鑄造用黃壤土砂的粘結性能和燒結性能研究.pdf

1、砂型鑄造是鑄造工藝的主要方法，約占整個鑄件生產的80％。中國鑄件的總產量約占世界鑄件總產量的三分之一，在世界鑄造業(yè)中扮演著重要角色?，F(xiàn)階段，我國的鑄造業(yè)具有能耗高、污染大、鑄造用膨潤土資源匱乏、鑄件質量不穩(wěn)定等特點。鑄件生產中添加防粘砂用的煤粉更是加劇了對環(huán)境的污染。另外，我國的天然鈉基膨潤土儲量很少，絕大多數(shù)為鈣基膨潤土，造成了我國膨潤土產品的質量和數(shù)量與市場需求存在較大的差距。這些現(xiàn)狀對我國鑄造業(yè)的發(fā)展提出了挑戰(zhàn)。
　　 傳

2、統(tǒng)的鑄造業(yè)要實現(xiàn)綠色的、資源節(jié)約型的和環(huán)境友好型的行業(yè)目標，就不得不應對這些挑戰(zhàn)。鑄造用黃壤土砂則為鑄造業(yè)提供了一個不錯的選擇。鑄造用黃壤土濕型砂與傳統(tǒng)的濕型煤粉砂相比，最大的區(qū)別在于它會在鑄型與鑄件之間形成一層致密的、防粘砂的、可剝落的燒結殼，可消除煤粉對環(huán)境的污染。另外，在膨潤土市場供給嚴重不平衡的情況下，除了加快尋找優(yōu)質鈉基膨潤土的礦源和鈉化改性研究外，還需要開發(fā)其他種類的膨潤土資源。開發(fā)新種類的膨潤土礦源、提高膨潤土的質量，具有

3、重要的現(xiàn)實意義。綠脫石型膨潤土是蒙脫石含鐵的變種，也屬于黃壤土的一類。國內南方地區(qū)的綠脫石型膨潤土資源豐富，具有開發(fā)價值。但是國內外對綠脫石型膨潤土的研究極少，特別是綠脫石型膨潤土砂的粘結性能和燒結性能、在鑄造業(yè)的應用價值等。為此作者研究了以下內容:
　　 采用XRD分析、XRD熒光分析和鑄造的相關標準測試，對試驗用天然黃壤土的物相組成、化學成分、含水量、膨潤值、亞甲基藍吸附量和常溫濕壓強度等進行測定。試驗結果表明，試驗用黃壤土

4、是一種綠脫石型的鈣基膨潤土。它遇水具有陽離子交換吸附性和粘結性，其粘結力與浙江臨安鈉鈣基膨潤土相當。另外，在不同砂土比下，考察了天然黃壤土砂的粘結性能。在綠脫石型膨潤土和石英砂的質量比分別為2∶8、3∶7、4∶6、5∶5、6∶4、7∶3情況下，測定了黃壤土砂的常溫濕壓強度。
　　 研究了兩種方法對綠脫石型膨潤土的粘結性能影響，包括對綠脫石型膨潤土鈉化改性的方法和粘土砂中添加粘結增強劑的方法。鈉化改性方法，據綠脫石型膨潤土基本性能

5、，嘗試用傳統(tǒng)干法中的輪輾鈉化法，以鈉化劑的用量、鈉化時的用水量、混碾時間和陳化時間為四個因素，設計一組L934正交試驗，通過極差分析得到最優(yōu)工藝。試驗結果表明，綠脫石型鈣基膨潤土可用鈉化方法改善其粘結性能。添加增強劑方法，考察添加粘結增強劑后，粘土砂的常溫濕壓強度等變化。試驗結果表明，添加增強劑可有效提高綠脫石型膨潤土的粘結力。最終表明，兩種方法均可以明顯改善綠脫石型膨潤土的粘結性能。
　　 綠脫石型膨潤土砂的燒結性能研究和澆注

6、試驗驗證。以黃壤土砂的配方、燒結溫度、保溫時間為三個因素，進行兩個大組的三因素四水平的L1645正交試驗，對黃壤土砂的燒結現(xiàn)象進行量化考核，用極差分析考察黃壤土砂的燒結性能。試驗結果表明，試驗用黃壤土砂是可以燒結的。另外，添加鐵的氧化物后有助于黃壤土砂的燒結。然后，設計YE1-YE9共9種澆注試驗配方，進行澆注試驗，對黃壤土砂的常溫抗壓強度、造型情況、燒結殼和鑄件表面質量情況進行綜合的考察。對效果好的YE4黃壤土砂形成的燒結殼進行XRD