行业新闻 News
联系我们 Contact
膨润土和型砂性能之间有什么关系当前位置:首页 > 行业新闻

 冶金铸造用膨润土在膨润土的应用中占有很大比例,年用量约120万吨。膨润土在铸造中的应用主要是在粘土胶结砂中,与普通砂相比,膨润土在砂和水中的含量较少,因此具有高渗透性、低气密性、湿压强度高、高温湿态下的物理化学性能稳定等特点,铸件中不易产生空隙、气孔等缺陷,且具有较高的塑性,可防止铸件夹砂、结疤、叶轮、砂型滑坡等现象。膨润土以其明显的优越性在许多国家的铸造中得到了广泛的应用。铸造用膨润土可分为钙基膨润土和钠基膨润土。钠基膨润土分为天然钠基膨润土和人工钠基膨润土。近年来,人工钠基膨润土因其砂湿抗压强度、热湿抗拉强度和水化性能不如人工钠基膨润土而成为铸造行业应用最广泛的粘结剂,天然钠基膨润土的生产成本远高于人工钠基膨润土。

为使铸造生产企业生产膨润土,控制人工钠化膨润土产品质量,对膨润土的一些理化指标和铸造砂的工艺性能进行了测试和分析。结果表明,膨润土的某些物理化学性质与膨润土浇铸湿模的性能密切相关,对型砂的质量有很大影响。通过实验分析了相关指标的性能。
1。膨润土的吸蓝性与型砂湿抗压强度
1吸蓝:蒙脱石是膨润土的主要成分,即多少代表了膨润土中蒙脱石有效成分的高低,目前膨润土加工企业的检测手段也不能直接检测膨润土中蒙脱石的活性成分含量,只能用其他方法间接测定膨润土中蒙脱石的含量。由于蒙脱石对亚甲基蓝的吸附能力较弱,而其他粘土矿物对亚甲基蓝的吸附能力较弱,因此蒙脱石的含量可以通过膨润土吸附亚甲基蓝的量间接获得。
2。湿强度:膨润土粘结剂和铸造砂和掺合水按一定比例混入砂混合器辊中一定时间后,确定合适的固结率,将砂系在系统样机上作为标准试样,并在湿强度试验机上进行试验,含有混合水压力的试样需要产生爆裂的湿强度。根据铸造合金的种类、铸造尺寸、型砂紧实方法、成型方法、表面干燥等,对型砂的性能要求不同,因此,对型砂的湿抗压强度要求也不尽相同。
3。结果与分析:通过以上分析我们看到,膨润土的吸蓝量与其砂的湿强度总体上呈正比例关系,高吸蓝量的膨润土用于型砂的湿抗压强度。吸蓝率低的砂湿强度也高。而同一种吸蓝膨润土在湿压强度上并不完全相同,且组分与膨润土的性质、类型有一定的关系。通过以上关系,我们在生产湿强度高的膨润土产品时,会首选吸蓝率高的膨润土,如果没有吸蓝率高的膨润土,就会对低品位的膨润土进行提纯,以适应生活生产的需要。
 
2:膨润土的膨润值与型砂的热湿拉强度
1。膨胀值:膨胀值是判断膨润土性质、钠化程度和热湿结合性能的指标。膨润土与水充分混合后,加入一定量的电解质盐,形成的凝胶体积的毫升数称为溶胀值。试验方法为:膨润土粉在105~110℃干燥2小时,然后在烘干机中冷却备用。首先用研磨塞向量筒(100ml)中加入75ml蒸馏水。称取3克干膨润土粉。加入装有蒸馏水的量筒中,用力摇晃5分钟,使膨润土均匀分布在水中。如果有小团块,应延长震动时间,直到团块消失。加入浓度为1mol/L的NH4Cl溶液5ml,加蒸馏水至满刻度100ml。摇动1分钟形成均匀的悬浮液。钠基膨润土应分几批加入水中,否则很难摇匀。静置24小时后,读出沉淀(凝胶)界面的标度值,用ml/3g或ml/g表示,即膨润土的膨胀值。
2。型砂热湿抗拉强度:型砂试样一端加热,表面型砂含水量蒸发,向内迁移冷凝,形成低抗拉强度的高水层后,测定为热湿抗拉强度。仪器原理:样品筒结构为组合式。端部有一开口浅环,中间部分为样品筒环,另一端为连接筒。砂样在专用样缸内冲孔,留在浅环和样缸环内。在试验过程中,将托盘和连接筒拆下,以便将浅环的端部向下推至仪器的指定位置,在该位置可使用导轨夹紧浅环的法兰。将320±10℃的加热板升高,使与试样端面直接接触的型砂试样紧固。加热20s后,水向上迁移,在浅环与样品筒环的连接面上形成一个热和湿度强度较低的高水凝结区。仪器的力传感器通过吊架将样品筒环上方的环形法兰提起。当它被拉时,型砂会从最弱的部分脱落。测量的最大拉伸应力除以截面面积是热湿拉伸强度。
3。结果与分析:由上表及长期试验可知,膨润土的膨胀值与型砂的热湿抗拉强度成正比,同一膨润土的膨胀值及热湿抗拉强度随其钠化程度的增加而增大,膨胀值和热湿拉伸强度随膨胀值的增大而增大,膨胀值与热湿拉伸强度呈良好的线性关系。蓝色吸附量反映膨润土的纯度,膨胀值反映膨润土的吸附程度。膨润土的吸蓝率越高,膨润土的纯度越高,湿粘强度越高。膨润土膨胀值越高,膨润土的吸附程度越高,膨润土在湿热状态下的粘结力越大。而铸造厂关注的膨润土质量主要是湿粘和热粘,因此只有吸蓝膨胀值高的膨润土才是湿砂的理想粘结剂。
 
3铸造用膨润土的钠化与型砂的复用性
1膨润土钠化:目前铸造用膨润土的人工钠化方法有挤压法、码钠化法、滚轮式钠化法、双螺旋钠化法等,在铸造用膨润土的生产中,挤压法是最常用的方法。挤出法是在蒙脱石粘土中加入改性剂,施加一定的压力,使蒙脱石粘土分离,加速Na+交换Ca2+的过程。同时,部分机械能在挤出过程中转化为热能,提高反应温度。在挤压作用下,结晶层之间和粘土颗粒之间的相对运动导致了分离,增加了Na+离子的接触面积,有利于钠化。此外,挤压还使蒙脱石晶体产生断裂键,有利于对电荷Na+的吸附和蒙脱石的水化,加上场堆老化一定时间,大大提高了膨润土的水化性能
2可重复使用性:2膨润土在不同温度下加热后,粘结力会有不同程度的下降。膨润土对型砂毛坯具有耐高温、不丧失粘结性能、可重复使用等优点。膨润土具有良好的回用性,在铸造生产过程中,所生产的无模粘土,再加入砂的使用量较少,所以砂的渗透性好,铸件所生产的不合格品的几率相应降低。减少也有利于降低生产成本。
3钠化程度和可重复使用性:将熔融金属注入铸造模具时,靠近铸件表面的砂被加热到800°c以上(一些有色合金达不到该温度)。不管你用什么膨润土,这段沙子里的膨润土都会变成死粘土。一些死粘土与型砂一起附着在铸件表面,被铸件带走,而另一些则留在再生砂中。除了制造大型铸件外,大多数型砂在铸造过程中都达不到这个温度。但由于不同铸造厂生产的膨润土,结晶水的去除温度不同,结晶水的去除率也不同。即使在与铸件不直接相邻的砂中,更多的膨润土也会失效,变成死粘土。如果粘土的使用不易去除晶格水,死粘土的产量就会减少。这里提到的点阵水与可重用性密切相关。在相同条件下,产生的死土少,可再利用性好,使用次数多,生产成本相对较低。
4结果与分析:钠基膨润土用于铸造的高、低回用性主要与膨润土矿物本身的组成、类型及性质有关,与钠化程度有关。同一批次的钠化越彻底,产品的可重用性就越高。这两个因素决定了钠基膨润土的可重复利用性。
 
4铸造用膨润土干燥温度,水份控制与型砂性能
干燥温度对膨润土的影响:膨润土具有一个重要的特性,即具有一定的耐热性。只要加热温度不太高,只要加水,没有游离水的膨润土仍能恢复粘度。膨润土的粘结性只有在加水后才能显现。膨润土的粘结力损失也与其脱水有关。到目前为止,人们认为膨润土中存在三种形式的水:一种是游离水,即膨润土颗粒吸附的水。当加热到100℃以上时,可以除去游离水。这两种水是牢固结合的水,在110℃下长时间加热,膨润土能完全去除游离水,但不能牢固结合。膨润土已经完全去除了游离水,在较高的温度下(例如,200°c、300°c)将继续失重,这表明仍然存在失水现象。经过加热脱水后,只要加水,膨润土就能完全恢复粘结能力。这三种水是晶格水,又称结构水。晶格水只有在相当高的温度下才能部分或完全去除。膨胀水的晶格水除去后,失去粘结能力,变成死粘土。不同膨润土,粘结温度损失不同。差热分析表明,天然钠基膨润土的破坏温度为638℃,钙基膨润土的破坏温度为316℃。人工活化钠基膨润土具有不同的活化条件和破坏温度,但均低于天然钠基膨润土。可见,粘土胶结砂中有两种膨润土,一种是有效膨润土,另一种是死粘土。死粘土越多,粘砂性能越差。钠基膨润土在600℃以下加热时,其粘结性能基本不受影响。当加热温度超过600℃时,结合能力迅速丧失。加热到700℃以上,几乎完全丧失了粘结能力。钙基膨润土在100℃以上,慢慢开始失去粘结能力。加热温度再次升高,粘结能力的丧失越来越明显。人工活化钠基膨润土在使用初期的破坏温度仅略低于天然钠基膨润土。经过多次反复加热,接近钙基膨润土。因此,人工钠化膨润土的干燥温度对产品性能有很大的影响
copyright©2017志超膨润土厂家