冶金鑄造用膨潤土在膨潤土應(yīng)用中所占的比例較大,每年用量約為120多萬噸。膨潤土在鑄造方面的應(yīng)用主要體現(xiàn)于粘土粘結(jié)砂中，與普通型砂相比較，膨潤土砂中的膨潤土與水分都少，因而透氣性高，發(fā)氣量少，而濕壓強度卻較高，高溫濕態(tài)條件下物理化學(xué)性能穩(wěn)定，使鑄件中不易產(chǎn)生砂眼與氣孔等缺陷，而且具有可塑性高，可遏止鑄件夾砂，結(jié)疤，掉塊，砂型塌方等現(xiàn)象。由于膨潤土具有明顯的優(yōu)越性，因而在世界各國的鑄造中已得到廣泛的應(yīng)用。鑄造用膨潤土主要分為鈣基膨潤土與鈉基膨潤土兩大類。而鈉基膨潤土又分天然鈉基膨潤土與人工鈉化膨潤土兩種。由于天然鈉基膨潤土的型砂濕壓強度與熱濕拉強度及水化性能不如人工鈉化膨潤土好，而且天然鈉基膨潤土的生產(chǎn)成本遠(yuǎn)高于人工鈉化膨潤土，所以近幾年來，人工鈉化膨潤土成為當(dāng)今鑄造行業(yè)粘結(jié)劑應(yīng)用份額最大的產(chǎn)品。

    為了使鑄造用膨潤土生產(chǎn)企業(yè)，控制好人工鈉化膨潤土的產(chǎn)品質(zhì)量，我們對膨潤土的一些理化指標(biāo)與鑄造型砂的工藝性能進(jìn)行試驗分析。通過試驗分析表明，膨潤土的一些理化指標(biāo)與膨潤土的鑄造濕型的性能有著密切的關(guān)系，而且對型砂的質(zhì)量影響較大。下面就相關(guān)指標(biāo)性能分別作以試驗分析。

1、膨潤土的吸藍(lán)量與型砂的濕壓強度
1.1吸藍(lán)量：
    膨潤土的主要成份是蒙脫石，也就是說蒙脫石的多少代表著膨潤土中有效成份的高與低，現(xiàn)在膨潤土加工企業(yè)的測試手段還不能直接檢測膨潤土中有效成分蒙脫石含量，只能用其它方法間接來求得膨潤土中蒙脫石的含量。由于蒙脫石能夠吸附亞甲基藍(lán)，而其它粘土礦物對亞甲基藍(lán)的吸附能力較弱，所以人們用膨潤土吸附亞甲基藍(lán)量的多少來間接求得蒙脫石含量。

1.2濕壓強度：
    膨潤土粘結(jié)劑與鑄造用型砂與調(diào)合水按一定比例在混砂機中進(jìn)行混輾一定時間，測定其合適的緊實率下，將混砂在制樣機上制成標(biāo)準(zhǔn)試件并在濕壓強度儀是測試，這種含有調(diào)合水的試件產(chǎn)生破裂所需的壓力就是該試件的濕壓強度。根據(jù)鑄件合金的種類，鑄件的大小，砂型緊實方法，造型方法，以及表面風(fēng)干情況的不同，對型砂的性能提出不同的要求，因而，對型砂的濕壓強度要求也就不一樣。

1.3試驗：
    我們對建平地區(qū)的部分膨潤土樣品進(jìn)行了吸藍(lán)量與濕壓強度的測驗，結(jié)果列表如下:               

1.4結(jié)果與分析:
    通過上表我們不難看出,膨潤土吸藍(lán)量與其型砂的濕壓強度整體上是呈正比例關(guān)系,吸藍(lán)量高的膨潤土用于型砂粘結(jié)劑的濕壓強度也好.吸藍(lán)量低的其型砂的濕壓強度也次之.而同一吸藍(lán)量的膨潤土其濕壓強度并不是完全相同,,這與膨潤土的組分,屬性,屬型有一定的關(guān)系.通過上述關(guān)系,我們在生產(chǎn)高濕壓強度的膨潤土產(chǎn)品時,就要首選擇高吸藍(lán)量的膨潤土,如果沒有高吸藍(lán)量的膨潤土,就要對低品位的膨潤土進(jìn)行提純,以適應(yīng)生產(chǎn)的需要.

2、膨潤土的膨潤值與型砂的熱濕拉強度

2.1膨潤值:
    膨潤值是判斷膨潤土屬性、鈉化程度及熱濕粘結(jié)力的一個指標(biāo)。膨潤土與水充分混合后，加入一定量電解質(zhì)鹽類，所形成的凝膠體積的毫升數(shù)，稱為膨潤值。試驗方法為：膨潤土粉經(jīng)105～110℃干燥2h后放在干燥器中冷卻備用。在帶磨口塞的量筒（100ml)中先加入蒸餾水75ml。稱取烘干的膨潤土粉3克。加入到盛有蒸餾水的量筒中，用力搖動5分鐘，使膨潤土在水中均勻分散。如有小團(tuán)塊，需延長搖動時間，直到團(tuán)塊消失為止。加入濃度為1mol/L的NH4Cl溶液5ml ,并加蒸餾水至100ml滿刻度，搖動1分鐘后，使之成均勻的懸浮液。鈉膨潤土需分幾批逐次加入水中，否則不易搖均。靜止24h后，讀出沉淀物（凝膠體）界面刻度值，以ml/3g或ml/g表示，即為該膨潤土的膨潤值。

2.2型砂的熱濕拉強度:
    從型砂試樣的一端加熱，使表層型砂所含水分蒸發(fā)，向內(nèi)遷移和凝聚形成低抗拉強度的高水層后，測定其抗拉強度即為熱濕拉強度。儀器的原理:試樣筒結(jié)構(gòu)為組合式。端部有一個開放的淺環(huán)，中間一段為試樣筒環(huán)，另一端為連接筒。型砂試樣在此專用試樣筒中沖緊后留在淺環(huán)和試樣筒環(huán)之內(nèi)。測試時去掉托盤和連接筒，使淺環(huán)端向下推送到儀器的規(guī)定位置，此處有導(dǎo)軌可以卡緊淺環(huán)的法蘭。溫度為 320±10℃的加熱板升起頂緊其中的型砂試樣，與試樣的端面直接接觸。加熱20s后，水分向上遷移，在淺環(huán)與試樣筒環(huán)的連接面處形成低熱濕強度的高水凝聚區(qū)。儀器的測力傳感器通過吊架提起試樣筒環(huán)上方的環(huán)形凸緣，受到拉力作用時，型砂將從最薄弱的截面斷開。測得的最大拉應(yīng)力除以截面積即為熱濕拉強度。

2.3試驗:
    我們選取了幾種不同屬性及不同鈉化程度的膨潤土試樣進(jìn)行試驗,數(shù)據(jù)如下表

2.4結(jié)果與分析:
    從上表及在長時間的測試中我們可以得出:膨潤土的膨潤值與型砂的熱濕拉強度成正比,而且同一種膨潤土隨其鈉化程度加深,其膨潤值與熱濕拉強度隨其升高,膨潤值與熱濕拉強度呈較好的線關(guān)系。.吸藍(lán)量反映膨潤土的純度，膨潤值體現(xiàn)膨潤土納化程度。膨潤土吸藍(lán)量越高，膨潤土的純度越高，膨潤土的濕態(tài)粘結(jié)力也越大；膨潤土膨潤值越高，膨潤土納化程度越高，膨潤土的熱濕態(tài)粘結(jié)力越大。而濕型砂鑄造廠所關(guān)心的膨潤土質(zhì)量主要是其濕態(tài)粘結(jié)力和熱濕態(tài)粘結(jié)力大小，因此只有吸藍(lán)量和膨潤值均高的膨潤土才是濕型砂理想的粘結(jié)劑。

3、鑄造用膨潤土的鈉化與型砂的復(fù)用性

3.1膨潤土的鈉化:
    目前鑄造用膨潤土的人工鈉化途徑有擠壓鈉化法、堆場鈉化法、輪輾鈉化法、雙螺旋鈉化法等。我們在生產(chǎn)鑄造用膨潤土?xí)r,使用最多的為擠壓法.擠壓法是在加入改型劑的同時，施加一定的壓力，使蒙脫石粘粒分開，加速Na+交換Ca2+的過程。同時，在擠壓過程中可使一部分機械能轉(zhuǎn)化為熱能，提高反應(yīng)溫度。在擠壓作用下，晶層之間、粘粒之間產(chǎn)生相對運動而發(fā)生分離，這也增加了Na+離子的接觸面積，有利于鈉化進(jìn)行。并且擠壓也使蒙脫石晶體產(chǎn)生斷鍵，利于吸附具有相反電荷的Na+，利于蒙脫石水化，再加是一定時間的場堆陳化,極大的改善了膨潤土的水化性能

3.2膨潤土的復(fù)用性:
    膨潤土受到不同溫度加熱后,粘結(jié)力會有不同程度的下降.膨潤土在型砂模件上,能承受高溫而不失去粘結(jié)性能的能力大小稱其為復(fù)用性.復(fù)用性好的膨潤土，在鑄造生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生的死粘土就少，同時在型砂再次使用中填加的量就少，因而型砂的透氣性就好，鑄件產(chǎn)生不合格產(chǎn)品的機率相應(yīng)降低。用量少也有利于降低生產(chǎn)成本。

3.3鈉化程度與復(fù)用性: 
    當(dāng)熔融金屬注入鑄型以后，如果貼近鑄件表面的型砂就被加熱到800℃以上（有一些非鐵合金達(dá)不到此溫度）。不管你用什么樣的膨潤土，這部分型砂中的膨潤土都會變成死粘土。這些死粘土，一部分隨同型砂一道附在鑄件表面上，被鑄件帶走，一部分留在回收的舊砂中。除了制造大型鑄件以外，在鑄造過程中，大部分型砂達(dá)不到這樣的溫度。但由于不同的鑄造廠家采用不同廠家生產(chǎn)的膨潤土，脫除晶格水的溫度是不同的，脫除晶格水的速率也不一樣。如采用容易脫除晶格水的膨潤土，即使在并不直接接近鑄件的型砂中，也會有較多的膨潤土失效而變成死粘土。如采用不易脫除晶格水的粘土，產(chǎn)生的死粘土就會少一些。這里所說的晶格水與復(fù)用性是密切相關(guān)的,同等條件下產(chǎn)生的死土少,復(fù)用性就好,使用的次數(shù)就多,相對其生產(chǎn)成本就低。下表可知在原礦選定后其鈉化程度與復(fù)用性成正比的關(guān)系.試驗結(jié)果見下表:

說明:1號樣為干式鈉化球團(tuán)土.2號樣為濕態(tài)鈉化不擠壓不陳化土.3號樣為濕態(tài)鈉化陳化不擠壓土.4號樣為濕態(tài)鈉化擠壓并陳化土.以濕壓強度為試驗指標(biāo).復(fù)用性以600度,30分鐘高溫為標(biāo)準(zhǔn).（濕態(tài)鈉化最初的條件為：膨潤土原料與碳酸鈉混均，加適量水?dāng)嚢杈鶆?，?5度條件封存2小時，風(fēng)干一定時間，在烘箱內(nèi)烘干加工成200目試驗樣。）

3.4結(jié)果與分析:
    鑄造用鈉化膨潤土復(fù)用性的高與低主要由膨潤土礦物本身的組分,屬型,屬性有關(guān)，另一個是與鈉化的程度有關(guān).同一批料鈉化的越徹底其產(chǎn)品的復(fù)用性就越高。這兩個因素決定了鈉化鑄造膨潤土的復(fù)用性。