粘土砂型可分为湿型、干砂型和
表面烘干砂型。三者之间的主要差别在于:湿型是造好的砂型不经烘干,直接浇入高温金属液体;干砂型是在合箱和浇注前将整个砂型送入窑中烘干;表面烘干砂型只在浇注前对型腔表层用适当方法烘干一定深度。粘土湿型砂又称潮模砂,是历史最悠久的铸造工艺方法,也是应用范围最广的。在各种化学粘结砂蓬勃发展,粘土湿型砂仍是最重要的造型材料,其适用范围之广,耗用量之大,是任何其他造型材料都不能与之比拟的。湿型砂大约占所有砂型使用量的60%-70%。
湿型砂是由原砂、膨润土、附加物及水按一定配比组成的。常用的加料顺序是先将回用砂和新砂、膨润土、煤粉等干料混匀,再加水混至要求的指标。型砂的配比应根据浇注合金种类、铸件特征和要求、造型方法和工艺、清理方法等因素确定型砂应具有的性能范围,然后再根据各种造型原材料的品种和规格、砂处理方法和设备性能、砂铁比等因素拟定。
高质量型砂应当具有为铸造出高质量铸件所必备的各种性能。根据铸件合金种类,铸件大小、厚薄、浇注温度、金属液压头、砂型紧实方法、紧实比压、起模方法、浇注系统形状、位置和出气孔情况,以及砂型表面风干情况等不同,对湿型砂性能提出不同的要求臼扪。最主要的,即直接影响铸件质量和造型工艺的湿型性能有水分、透气性、强度、紧实率、变形量、破碎指数、流动性、含泥量、有效粘土含量、颗粒组成、缅化物、砂温、发气性、有效煤粉含量、灼烧减量、抗夹砂性等。
用粘土湿型砂造型,浇注以后,除贴近铸件部分型砂中活性膨润土受热失效成为死粘土外,大部分型砂可以回收使用。配制粘土湿型砂时,旧砂用量一般都在90%以上,如果对旧砂处理不当,无论怎样加强混砂,无论添加什么辅助材料,都得不到好的型砂。所以,对旧砂进行有效处理,是保证型砂质量的前提。
混砂时,必须加入一定量膨润土,使型砂中保有必要的膨润土量。膨润土含量通常用
亚甲基蓝法测定,用亚甲基蓝法测得膨润土量称之为
有效膨润土量。
补加新砂不宜太多,以保持系统砂总量稳定为原则。新砂加入量太多,会对型砂质量有负面的影响。我国铸造厂一般散落砂都较多,很多厂新砂补加量为5%-8%。当然,新砂补加量还要考虑很多因素,如设备条件,芯砂进入量等。
煤粉补加的数量,须根据旧砂中有效煤粉测定值来确定。粘土湿型砂煤粉含量大致上宜控制在3.5%-5.5%之间。当然,煤粉补加的数量还要根据铸件的特点,煤粉质量具体确定心制。
为了减少混砂所需能量,采用合理加料顺序是很重要的。混旧砂时不要按习惯先加干料(砂和膨润土),干混一段时间,然后加水混匀口引。应先加
砂和水混匀,后加膨润土,因为水已分散,没有较大的水滴,加入膨润土后只能形成大量较小的粘土球。压开这些小粘土球是比较容易的,需要能量也较小。也就是说,用同样的混砂设备,得到品质相同的型砂,所需的混碾时间较短。国外有的铸造厂,在采用间歇式混砂机的条件下,混砂前先向混砂机中加水,运转几秒钟(当然设备方面保证水不泄漏),这样,不仅有上述先加水的好处,而且可以在每次混砂前将碾轮和刮板洗净,增进混砂效率。