鑄造用膨潤土的性能包括物理性能、鑄造性能和再利用性能。鑄造用膨潤土的質量主要通過濕附著力和可重復使用性來評價。
(1)鑄造用膨潤土的濕附著力在濕型砂中。膨潤土的主要功能是將松散的砂粒粘合在一起,使砂型具有適當?shù)膹姸取⒂捕群晚g性。如果鑄造用膨潤土附著力差,則必須添加更多膨潤土,以使型砂具有所需的性能。這不僅增加了生產(chǎn)成本,而且增加了型砂的含水量,還導致鑄件出現(xiàn)氣孔缺陷。影響膨潤土濕附著力的因素很多,主要是膨潤土的純度。
(2)將熔融金屬倒入綠色模具后,由于高溫烘烤,石英在573℃發(fā)生相變,型砂迅速膨脹;同時,砂型表面的水向內(nèi)遷移,形成水凝結區(qū),從而降低膨潤土的附著力。由于不能承受石英膨脹引起的橫向剪切力和向外突出的拉力,砂型表面開裂,導致鑄件表面出現(xiàn)夾砂、結疤、鼠尾等缺陷。此時,膨潤土的粘結力應為熱態(tài)(約100℃)和過濕態(tài)(含水量約為型砂含水量的2~3倍)下的熱濕粘結力。
(3)鑄造用膨潤土的可再利用性,又稱膨潤土的熱穩(wěn)定性或耐久性,是指膨潤土在砂型中經(jīng)高溫液態(tài)金屬加熱后仍具有粘附性,再次加水后可反復配置型砂的性能。不同膨潤土的晶體結構破壞溫度和速度有很大差異。如果鑄造廠選用的膨潤土再利用性差,在舊砂再利用過程中必須添加更多的新膨潤土,這不僅增加了鑄件的生產(chǎn)成本,而且加速了燃燒死粘土的積累,增加了型砂的含水量。
鑄造用膨潤土主要有兩種:鈉膨潤土和鈣鈉膨潤土。在鑄造生產(chǎn)中,部分膨潤土在再生舊砂中燃燒,有效膨潤土仍保持濕潤吸水,并具有一定的強度,稱為可重復使用性、耐久性或可重復使用性。當膨潤土加熱到100~200℃時,層間水分被去除,體積縮小,強度提高。當加熱到300℃時,晶格水開始逸出,基本上被去除到650℃,破壞蒙脫土的結構,失去粘性,成為“死土”。鈉基膨潤土的層間失水和層間失水溫度高于鈣基膨潤土。再利用舊砂中,可再利用性好的膨潤土添加量很小。減少膨潤土用量可以提高型砂的整體性能。因此,鈉基膨潤土的重復使用性優(yōu)于鈣基膨潤土。