铸造工艺学第二章湿型

1、砂型和砂芯的制造湿型13铸造 刘昕捷 201300150102概述:一、物理固结 磁性铸造法 负压造型二、化学粘结 化学粘结是指型砂、芯砂在造型、造芯过程中，依靠其粘结剂本身发生物理化学反应达到硬化，建立强度，使砂粒牢固地粘结成为一个整体。三、机械粘结 机械粘结指粘土作粘结剂的粘土型砂产生的粘结。由于自然界中粘土资源丰富，价格低廉（开采后只需稍作加工即可供生产使用），砂型制造工艺简单，旧砂回用处理容易等，因此广泛用来配制型砂制造砂型（芯）。第一章 湿型第一节 湿型铸造特点一、粘土砂型类别 粘土砂干型湿型湿型表干型面砂面砂背砂背砂单一砂单一砂第一节 湿型铸造特点二、湿型铸造特点 优点 与干砂型相

2、比，便于组织流水线,易实现机械化自动化等，延长砂箱适用寿命，工序简单，生产周期短，生产率高，无需烤干，可节省烤干设备和燃料。第一节 湿型铸造特点 缺点 铸型的金属界面作用反应较激烈，铸件容易出现一些缺陷。a) 水分高，易形成气孔。b) 水迁移形成水分凝聚层，易造成件表面夹砂、结疤和鼠尾。c) 强度低，是干型砂1/51/10，易掉落。d) 刚度，硬度低，变形、型壁移动使铸件尺寸公差增大、缩松、缩孔。第二节 湿型砂性能要求、检测原理及检测方法 湿型砂性能要求 根据合金种类、造型方法、铸件大小等条件的不同，对型砂的性能要求也有所不同。主要有：水分、透气性、强度、紧实率、变形量、破碎指数、流动性、含泥

3、量、有效粘土含量、颗粒组成、鲕化物、砂温、发气性、有效煤粉含量、灼烧减量、抗夹砂性、抗粘砂性等。 检测原理及检测方法 在线控制：向混砂控制系统发出调节指令来确保型砂质量。 线性控制：实验室仪器检测方法第二节 湿型砂性能要求、检测原理及检测方法一、水分、最适宜干湿度和紧实率 判断型砂的干湿程度的几种方法1. 水分（含水量或湿度）-最常用2. 手捏感觉-经验3. 紧实率-很多工厂列其为最经常性检 验性能的项目之一 紧实率:锤击后试样体积的压缩程度紧实率=（筒高-紧实距离）/筒高 100%第二节 湿型砂性能要求、检测原理及检测方法 造型方法与紧实率的关系：a. 手工和机器造型用型砂最适宜干湿程度下的

4、紧实率为50%b. 高压造型和冲击造型最适宜干湿程度下的紧实率为4050%c. 挤压造型最适宜干湿程度下的紧实率为3540% 不管型砂中有效膨润土、煤粉和灰粉的含量有多少，只要将紧实率控制在上述范围内，手感的干湿程度就处于最适宜状态，这时水分可称为最适宜水分（optimum moisture content)。第二节 湿型砂性能要求、检测原理及检测方法 二、透气性 透气性：紧实的型砂能让气体透过而逸出的能力。 测定原理：测出气钟内的空气在压力下通过试样 的时间，计算其透气性。V通过试样的空气体积；H试样高度；S试样截面积；p试样前压力（mmH2O)；t2000cm3空气通过试样的时间第二节 湿

5、型砂性能要求、检测原理及检测方法三、湿态强度 型砂为什么要有足够的强度？a. 铸型有可能破损塌落；冲刷，冲击而造成砂眼，胀砂，跑火。b. 强度不宜过高因需加入更多粘土，影响水分，透气性，成本高，混砂、紧实和落砂困难。第二节 湿型砂性能要求、检测原理及检测方法 表示和测定实验 表示型砂标准试样在受外力作用下遭到破坏时的应力值。 湿态抗压强度 抗拉 抗剪 抗弯 劈裂强度第二节 湿型砂性能要求、检测原理及检测方法四、流动性 型砂在外力或自身重力作用下，砂粒间相互移动的能力称为流动性。 流动性好的型砂的特点可形成紧实作用下，砂粒间相互移动的能力。 测定方法5种1.测定标准试样两个端面硬度值的差别。2.

6、测定阶梯试样两平面的硬度值差。3.测定在底侧有环形空腔试样筒中冲击成的试样的高度。4.测定在冲击型砂试样时自圆柱形试样筒侧面小孔中挤出的型砂质量。5.对比测定紧实率后试样的质量，容积密度越大，流动性越好。第二节 湿型砂性能要求、检测原理及检测方法第二节 湿型砂性能要求、检测原理及检测方法五、起模型、变形量、韧性和破碎指数起模性：起模时模样或模板与砂型分离是否容易损坏，是否产生砂型开裂或掉 落的性能。变形量：在用强度试验机测定型砂抗压强度的同时，用一个百分数测出试样破 碎前的变形量（高度减小量）。韧性：将型砂湿压强度（MPa）乘变形量（cm）再乘1000的乘积来表示韧性 （MPa cm）。破碎指

7、数：湿型砂标准抗压试样放在铁砧上受一个自1m高度自由落下的直径 50mm、510g钢球冲击，破碎的型砂通过网眼为12.7mm(0.5in)的筛网，留在筛 网上的大块型砂占试样原质量的比值。第二节 湿型砂性能要求、检测原理及检测方法六、抗夹砂结疤类缺陷的能力20世纪，50年代国外使用高温抗压强度试验机来检验湿型砂的抗夹砂结疤缺陷性能。未考虑湿型受热产生水分凝聚层现象。 测定方法1. 测定型砂试样在各种高温下受压破碎时的变形量和在该温度下试样受热的自由线膨胀量，由膨胀量超过变形量的程度来反映型砂产生这类缺陷倾向的大小。2. 将试样在982下保温，同时施加载荷防止试样膨胀以保持试样尺寸不变，由所加载

8、荷的大小表示型砂的抗缺陷性能。第二节 湿型砂性能要求、检测原理及检测方法 20世纪，60年代初国外有人提出型砂的热湿拉强度是控制铸件表面夹砂结疤类缺陷的关键，可根据热湿拉强度和热压应力的关系，进行综合分析判断。 测定方法： 1.热湿拉强度的测定方法图2-1-9测出试样在水分凝聚区 的热湿拉强度。 2.热压应力的测定试验图2-1-10型砂受热膨胀收到阻抑后 产生的热应力大小。 3.型砂激热性能试验法高温烘烤观察试样沟槽尖角的开 始脱皮时间，即可代表型砂的抗夹结疤类缺陷的能力。 带“V”槽的圆饼试样 图2-1-11 型砂激热试验仪 图2-1-12第二节 湿型砂性能要求、检测原理及检测方法七、发气量

9、和有效煤粉量 受热后，产生大量挥发分，在高温下进行气相分解，在砂粒表面沉积“光泽碳”防止铸铁件表面机械粘砂，提高铸件表面光洁度。 煤粉等附加物的光泽碳含量的测定可用特殊装置测出，但湿型砂的光泽碳形成能力较低，很难直接测量。 发气量测定法可检查铸铁用湿型砂的抗机械粘砂能力和推算出型砂中有效煤粉含量。 发起量测定原理：称取经过干燥的型砂盛入小瓷舟中推入850管式炉加热，产生的气体经含冷凝管进入带刻度的玻璃管中，可测出在大气压下型砂所发出的气体体积。第二节 湿型砂性能要求、检测原理及检测方法 测量步骤：1. 测出1g型砂的发气量。2. 用吸蓝量法测定出型砂中有效膨润土含量， 并且用发气量测定仪测出1

10、g膨润土的发气量。3. 用发气量测定仪测出0.01g煤粉的发气量。 即可推算出型砂中有效煤粉的含量。第二节 湿型砂性能要求、检测原理及检测方法 型砂的有效煤粉含量要适当 过高，发气量过大，同时透气性又差，则会产生气孔、冷隔、浇不足等缺陷。u总结 综合以上7方面性能，可以看出：对各种性能要求必须适量。由于各性能之间有很多联系，对某一性能要求过分就有可能使其它性能更差。第三节 湿型砂用原材料及其质量要求 湿型砂是由原砂、粘土、附加物及水按一定配比组成的。 为了制得性能合乎要求的型砂，必须考虑三方面因素：a) 原材料b) 型砂配方c) 混制工艺第三节 湿型砂用原材料及其质量要求一、石英质原砂 原砂的

11、分类： 山砂；海砂；湖砂；河砂；风积砂。 成份及形成过程： 天然硅砂小颗粒，是由岩石风化形成的。 石英砂岩沉积的石英颗粒被胶体的二氧化硅或氧化铁、碳酸钙等物胶结成块状。 石英岩经过变质而形成的坚固整体的岩石。 人造石英砂坚固岩石经过人工破碎、筛分。第三节 湿型砂用原材料及其质量要求原砂的质量要求 1. 含泥量 原砂的含泥量指原砂中直径小于0.02mm的细小颗粒的含量。 含泥量对湿型砂的性能的影响原砂中泥分增多，孔隙半径减小，透气性降低。原砂中泥分增多，湿态抗压强度提高，达到最适宜干湿状态的型砂含水量也提高。若原砂的泥分中不含粘土矿物，则 原砂中含泥量增多会使型砂变脆，起模性能变坏。第三节 湿型

12、砂用原材料及其质量要求2.原砂的颗粒组成 包括：砂粒的粗细程度和砂粒粗细分布的集中程度。 国家专业标准：ZBJ31004-88 原砂颗粒组成的测定 测定方法 通常是用一套筛孔直径自大而小的标准筛来筛分已洗去泥分的干砂样。 “目”（筛号）援引美国的叫法，指1英寸长的筛网上的筛孔数。 相邻网孔尺寸之比约为 1.414。第三节 湿型砂用原材料及其质量要求 表示方法（1）符号表示法：a)用砂粒集中的相邻三筛的头尾筛号加总停留量表示。b)用砂粒集中的相邻三筛的中间筛孔尺寸毫米后的两位数作为粒度符号表示。 例：100/200-67.76 % 表示 100、140、200目三个筛号的停留占总的67.76%。

13、 60Q Q表示前筛余量大于后筛。（表示 20、30、40目三个筛号的停留较多） 60H H表示后筛余量大于前筛。 第三节 湿型砂用原材料及其质量要求（2）累积曲线表示法 德国铸造学会的方法是以 各筛和底盘的余留砂的质 量为100%，计算出各筛的 累积通过量。第三节 湿型砂用原材料及其质量要求（3）美国铸造协会平均细度 AFS细度=各筛停留量与相应的乘数的乘积总和 / 砂粒部分的质量分数总和第三节 湿型砂用原材料及其质量要求（4）用砂粒平均尺寸表示 称100g干砂，振动15min.各筛预留质量乘数的乘积相加除以余留各筛砂的质量分数总和，P81表2-1-6，计算实例。第三节 湿型砂用原材料及其质

14、量要求3.原砂的颗粒形状及表面状况（1）原砂的颗粒形状用光学显微镜或扫描电子显微镜观察原砂的颗粒形状分类： 圆形砂 多角形砂 尖角形砂第三节 湿型砂用原材料及其质量要求 粒形测定方法（最常用的方法）计算原砂的角形系数。 1）原理等体积的各种几何体中，球形的表面积最小。 角形系数=单位质量原砂的实测表面积（即实际比表面积SW）/ 单位质量同样粗细 等直径假想圆球的表面积（即：理论比表面积Sth） 2）比表面积的测定与计算方法实际比表面积通气法测定 原理空气通过砂柱时受到的阻力不仅与砂柱紧实程度有关，而且与砂粒的实际表面积有关。 即砂粒的实际比表面积是砂柱孔隙率和透气率的函数。第三节 湿型砂用原材

15、料及其质量要求理论比表面积的计算 单颗砂粒的重量和体积已知时，计算出与其体积相等的球形表面积是很容易的。 但是，原砂是众多形状和重量各异的砂粒组成的集合，要确定出与其相对应的假想圆球的直径就成为计算原砂理论比表面积的关键。第三节 湿型砂用原材料及其质量要求a、目前，应用较普遍的方法是“筛孔直径平均值法” 即：对于单筛砂，取 d m=(dp+dr)/2作为假想球体的直径。 式中： dm假想球体的直径 dp通过筛的筛孔直径 dr停留筛的筛孔直径 特点较简单，但不够准确第三节 湿型砂用原材料及其质量要求b、等粒数圆球直径法 称量一定的单筛砂，数出砂粒个数。然后按P84页式2-1-7计算出Sth2 。

16、 角形系数的计算按筛孔直径平均值法的角形系数： E1=Sw/Sth1按等粒数圆球直径法的角形系数： E2=Sw/Sth2 第三节 湿型砂用原材料及其质量要求（2）粒形对型砂性能的影响 形状越圆型砂就越易紧实，标准型砂试样的重量就越大，透气性也就越低；对于使用树脂等化学粘结剂的型砂和芯砂而言，粒形对强度的影响尤为显著；粘结剂加入量相同的条件下，用圆粒砂的试样紧实程度高，而且砂粒实际比表面小，比尖角砂强度高很多。（3）原砂的表面状况 若有侵蚀沟痕，裂缝和孔洞存在，粘剂消耗量增大。第三节 湿型砂用原材料及其质量要求4.原砂的矿物组成和化学成份（1）砂的矿物组成 石英SiO2 长石铝硅酸盐 云母：含水

17、硅酸盐 铁的氧化物 硫化物 碳酸盐类第三节 湿型砂用原材料及其质量要求（2）硅砂的化学成份 一般工厂只化验原砂的化学成份，根据化学成分，可间接的大致估计出硅砂中各种主要矿物所占比例。 注意： 化学分析得出的原砂二氧化硅含量并不等于原砂中石英矿物的含量。因为云母和长石的化学成份中也都含有二氧化硅。 在实际中仍可把原砂中二氧化硅含量作为衡量和控制原砂质量的一个主要指标。第三节 湿型砂用原材料及其质量要求（3）原砂的烧结点 烧结点是原砂颗粒表面或砂粒间的混杂物开始熔化的温度。它是原砂各种组合成分耐火性能的综合反应。 作用推测原砂中二氧化硅含量高低和杂质多少。 试验方法将盛有砂样的小瓷舟在加热至规定温

18、度的管式电炉中保温5分钟后，从炉中拉出，用小针拨动砂粒并用放大镜进行观察，颗粒开始粘连的温度即为该砂样的烧结点。第三节 湿型砂用原材料及其质量要求（4）硅砂的化学成分对铸件质量的影响 原砂中二氧化硅百分含量每降低5%烧结点约下降50。对于生产一般铸铁件，使用低二氧化硅原砂时结壳问题不明显。但是，铸铁件较厚或浇温较高时型砂易烧结成砂壳。混入回用砂中可能引起型砂性能恶化。第三节 湿型砂用原材料及其质量要求二、非石英质原砂 指矿物组成中不含或只含少量游离二氧化硅的原砂。 目前可用的非石英质原砂有橄榄石砂、锆砂、铬铁矿砂、石灰石砂、镁砂、刚玉砂、钛铁矿砂、铝矾土砂等等。第三节 湿型砂用原材料及其质量要

19、求（1）镁砂 主要成份MgO 来源：由菱镁矿碳酸镁在高温下煅烧再经破碎分选而获得的。 特性：碳酸镁：800950煅烧的MgO化学活性很大，不能用于铸造生产。 15001650煅烧，使MgO重新结晶及烧结，生成结晶很好的镁砂。 纯MgO：熔点2800。 由于镁砂中含有二氧化硅、氧化钙、三氧化二铁等杂质，故其熔点一般低于2000，约在1840左右。第三节 湿型砂用原材料及其质量要求 热膨胀率比石英小，无因相变而引起的体积突然变化。 化学性质镁砂属碱性耐火材料，不与氧化铁或氧化锰发生化学反应。因而常用做高锰钢型砂或涂料。 高锰钢大型铸件在应用普通砂时，由于砂中的二氧化硅可能与铸件中的MnO发生化学作

20、用，生成一系列的低熔点化合物，如： 熔点1270的MnOSiO2 熔点1320的2MnOSiO2 熔点1200的3MnOSiO2 从而使铸件表面发生严重粘砂。 菱镁矿的资源我国东北地区大石桥，有丰富的高品位矿，闻名中外，技术条件见P87表2-1-10 第三节 湿型砂用原材料及其质量要求（2）镁橄榄石砂 成份Mg2SiO4 特性： 通常与铁橄榄石组成固溶体。通常情况，希望 Mg2SiO4%80% 蛇纹石（含水硅酸镁）：橄榄石的岩石中经常含有蚀变的次生产物。其含13%的结构水，受热时失水，分解和再结晶。用蛇纹石化的镁橄榄石砂制出的铸件，表面易产生针孔、麻点缺陷。第三节 湿型砂用原材料及其质量要求从

21、50熔化温度均无晶形转变，膨胀比石英砂低，而且膨胀缓慢均匀。因此在高温浇注时不易产生夹砂结疤等铸造缺陷。熔点：纯1870 含铁橄榄石等成分16001760代替石英砂高锰钢件，防粘砂，防硅粉尘。 分布我国陕西商南地区出产的水洗橄榄石砂。第三节 湿型砂用原材料及其质量要求（3）锆砂 组成：锆英石（ ZrSiO4 ）,结晶结构呈四方晶系。 杂质：花岗石、正长石和霞石。 纯锆英石：含67.27% ZrO2 ，32.73% SiO2无色。 商品锆砂：含5766% ZrO2 ，4334% SiO2棕色、黄褐色或淡黄色， 还含有少量 Fe2O3、CaO、Al2O3等杂质。 熔点：21902420内波动。第三

22、节 湿型砂用原材料及其质量要求 主要优点： 热膨胀比硅砂、镁橄榄石砂、铬铁矿砂等都小，能避免铸件产生夹砂结疤类缺陷。导热率、蓄热系数都比石英砂高很多，因此铸件冷却凝固速度快，可细化金属组织，提高铸件的机械性能。几乎不被熔融金属或金属物浸润，有利于阻止金属液渗入，可减少机械粘砂缺陷。 分解温度高，复用性好。锆砂颗粒表面光滑洁净，呈完整的椭圆形，粘结剂消耗量少。热化学稳定性高，可防止化学粘砂缺陷。第三节 湿型砂用原材料及其质量要求 缺点： 放射性 含有独居石，独居石中含放射性物质二氧化钍。 克服：提高锆砂纯度。 价格贵 分布： 澳大利亚约占全世界需求量的一半多 ，我国海南、广东、山东、福建等沿海地

23、区，尤以海南资源最为丰富。第三节 湿型砂用原材料及其质量要求（4）铬铁矿砂属尖晶石类矿物 主要组成： 铬铁矿FeCrO4 镁铬铁矿 (Mg,Fe)Cr 2O4 铝镁铬铁矿(Fe,Mg)(Cr,Al)2O4 化学成分： Cr 2O3 不少于45% 其他： MgO、FeO、Al2O3和少量SiO2 。 最有害的杂质碳酸盐，它与高温金属液接触时分解出二氧化碳，使铸件表面产生气孔第三节 湿型砂用原材料及其质量要求 特性 优点：a) 熔点：16001900 ,随三氧化二铬与氧化铁含量的比值变化，比值增大 ，耐火度增大。b) 化学稳定性高：不与氧化铁等起化学作用，比镁砂更为优越，加热到1700以前无相变，

24、体积基本上稳定。c) 导热率：比石英砂大数倍，有良好的激冷作用，抗钢液渗透能力高于锆砂，镁砂或细硅砂，具有不润湿性第三节 湿型砂用原材料及其质量要求 缺点:a)热膨胀率：是锆砂的2倍，粒形不如锆砂圆。b) 需经焙烧：由于含水杂质可能会导致铸件气孔和针孔缺陷，必须经900左右焙烧。 资源 我国产量不多，主要靠进口。 用途 主要用于厚大铸件的热节处或制成涂料第三节 湿型砂用原材料及其质量要求（5）石灰石砂 是将天然石灰石经过机械破碎、筛分后配制而成的。自然界分布很广。 主要成分碳酸钙。 主要用途配制水玻璃砂，也可用于湿型砂和干型砂。 优点：a)无硅尘危害。b)铸件表面光洁、不粘砂、清砂容易。c)钢

25、水流动性好。d)铸件组织致密，碳酸钙分解为吸热反应，使冷速增大。e)资源丰富。第三节 湿型砂用原材料及其质量要求（6）熟料 在高温下（12001500）焙烧过的硬质粘土称为熟料。 成分：莫来石（3Al2 O3 2SiO2) ,其耐火度随Al2 O3和焙烧温度的增高而提高。 Al2 O3含量达71.8%时，耐火度1800。 优点：热膨胀系数小，耐火度高，与铁及其氧化物的浸润性都比石英低，且成本 比上述都低。 分布：我国山东、河南、贵州均有丰富矿藏。第三节 湿型砂用原材料及其质量要求（7）碳素砂 焦炭渣（冲天炉打炉后未烧掉的焦炭）、废电极石墨、废坩埚破碎筛选出的颗粒以及石墨等材料。 特性：呈中性，

26、化学活性很低，不为铁水所浸润，耐火度高，热导性好，热容度高，热膨胀系数低（约为石英的1/3）。有利于防止铸铁件夹砂结疤和粘砂等缺陷。第三节 湿型砂用原材料及其质量要求（8）刚玉（corundum） 主要矿物成分六方晶系的- Al2 O3 。 制成多用工业氧化铝（ - Al2 O3 ）经电弧炉20002400熔融再结晶而成，又称电熔刚玉。通常含Al2 O3 99%（质量分数），为白色结晶。 耐火度：2050 热膨胀系数很小，体积稳定。 化学稳定性对酸和碱性材料都具有很高的化学抵抗性。 缺点价格昂贵。只用于配制质量要求极高的铸件用砂型涂料或熔模涂料。第三节 湿型砂用原材料及其质量要求（9）钛铁矿砂

27、 主要成分为FeOTiO2,外观为铁黑色或棕黑色细颗粒，它储藏于沿海的海砂中，与硅砂、锆砂独居石等伴生。 广西北海、广东海丰县有产品供应，价格比锆砂便宜。第三节 湿型砂用原材料及其质量要求三、粘土 粘土是湿型砂的主要粘结剂。它被水湿润后具有粘结性和可塑性；烘干后硬结，具有干强度，而硬结的粘土加水后又能恢复粘结性和可塑性，因而具有较好的复用性。但如果烘烤温度过高，粘土被烧死或烧枯，就不能再加水恢复塑性。粘土在自然界中储量丰富，成本低廉，应用广泛。1、粘土的矿物成分 含水的铝硅酸盐化学式简写mAl2O3nSiO2 xH2O第三节 湿型砂用原材料及其质量要求 按晶体结构分：高岭石组包括高岭石、珍珠陶

28、土、地开石、埃洛石等。蒙脱石组包括蒙脱石、贝得石、绿脱石、皂石等。伊利石组包括依利石、海绿石等 形成：由各种含有铝硅酸盐矿物的岩石经过长期的风化、热液蚀变或沉积变质作用等生成。 据矿物种类不同将粘土分为两类：膨润土：主要由蒙脱石组矿物组成。普通粘土：高岭石或伊利石类矿物组成。第三节 湿型砂用原材料及其质量要求2、粘土的结晶特征 各种粘土之所以具有不同的性能，其基本原因是粘土矿物的结晶结构不同。通过x射线衍射法，可得知按粘土矿物的晶层排列，有两层型、三层型等不同形式。（1）粘土矿物的晶格中都包含有两种基本结构单位。 硅氧四面体晶片 铝氧八面体晶片 第三节 湿型砂用原材料及其质量要求（2）高岭石结

29、晶结构属典型的两层结构粘土矿物。 单位晶层是由一层硅氧四面体和一层铝氧八面体组成。第三节 湿型砂用原材料及其质量要求（3）蒙脱面结晶结构属典型的三层结构的粘土矿物。 单位晶层是有两层硅氧四面体 ，中间夹着一层铝氧八面体组成，显微外观形状为不规则的薄片状或鹅毛状。（4）伊利石结晶结构三层型，大致于蒙脱石类似。 第三节 湿型砂用原材料及其质量要求3、粘土的表面电荷和交换性阳离子粘土颗粒表面带有负电荷 破键粘土片状结晶受到破坏，边缘处的Al-O、Si-O离子键断裂而造成不饱和键。主要在高岭石中发生。 晶体内部离子置换。 粘土颗粒表面外露的氢氧基上氢的置换由于破键和外露氢氧基而吸附的阳离子有可能被其它

30、阳离子交换出来。粘土中能被交换出来的吸附的阳离子被称为交换性阳离子。第三节 湿型砂用原材料及其质量要求 膨润土的活化处理及方法 根据粘土的阳离子交换特性，对钙土进行处理，使之转变为钠基膨润土。这种离子交换过程，通常称为膨润土的活化处理，最常用的活化剂为碳酸钠。 化学反应机理 钙离子-蒙脱石+碳酸钠钠离子-蒙脱石+碳酸钙 活化处理的三种方法在混制湿型砂时，加入干粉状碳酸钠（干法）。预先将碳酸钠按适当浓度溶于水中，混砂时加入。用湿法或干法预先将钙基膨润土处理成人工钠基膨润土，磨粉后作为商品供应。第三节 湿型砂用原材料及其质量要求4、粘土的吸附水分 粘土在湿润状态下含有三种水分a) 自由水在组成粘土

31、矿物的单独矿物颗粒表面上的液态自由水；b) 层间吸附水在单位晶层底面的取向排列的偶极水和交换性阳离子吸附的阳离子水化膜；c) 晶格水或结构水参与构成粘土矿物晶格的OH水。第三节 湿型砂用原材料及其质量要求5、粘土的粘结机理 水化阳离子桥说（湿态粘结机理） 带负电的粘土颗粒将极性水分子吸引在自己周围，形成胶团水化膜，依靠粘土颗粒间的公共水化膜，通过其中的水化阳离子所起的桥或键的作用，使粘土颗粒相互联结起来。第三节 湿型砂用原材料及其质量要求6、粘土受热后的变化脱水、体积收缩、矿物分解等 1）脱水：第三节 湿型砂用原材料及其质量要求2）热膨胀与收缩 高岭石类粘土的收缩出现在较高温度，而膨润土在100200低温下便出现急剧的收缩。第三节 湿型砂用原材料及其质量要求7、粘土类别的鉴别方法（5种） 1）x射线衍射分析层间距 钙蒙脱石 d=1.55nm 钠蒙脱石 d=1.25nm 2）差热分析 3）阳离子交换容量分析判断膨润土是钠基或钙基的最基本方法 4）吸水率和吸水比 吸水率=指粘土吸收水分后质量增加的百分数。5）粘土浆的粘度比较法第三节 湿型砂用原材料及其质量要求8、粘土对型砂性能的