂、膨润土和水。为了革新型砂的机能，一些附加材料的效用也是特别首要的。跟着工艺手艺的进取，和对处境守护和铸件品质的请求不休升高，此后还应当不休开辟新的种类。
1、煤粉
锻造用煤粉则是由烟煤中的肥煤或焦煤制成的。
（1）烟煤加热时产生的百般变动
烟煤受热时，首先是脱除水份，尔后产生分解、析出蒸发分，其分解大要上可分为4个阶段。
第一阶段℃如下，脱除水份并释放小批CO2，此阶段的反映速度低。
第二阶段～℃，除延续释放水蒸汽和CO2外，开端释放CO，并有微量焦油析出，可觉得是热解开端阶段。
第三阶段～℃，分解反映的速度增高，分解产品主假如低分子量烃类和其余有机化合物，焦油根本上都在这一阶段析出。烟煤还要阅历一个软化-熔融-固化的历程，和体积紧缩-膨胀-再紧缩的历程。
大略在～℃之间，烟煤慢慢软化，并伴有着体积紧缩。从此开端熔融，液相慢慢加多，产生固、液、气三相搀和的胶质体。初期，由于析出的气体不休加多，胶质体体积火速膨胀，气体析出到必然程度后，析出量锐减，胶质体的体积也随之紧缩。末了，胶质体固化成为多孔性固体，称为半焦。整体上，烟煤在这一阶段中的体积变动见图1。
C－初期的体积紧缩；S－随后产生的体积膨胀；D－总的体积膨胀
图1烟煤加热历程中的体积变动
第四阶段℃以上，延续析出百般气体，包罗水蒸汽、CO2、CO、H2、甲烷、乙炔和氨，并由半焦变化成焦炭。
第三、四两阶段产生的气体大概在酷暑的固体表面上凝集，产生含碳量高的石墨状薄膜，每每称之为亮光碳。百般烃类物资中，馨香烃最易于热解而生成亮光碳。
（2）粘土湿型砂中煤粉的效用
粘土湿型砂中列入煤粉，其在铸件成形历程中的效用首要有4个方面：
１）铁液注入砂型后，使型砂中的煤粉受热分解，所释放的复原性气体在型腔中能防备铁液氧化，防备铸件表面产生FeO，这对于防备黏砂毛病有特别首要的效用；
２）铁液注满型腔后，型内氛围为复原性氛围，在这类前提下，煤粉析出的烃类气体，会凝集于铸型表面，产生亮光碳膜，能防备黏砂并使铸件外貌显然；
３）挨近金属-铸型界面处，型砂中的煤粉受热而产生焦化反适时，先软化并产生体积紧缩，尔后再膨胀。煤粉的软化温度与石英的相变膨胀温度大略类似，能够容让砂粒的膨胀。于是可防备铸件上涌现夹砂、鼠尾之类的膨胀毛病，并革新铸件尺寸的不乱性；
４）煤粉焦化时产生体积膨胀，能充塞铸型表面层砂粒间的缝隙，使铁液及产生的易熔硅酸盐难以渗入，进而革新铸件的表面品质。同时，离开铸型表面必然间隔处仍旧能坚持应有的透气性。
（3）对于煤粉的粒度请求
多年来，我国锻造行业习惯于用细煤粉，相关准则对锻造用煤粉的粒度请求是：“应有95％以上的颗粒经过0.mm的筛孔（即目筛）”。如此的煤粉大要上相当于本国的超细煤粉。在本日广泛采纳高压外型装备的前提下，不做详细剖析地广泛采纳超细煤粉其实很不恰当，这方面是亟待矫正的。
煤粉的粒度应按照铸件的尺寸和分量采用，同时也要思量外型装备的情景。普遍说来，粘土湿型砂中所用的煤粉，粒度应细于原砂的粒度，但也不宜细致。如临盆袖珍铸件，对表面品质的请求又较高，可采纳较细的砂粒，配用细煤粉或超细煤粉，但这并不是老例的情景。跟着铸件尺寸的增大，就以采纳较粗的粒状煤粉为好。
煤粉太细，大概带来许多题目，如：
1）蒸发分易于释放，进而影响操纵功效；
2）储、运历程中易于氧化，还大概产生自燃；
3）加料历程中浅显被排尘系统吸走，影响型砂品质的不乱性；
4）屡屡浇注后，因受热界面大而烧蚀的量较大，致使煤粉的用量大，且使型砂中的含泥量加多。
近30年来，高压外型装备的运用日趋广泛。对于高压外型装备，不论程度分型或笔直分型，型砂中都应采纳粗粒的煤粉。如此，一方面能够合适升高铸型的透气本事，削减铸件产生的气孔毛病；另一方面，采纳粗煤粉，浇注时蒸发分的释放缓解，型砂中的灰分削减、复用机能革新，对于坚持型砂机能的不乱有很好的效用。
假设加入系统砂的芯砂数目较多，致使型砂的整体粒度偏粗，为防备铸型的透气本事太高，在这类情景下，可思量采纳略细一些的煤粉。
总之，不管铸件特色和临盆前提怎么，完全采纳95％以上经过目筛的煤粉是欠妥的，指望能经过实验、钻研，尽量地变化这类情况。
自然，煤粉的粒度也不能太粗。英国事最先在粘土湿型砂中配用煤粉的国度，他们按照多年操纵的阅历，觉得不能用粒度为1mm或以上的煤粉，不然铸件浅显涌现气孔毛病。同时，英国也很少采纳太细的煤粉。
英国首要的煤粉供给厂商JamesDurrans父子公司供给的5种锻造用煤粉的粒度散布情景见表1。
表1JamesDurrans父子公司供给的5种锻造用煤粉的典范粒度散布（％）
筛号（筛孔尺寸mm）
粗75
粗
中等
细
超细
30目筛上（＋0.）
10
10
3
1
－
72目筛上（＋0.）
40
30
17
6
2
目筛上（＋0.）
15
12
12
8
3
目筛上（＋0.）
25
23
23
25
15
经过目筛（－0.）
10
25
45
60
80
注：表中筛号为英国准则筛号。
美国AmericanColloid公司在其为锻造厂供给的膨润土-煤粉预混估中所用煤粉的粒度散布见表2。
表2美国AmericanColloid公司膨润土－煤粉搀和估中所用煤粉的粒度散布
筛号
20
30
40
50
70
底盘
停顿量（％）
1～2
5～6
10～12
13～15
14～16
14～16
11～13
7～9
4～6
16～18
注：表中筛号为美国AFS准则筛号，与我国业余准则JB/T－“锻造用准则筛”划定的类似。
我国锻造用煤粉粒度规格的拟定，还需求按照不同临盆前提下的本质实验数据举办优选，需求煤粉临盆企业与锻造企业协同竭力。普遍说来，锻造用煤粉颗粒的尺寸应在40目到目之间，以不同的粒度级配拟定几多招牌，以适应不同锻造企业的需求。
煤粉临盆企业为临盆粒状煤粉，在装备方面大概要做较大的调动，如装设旋流式粒度分级装备和粒度级配安装等。
（4）对煤粉的其余品质请求
对煤粉的品质请求有蒸发分、灰分、硫含量、水份、焦渣特点、亮光碳析出量等项目，我国业余准则JB/T－8《湿型锻造用煤粉》中都有划定，即使某些目标仍有进一步的探究的须要，由于篇幅所限，此次就不详细商议了。
这边要提到的是氯化物含量。前方曾经谈到，电解质会影响膨润土的黏结机能。假设煤粉中含有较多的氯化物，就大概影响膨润土在型砂系统中的效用，使型砂的湿抗拉强度显著下降。海外划定优良煤粉中氯化物含量不超越0.15%。咱们的准则在这方面没有划定，此后是不是也有须要举办一些谋求和钻研？
2、淀粉
铸铁件临盆方面，小量情景下，为升高铸型中水份凝集层的强度、革新铸件表面品质，可在粘土湿型砂中列入1%左右的淀粉。铸钢用的粘土湿型砂中不能列入煤粉，列入小批淀粉每每是老例的办法。
粘土湿型砂中的淀粉，以能溶于水中起粘结效用的淀粉最佳。
按制淀粉的资料分辨，可分为地上淀粉和地下淀粉。前者如玉米粉，面粉；后者如土豆粉、番薯粉。地上淀粉对照不乱，锻造行业宜采纳地上淀粉。
按淀粉的水溶性和加工历程分辨，有α淀粉和β淀粉。
β淀粉是未经责罚的生淀粉，不溶于水或略溶于水，用于粘土湿型砂中效用不大。
α淀粉是将生淀粉和水调成悬浮液，尔后加热糊化，并使之赶快冷却、磨细而制成的。α淀粉溶于水中即成糊状，适协做湿型砂中的附加剂。
用β淀粉制α淀粉时，恰当的糊化温度为86～87℃，α淀粉的缔造法子见图２。
图２α淀粉缔造法子示用意
3、聚苯乙烯珠粒
20世纪70年月，美国、那时的联邦德京师有锻造厂在粘土湿型砂中配加聚苯乙烯珠粒，以庖代煤粉。聚苯乙烯的亮光碳析出量是煤粉的9～11倍，型砂中列入1％，就有很好的防黏砂本事。
煤粉遭到金属液的高温效用后，在型砂中残留焦炭粒和灰分。这些都是吸水本事很强的物资，列入轮回操纵的系统砂中的水份，先被这类多孔性物资吸取，尔后才潮湿膨润土，于是不得不使型砂中保有较高的水份。聚苯乙烯受高温效用后险些统统气化，没有残留物，用以庖代煤粉，可响应下降型砂中所需的水份，也有益于革新型砂起伏性。
聚苯乙烯珠粒是润滑的球体，列入型砂后能够革新型砂的起伏性，使其易于舂紧。德公有一家临盆风冷鼓动机铸铁件的锻造厂，用高压外型线外型，系统砂是加煤粉的粘土湿型砂。临盆缸体铸件时，容貌上有一不大的凹下，取模时吊砂不易脱出。为处分此题目，专配一种只含聚苯乙烯珠粒、不含煤粉的型砂，在模板加入外型机过去，由人为将其填入凹下。成绩，不但取模便利，况且铸件凹下部位的表面光洁。
粘土湿型砂中庖代煤粉的的聚苯乙烯珠粒，粒度为0.15mm左右，列入量普遍为1％。
用聚苯乙烯珠粒的弱点是临盆成本有所增高，况且铸件浇注后释放无益气体。然而，假设可是个别敷用，这两方面的题目都不大
4、石墨粉
初期，手工外型用的粘土湿型砂是不加煤粉的，为革新铸件的表面品质，工人都在铸型表面涂石墨粉。石墨粉受高温效用后即使不产生亮光碳，但可产生复原性氛围，有益于防备粘砂毛病。再则，石墨不易被铁液潮湿，能灵验地防备铁液渗入砂粒之间的空隙。
别的，石墨粉的耐用性远优于煤粉，用石墨粉庖代煤粉，型砂的水份也可合适下降。
当前，美国、日本都有锻造厂在粘土湿型砂顶用石墨粉庖代煤粉，用法有两种：
一是在混砂时列入，所用的石墨粉是微晶石墨（过去称为土状石墨），列入量普遍为0.3～0.5％；
二是做为脱模剂，喷涂在容貌表面上，外型后，脱模时迁徙到砂型表面。
5、短纤维类物资
粘土湿型砂中列入木屑的阅历早已有之，其因此能防备黏砂毛病，主假如两种效用：
一是在逼近铸件的表层，木屑热解、焚烧，有益于产生复原性氛围，况且木屑焚烧后留有硅砂膨胀的空间；
二是用于背层的型砂中，木屑纤维有巩固型砂的效用。
粘土湿型砂顶用木屑庖代煤粉，多用于临盆袖珍铸钢件。由于过去不太提防煤粉释放无益气体的题目，在临盆铸铁件方面未能推行运用。
比年来，由于对无益气体排放的束缚日趋老成，美国锻造行业对此特别器重，又转而提防木屑的运用。当前，所用的材料主假如经毁坏的玉米芯粉、秸秆粉和木粉。由于这类材料都是可更生资本，特别因价值廉价而遭到喜爱。
据报导，美国西北部一些临盆汽车用灰铸铁件和球墨铸铁件的锻造厂，已胜利地用以部份庖代煤粉（40％左右），能够灵验地防备铸件产生膨胀毛病。在个中的一个锻造厂所做的测定讲明：煤粉统统由木粉庖代后，浇注后无益气体的浓度下降74％；以木粉庖代40％的煤粉后，无益气体的浓度下降42％。
木粉热解、焚烧产生的无益气体很少，齐全用以庖代煤粉后，之因此仍有26％的无益气体，是由于锻造厂采纳冷芯盒工艺制芯，落砂时有部份芯砂加入轮回操纵的旧砂中，浇注后芯子和型砂中含有的芯砂会析出无益气体。
6、用更生植物油庖代煤粉
日本某公司，从上世纪70年月起，就发端钻研更生回用的植物油在粘土湿型砂中的运用。在实验钻研的底子上，确认其功效优越后，经试制阶段慢慢夸大其操纵界限。从年开端，在临盆中通盘用更生植物油庖代粘土湿型砂中的煤粉。到6年，用新工艺临盆的铸铁件累计已有.4万吨，据报导，在处境守护、革新型砂机能和升高铸件品质方面，都取患了优越的功效，其阅历值得我国锻造行业鉴戒。
植物油的价值即使高于煤粉，但所用的是废除植物油经更生责罚后的产品，价值廉价。
用更生植物油庖代煤粉的功效浅显地详情如下：
1）处境守护方面CO2排放量大幅度削减；SO2排放量削减；加入型砂和大气中的粉尘都显然削减。
2）革新型砂机能方面更生植物油列入量在0.8％如下，型砂的强度略有升高；型砂的起伏性革新，铸型易于舂实；制得的铸型表面不乱性好。
3）产品铸件的品质方面铸件的尺寸精度升高；铸件的表面品质革新。
（做家：华夏锻造协会李传栻）
根源：互联网
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