精密鑄造用膨潤土性能要求
精密鑄造用膨潤土作為型砂核心粘結(jié)劑，需適配高精度鑄件成型、低缺陷率及工藝穩(wěn)定性需求，性能要求聚焦粘結(jié)強度、耐熱性、潰散性等核心指標.
一、核心化學(xué)組成要求
化學(xué)組成直接決定膨潤土的基礎(chǔ)性能，核心指標圍繞有效成分含量與雜質(zhì)控制，是精密鑄造選型的首要依據(jù)。
1. 蒙脫石含量
蒙脫石為膨潤土發(fā)揮粘結(jié)、膨脹性能的核心成分，含量越高性能越優(yōu)異。精密鑄造優(yōu)先選用鈉基膨潤土，其蒙脫石含量需≥70%；鈣基膨潤土作為替代選項，含量需≥60%。實踐表明，蒙脫石含量每降低10%，濕壓強度約下降0.03MPa，易導(dǎo)致砂型穩(wěn)定性不足。檢測采用X射線衍射（XRD）定量分析，確保成分精準可控。
2. 陽離子交換性能
陽離子類型及交換量影響膨潤土水化膨脹與膠體穩(wěn)定性。鈉基膨潤土Na?交換量需≥1.0 mmol/g，膨脹倍數(shù)可達鈣基的2-3倍，粘結(jié)強度與復(fù)用性更優(yōu)；鈣基膨潤土Ca²?交換量需≥0.5mmol/g。陽離子交換容量（CEC）整體≥70mmol/100g，可提升粘結(jié)穩(wěn)定性與型砂均勻性。
3. 雜質(zhì)含量控制
含砂量≤5%，避免雜質(zhì)影響型砂致密性與鑄件純度，防止砂眼缺陷；重金屬（鉛、鎘、汞、砷）各指標≤10mg/kg，杜絕鑄件材質(zhì)污染；燒失量需嚴格控制（通常≤15%），減少澆注過程中氣體生成，避免鑄件氣孔缺陷。
二、關(guān)鍵物理力學(xué)性能要求
物理力學(xué)性能決定砂型成型質(zhì)量與抗沖擊能力，需兼顧濕態(tài)、熱態(tài)強度及可塑性，適配精密鑄造復(fù)雜型腔需求。
1. 粘結(jié)強度指標
- 濕壓強度：按JB/T 9227-2013標準，膨潤土與標準砂（SiO?≥98%）按5:95配比混制，30℃、65%濕度養(yǎng)護2h后測試，鈉基膨潤土≥0.15MPa，鈣基膨潤土≥0.10MPa；高精密鑄件用鈉一級膨潤土需≥0.25MPa，確保砂型在造型、搬運中不變形、不潰散。不同品級濕壓強度分級如下：11級≥110kPa、9級＞90~110kPa、7級＞70~90kPa、5級50~70kPa。
- 熱濕拉強度：模擬澆注時200-300℃高溫環(huán)境，要求≥0.08MPa，抵抗金屬液沖擊與高溫侵蝕，避免沖砂、夾砂缺陷，保障鑄件表面光潔度。
- 干壓強度：砂樣105℃烘干2h后測試，干型砂用膨潤土需≥1.5MPa，適配干態(tài)造型工藝，防止?jié)沧⑦^程中砂型開裂。
2. 可塑性與韌性
需具備良好的可塑性（可塑性指數(shù)≥12），確保型砂能緊密貼合模具型腔，成型復(fù)雜精密結(jié)構(gòu)；韌性優(yōu)異可避免造型、起模時砂型掉塊、起皮，提升砂型整體致密性。鈣基膨潤土在塑性與潤濕性上表現(xiàn)更佳，可優(yōu)化起模性能。
3. 膨脹與膠體性能
膨潤值≥8mL/g，吸水膨脹后形成穩(wěn)定膠體結(jié)構(gòu)，包裹砂粒形成均勻砂型；膠體率≥95%，保障型砂在儲存、使用過程中性能穩(wěn)定，不易分層離析，適配批量精密鑄造的一致性需求。
三、工藝適配性能要求
適配精密鑄造造型、澆注、清砂全流程，平衡成型質(zhì)量與生產(chǎn)效率，核心指標包括潰散性、透氣性、復(fù)用性。
1. 潰散性
澆注后砂型需易破碎清砂，自行破碎率≥85%，減少拋丸清理時間，降低鑄件表面損傷風(fēng)險。鈉基膨潤土潰散性優(yōu)于鈣基，且高溫下氧化分解徹底，無殘留粘結(jié)物，適配高精度鑄件清砂需求。
2. 透氣性與發(fā)氣量
透氣性≥80（單位：cm³/(cm²·min·kPa)），確保砂型內(nèi)氣體順利排出，避免鑄件產(chǎn)生氣孔；發(fā)氣量≤10mL/g（1000℃），嚴格控制澆注過程中氣體生成量，尤其適配薄壁精密鑄件的成型需求。鈣基膨潤土可提升型砂透氣性，減少氣孔缺陷。
3. 復(fù)用性
鈉基膨潤土復(fù)用性優(yōu)異，經(jīng)再生處理后性能衰減≤15%，可重復(fù)使用3-5次，降低材料損耗與生產(chǎn)成本；鈣基膨潤土復(fù)用性較差，更適用于普通精密鑄件或一次性造型工藝。
