進(jìn)一步認(rèn)識黏土濕型砂

1、1進(jìn)一步認(rèn)識黏土濕型砂中國鑄造協(xié)會(huì)李傳栻黏土濕型砂造型是歷史最悠久的工藝技術(shù)，目前，在世界各國鑄造行業(yè)中，仍然是最重要的造型工藝。在各種新型黏結(jié)劑不斷推出、而且受到廣泛關(guān)注的今天，就世界各國鑄造行業(yè)總體情況而言，鋼、鐵鑄件的總產(chǎn)量中，用黏土濕型砂工藝生產(chǎn)的仍占80％左右，特別是汽車用鑄件，大多數(shù)都是采用黏土濕型砂工藝生產(chǎn)的，這種情況今后也不會(huì)有什么改變。2011年，世界鑄件總產(chǎn)量為9859萬t，其中鋼、鐵鑄件占83.5％。按此估算，世界

2、各國用黏土濕型砂工藝生產(chǎn)的鑄件，大致在6500萬t左右。這是任何其他造型材料都不可企及的。隨著科學(xué)、技術(shù)的發(fā)展，對鑄件質(zhì)量的要求日益提高，特別是要求產(chǎn)業(yè)健康、有序和可持續(xù)發(fā)展的今天，還必須在保護(hù)生態(tài)環(huán)境、節(jié)能減排、節(jié)約資源和能源等方面不斷有所改進(jìn)。用量如此之大的黏土濕型砂，為了更好地適應(yīng)各種條件，當(dāng)然應(yīng)該不斷創(chuàng)新、與時(shí)俱進(jìn)。一、怎樣看待黏土濕型砂一、怎樣看待黏土濕型砂黏土濕型砂是鑄造行業(yè)中人人都很熟悉的事物，正是因?yàn)槲覀儗λ笆煜ぁ绷?/p>

3、，鑄造行業(yè)不少同仁反而是‘與之久處而不知其香’，對它的一些特性只知其梗概，而未深究其精微，因而，雖然天天離不了它，卻不能運(yùn)用自如，充分發(fā)揮它的作用。1、使用歷史最悠久的造型材料從開創(chuàng)人類文明的‘青銅時(shí)代’起，我們就離不了黏土濕型砂，由于沒有記載可考，不能確切地說出其應(yīng)用的最早年代，認(rèn)為其有5000年左右的歷史，可能不會(huì)是夸大其詞。當(dāng)然，早期的黏土濕型砂與目前所用的差別很大，而且所用主要是天然的黏土黏結(jié)砂，采掘以后，加水混拌后就可以使用。

4、這種黏土砂中的黏土主要是高嶺土質(zhì)的耐火黏土，一個(gè)典型的例子就是我國南京附近出產(chǎn)的六合紅砂，以前一度真可謂是聞名遐邇，直到20世紀(jì)50年代初期，我國第一個(gè)五年計(jì)劃期間，不少手工作業(yè)的鑄造廠仍然使用。18世紀(jì)后期，簡單的造型機(jī)問世以后，逐漸強(qiáng)化了對型砂性能的要求。隨著造型機(jī)不斷地改進(jìn)、優(yōu)化，19世紀(jì)初期又催生了混砂機(jī)，加速了由天然黏土黏結(jié)砂到用混砂機(jī)配制的合成砂的轉(zhuǎn)變。用混砂機(jī)配制的合成砂推廣應(yīng)用以后，為了適應(yīng)不斷提高造型機(jī)的生產(chǎn)效率、提高

5、鑄件質(zhì)量的要求，莫來石質(zhì)膨潤土的應(yīng)用，在改善黏土濕型砂的質(zhì)量方面的作用，應(yīng)該說是至關(guān)重要的、具有劃時(shí)代的意義。目前，世界各國所用的黏土濕型砂全都都是加膨潤土配制的膨潤土的應(yīng)用至少有一百多年了，但是，我們對膨潤土的認(rèn)知還很不夠很不夠，今后必須不斷深化對它的了解。2、黏土濕型砂性能控制的空間寬闊，對各種造型方式的適應(yīng)性很好粘土濕型砂，有較高的濕強(qiáng)度，在舂實(shí)過程中，其流動(dòng)性較差，使砂型緊實(shí)所需的能量較多，但是，其適應(yīng)各種造型方式的能力很好。從

6、最原始的手工造型，到各種現(xiàn)代化的自動(dòng)造型生產(chǎn)線，用黏土濕型砂作為造型材料，都有令人滿意的效果。黏土濕型砂對各種舂實(shí)方式，如手工緊實(shí)、舂實(shí)、震實(shí)、壓實(shí)、拋砂、射砂、氣沖、靜壓、等造型工藝，都能適應(yīng)。近年來，黏土濕砂型還成功地用于小型鑄件的擠壓成形。當(dāng)然，對砂處理系統(tǒng)的安排和各種性能參數(shù)的控制，都應(yīng)該按各己的具體工藝條件予以調(diào)整，不能簡單地套用別人的經(jīng)驗(yàn)。3件表面易產(chǎn)生夾砂之類的膨脹缺陷，鑄件內(nèi)部因膨脹后的收縮而致的收縮也增多。6、我們對黏

7、土濕型砂的認(rèn)知程度用了幾千年、至今仍然廣泛應(yīng)用的黏土濕型砂，配制所用的原材料也不過是幾種非常平常的材料，但是，其生命力之旺盛，適應(yīng)能力之強(qiáng)，改進(jìn)、發(fā)展空間之廣闊，令人嘆為觀止。從早期的手工造型發(fā)展到機(jī)械造型，尤其是二次大戰(zhàn)以后，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，各種新型造型工藝和設(shè)備不斷涌現(xiàn)，鑄件產(chǎn)品的需求量和質(zhì)量要求不斷提升，鑄造生產(chǎn)的面貌日新月異，黏土濕型砂仍然是應(yīng)用范圍最廣、用量最大的造型材料。當(dāng)然，這也是我們鑄造界的同仁不斷在實(shí)踐中深入探

8、索、進(jìn)行大量研究工作、不斷改善其性能的結(jié)果。近二十多年來，為了適應(yīng)各種更為嚴(yán)格的要求，歐美各國和日本，都很重視黏土濕型砂方面的試驗(yàn)、研究工作，而且這方面的工作至今仍未見絲毫放松的跡象。目前，我國已經(jīng)是世界上無可比擬的鑄造大國，鑄件產(chǎn)量占世界各國鑄件總產(chǎn)量的41.8％，多于各主要工業(yè)國家產(chǎn)量的總和。我國鑄造行業(yè)中也很重視研究、開發(fā)工作，但是，研究課題大都著眼于新材料、新工藝，很少有人注意到黏土濕型砂，因而，我們對黏土濕型砂的認(rèn)知仍然非常淺

9、薄，與‘鑄造大國’很不相稱。在這里，我想舉一個(gè)例子說明這一看法。不少鑄造廠，不惜投入巨資自國外引進(jìn)新型的造型設(shè)備，而與之配套的砂處理設(shè)備卻簡單、草率地安排，以求節(jié)省資金，結(jié)果，由于型砂質(zhì)量欠佳，造型設(shè)備的能力不能充分利用，鑄件的質(zhì)量也不及設(shè)備可能達(dá)到的水平。此外，有關(guān)黏土濕型砂的一些基本概念，我們還普遍存在一些不確切的認(rèn)識。目前，我國鑄造行業(yè)面臨的任務(wù)是盡快實(shí)現(xiàn)‘由大到強(qiáng)’的轉(zhuǎn)變，在黏土濕型砂方面的探求和研究工作亟待加強(qiáng)。我在鑄造生產(chǎn)現(xiàn)

10、場工作了40年，有一段時(shí)間曾從事黏土濕型砂的研究，但是，對黏土濕型砂的認(rèn)識至今仍然非常浮淺。退休以后，在中國鑄造協(xié)會(huì)工作了21年，對我國鑄造行業(yè)的情況也有一些初步的了解，覺得很多企業(yè)對黏土濕型砂的認(rèn)知也都是很不夠的。為適應(yīng)今后發(fā)展的要求，必須加強(qiáng)這方面的研究工作，但我自己已經(jīng)無能為力了，寫這篇贅文，也不可能給大家甚么實(shí)際的幫助，只是想給大家提個(gè)醒兒，寄希望后來居上的行業(yè)同仁。二、黏土濕型砂中的黏結(jié)劑二、黏土濕型砂中的黏結(jié)劑如果提問：“黏

11、土濕型砂的黏結(jié)劑是什么”？很多人都會(huì)不假思索地回答：“當(dāng)然是黏土”。實(shí)際上，這是不正確的，至少是不確切的。單用黏土，并不能起黏結(jié)砂粒的作用、使型砂具有強(qiáng)度。黏土濕型砂中的基礎(chǔ)黏結(jié)劑，是黏土和水調(diào)制而成的混合物，我們簡稱為“土水體系”。土水體系中，土的品土的品質(zhì)、水含量、土與水調(diào)制的程度、乃至水的品質(zhì)質(zhì)、水含量、土與水調(diào)制的程度、乃至水的品質(zhì)，都對其黏結(jié)性能有重要的影響。此外，黏土濕型砂中還可以加入各種附加材料，如煤粉、淀粉之類，以改善求

12、性能?！梆ね痢边@個(gè)詞，目前還不可能用簡單而確切的語句予以定義。美國陶瓷學(xué)會(huì)所給的定義是：“黏土是細(xì)粒的巖礦，它有如下的特點(diǎn)：將其粉碎以后，加水潤濕，即呈可塑狀態(tài)，將此種可塑狀態(tài)的含水物烘干，則成為硬的塊狀物，將脫水后的黏土塊在高溫下焙燒，則可成為堅(jiān)實(shí)的巖石樣塊狀物”。按此定義，可稱之為黏土的礦物品種很多，主要有膨潤土、高嶺土、伊利土和凹凸棒土等。不同品種的黏土，性能差別很大。即使是同一種礦相的黏土，因成礦條件不同和雜質(zhì)含量的多寡不等，性