铸造膨润土的性能、指标及用途
铸造膨润土是用于金属铸造工艺中的一种特殊膨润土，它主要用于铸造砂的配制，以改善铸造砂的成型性、耐高温性、气密性等性能。铸造膨润土通常是钠基膨润土，因为它具有优异的膨胀性和粘结力，可以提高铸件的表面质量和铸造精度。
1. 铸造膨润土的性能
铸造膨润土具有多种优良性能，这使其在铸造工业中广泛应用，特别是砂型铸造过程中。其主要性能包括：
· 优异的粘结性：铸造膨润土具有较强的粘附性，可以增强铸造砂的结合力，确保砂型在铸造过程中的强度和稳定性。
· 良好的膨胀性：膨润土的膨胀性使其在加热过程中能够吸水膨胀，从而形成更加坚固的铸型结构，避免铸型在铸造过程中变形或塌陷。
· 耐高温性：铸造膨润土具有较强的耐高温性能，这对于铸造过程中需要承受金属熔融温度的砂型至关重要。
· 流动性和可塑性：铸造膨润土具有良好的流动性和可塑性，能够在铸型中均匀分布，且不容易发生破裂或裂纹。
· 气密性：铸造膨润土能够提供较好的气密性，防止铸型内部气体排出不完全，造成铸件表面缺陷。
2. 铸造膨润土的指标
铸造膨润土的质量和性能通常通过多个指标进行评价，确保其在铸造过程中的效果。以下是常见的铸造膨润土性能指标：
· 粘度：粘度是衡量膨润土在铸造砂中的分散性和适应性的指标，通常采用流变仪测试。
o 一般要求铸造膨润土的粘度保持在一定范围，确保砂型能够稳定成型，不容易变形。对于一般的铸造应用，粘度通常要求为35-45 cP。
· 水分含量：铸造膨润土的水分含量对其性能有较大影响，过高的水分含量会导致砂型不稳定，过低则可能影响粘结性。
o 通常要求铸造膨润土的水分含量为10%-15%，过高或过低都可能影响砂型的质量。
· 烧失量（LOI，Loss on Ignition）：烧失量是指膨润土在高温下燃烧或分解的物质含量。它反映了膨润土中有机物的含量，影响铸件的表面质量。
o 通常要求铸造膨润土的烧失量不超过8%-10%。
· 塑性指数：塑性指数是膨润土塑性的一项重要指标，塑性指数较高的膨润土更适合于铸造砂的使用。塑性指数通常要求在5-15之间。
· 耐火度：铸造膨润土的耐火度是衡量其能承受高温的能力。耐火度较高的膨润土能够在熔化金属高温下保持稳定。
o 铸造膨润土的耐火度通常要求达到1300°C-1400°C以上。
· 溶解性：铸造膨润土的溶解性决定了它在水中的分散性，溶解度过大可能导致砂型粘结性差。通常要求溶解度较低，以确保较好的砂型质量。
· 砂型强度：在铸造过程中，膨润土与铸造砂混合后形成的砂型强度需要足够高。砂型强度的测试通常采用抗压强度来衡量，标准通常要求砂型的抗压强度不低于3-5 MPa。
3. 铸造膨润土的用途
铸造膨润土的主要用途是作为铸造砂的添加剂，广泛应用于金属铸造过程中的砂型和砂芯制作。其主要用途包括：
(1) 砂型铸造
在砂型铸造过程中，铸造膨润土作为砂型砂的粘结剂，能够增强砂型的强度和稳定性。膨润土的粘结性使得砂粒之间能够紧密结合，形成稳定的砂型，避免在铸造过程中型壳崩裂或变形。
· 铸件表面质量：铸造膨润土能够在铸造过程中防止金属液体与砂型的反应，减少铸件表面的缺陷，如气孔、裂纹等。
· 型芯制作：铸造膨润土也用于型芯的制作。通过将膨润土与砂混合后，型芯能够在铸造过程中提供适当的支撑力和抗压强度。
(2) 铸造砂的生产
铸造膨润土通常作为铸造砂的关键成分之一，与其他成分（如硅砂）混合形成铸造砂。铸造砂在铸造过程中用于形成铸型，膨润土的加入使得铸造砂的可塑性、可操作性、气密性和耐高温性能得到了显著提升。
· 调节砂型硬度：膨润土的粘结性增强了砂型的硬度，使其能够承受熔融金属的高温压力，同时维持砂型的形状。
(3) 砂芯铸造
砂芯铸造是通过使用砂芯来形成铸件内部的空腔或复杂结构。铸造膨润土是制作砂芯的核心原料之一，它不仅增强了砂芯的强度，还改善了砂芯的耐热性和气密性。
· 砂芯的稳定性：膨润土提高了砂芯的稳定性，防止在高温铸造过程中砂芯发生破裂，确保铸件的内部形状准确。
(4) 铸造中的气密性和气体排放控制
铸造膨润土在铸造过程中能够提高砂型的气密性，防止铸型中的气体排放不完全导致铸件的气孔缺陷。同时，膨润土的耐高温性能确保在高温下气体的排放不会影响铸件质量。
· 气体排放控制：铸造膨润土能够有效防止铸造过程中气体的残留，减少气孔和铸造缺陷。
(5) 绿色铸造（环保铸造）
随着环保法规日益严格，绿色铸造成为行业发展的重要趋势。铸造膨润土的环保性能使其成为一种重要的绿色铸造材料。
· 减少污染物排放：铸造膨润土的使用能够减少铸造过程中有害气体的排放，符合现代铸造行业对环境保护的要求。
总结
铸造膨润土是一种用于金属铸造工艺中的重要原料，特别适用于砂型铸造和砂芯铸造。其主要功能是提供优异的粘结性、耐高温性、气密性和可塑性，从而确保铸件的表面质量和成型精度。铸造膨润土的性能指标，包括粘度、烧失量、水分含量、塑性指数等，直接影响铸件的生产质量。在实际应用中，铸造膨润土广泛用于铸造砂的生产、砂型和砂芯的制作，成为金属铸造不可或缺的关键材料。
