东北大材料成型工艺学（上）课件03-6金属液态砂型成形工艺（六）

三.湿型砂用原材料湿型砂中含有原砂、粘土、煤粉（附加物）等材料。2粘土粘土的矿物成分主要是含水铝硅酸盐，基本化学式为：粘土的矿物成分主要是含水铝硅酸盐，基本化学式为：粘土矿物晶体结构的基本结构单位：1硅氧四面体2铝氧八面体a.按矿物晶体结构分高岭石Al2O3

•

2SiO2

•

2H2O蒙脱石Al2O3

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4SiO2

•

H2O•

nH2O伊利石K1Al2[(Al,Si)Si3O10](OH)2•

nH2O（1）粘土矿物的分类粘土矿物的分类：按矿物晶体结构分高岭石两层型结构粘土矿物的分类：按矿物晶体结构分蒙脱石三层型结构伊利石三层型结构硅氧四面体的部分Si被Al置换，层间充进阳性K离子粘土矿物的分类：按矿物晶体结构分普通粘土膨润土b.按矿物组成分（1）粘土矿物的分类普通粘土分级和牌号例如：NG-3-50表示高耐火度、湿压强度为30~50kPa、干压强度值大于500kPa的普通粘土。

膨润土分级和牌号例如：PCaS-3-5表示湿压强度为30~50kPa、热湿拉强度为0.5~1.5kPa的酸性钙基膨润土。

粘土晶片受到破坏，边缘的Al—O、Si—O离子键断裂而形成不饱和键；成矿过程中晶体内部的高价阳离子被低价阳离子置换；粘土颗粒表面外露的氢氧基上氢的置换。粘土颗粒表面带负电荷（2）粘土的阳离子交换特性硅氧四面体的Si4+被Al3+置换，铝氧八面体的Al3+被Mg2+、Fe2+置换所以：粘土颗粒表面都要吸附Ca、Mg、Na、K等阳离子（成矿时），并可实现阳离子的交换（使用时）。胶体化学观点：水化阳离子起到“桥”或“键”的作用。（3）粘土的湿态粘结机理参见书。（4）粘土的应用三.湿型砂用原材料湿型砂中含有原砂、粘土、煤粉（附加物）等材料。3附加物作用：改善型砂的某些性能常用材料：煤粉、渣油四.型砂的成分及制备型砂在反复使用过程中型砂成分将发生变化，如粘土和煤粉的烧损、泥分的增加等。所以，型砂每回用一次（或几次），就要补加一定量的新砂、粘土和煤粉，以保证型砂性能不变，即要控制型砂成分。

1.湿型砂的成分（1）有效粘土有效粘土失效粘土湿型砂中的粘土起粘结作用的粘土未起粘结作用的粘土粘土补加量=失效粘土量

对铸件质量的影响过高：→流动性↓→紧实不均匀过低：→强度↓→产生冲砂、夹砂等有效粘土含量测定型砂的吸蓝量。

失效粘土无吸附色素的能力

测试方法1.湿型砂的成分（2）有效煤粉煤粉补加量=煤粉燃烧分解量

对铸件质量的影响有效煤粉含量主要影响防止粘砂、夹砂结疤的效果。

测定型砂的发气量。

测试方法1.湿型砂的成分（3）有害成分型砂中的有害成分包括

失效粘土煤粉残焦灰分造成砂粒鲕化降低强度、透气性砂粒鲕化——

有害成分包覆在砂粒表面形成多孔、低熔点的惰性膜。

对型砂性能的影响型砂耐火度↓，粘砂倾向↑型砂可塑性↑，夹砂结疤倾向↓导致为防止有害成分过多，砂粒过度鲕化，回用砂中要加入新砂。

1.湿型砂的成分（4）泥分型砂中直径<22μm的物质。

多——透气性↓，耐火性↓，含水量↑→粘砂、气孔少——强度↓→砂眼、夹砂结疤含泥量原砂中泥分+有效粘土+有效煤粉+有害成分

型砂中泥分的含量称为含泥量。所以，回用砂中要补加新砂控制含泥量。一般普通湿型砂的性能如下表：成分原砂SiO2（%）有效粘土有效煤粉含泥量含水量铸铁件<926~84~812~164.5~6铸钢件>966~808~144~5性能紧实率%透气性湿压强度MPa热湿拉强度kPa破碎指数%铸铁件45~55<1000.06~0.11.0~2.570~90铸钢件45~55<1200.06~0.11.0~2.570~902.湿型砂的制备（1）原材料的处理新砂：水分>2%时需烘干处理旧砂：破碎→磁分离→冷却（<25℃）2.湿型砂的制备（2）型砂混制工艺混砂设备：

碾轮式摆轮式叶片式转子式2.湿型砂的制备（2）型砂混制工艺混砂设备：

碾轮式转子式摆轮式叶片式质量好，生产率低质量较好，生产率低质量较差，生产率高面砂、单一砂面砂、单一砂单一砂、背砂碾轮式摆轮式叶片式转子式2.湿型砂的制备（2）型砂混制工艺混砂设备：

混砂工艺（以