膨潤土是以蒙脫石為主要礦物成分的非金屬礦產(chǎn),蒙脫石結(jié)構是由兩個硅氧四面體夾一層鋁氧八面體膨潤土組成的2:1型晶體結(jié)構,由于蒙脫石晶胞形成的層狀結(jié)構存在某些陽離子,如Cu、Mg、Na、K等,且這些陽離子與蒙脫石晶胞的作用很不牢固,易被其它陽離子交換,故具有較好的離子交換性。國外已在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)24領域100多個部門中應用,有300多個產(chǎn)品,因而人們稱之為"萬能土"。
膨潤土也叫斑脫巖,皂土或膨土巖。我國開發(fā)使用膨潤土的歷史悠久,原來只是做為一種洗滌劑。(四川仁壽地區(qū)數(shù)百年前就有露天礦,當?shù)厝朔Q膨潤土為土粉)。真正被廣泛使用卻只有百來年歷史。美國最早發(fā)現(xiàn)是在懷俄明州的古地層中,呈黃綠色的粘土,加水后能膨脹成糊狀,后來人們就把凡是有這種性質(zhì)的粘土,統(tǒng)稱為膨潤土。其實膨潤土的主要礦物成分是蒙脫石,含量在85-90%,膨潤土的一些性質(zhì)也都是由蒙脫石所決定的。蒙脫石可呈各種顏色如黃綠、黃白、灰、白色等等。可以成致密塊狀,也可為松散的土狀,用手指搓磨時有滑感,小塊體加水后體積脹大數(shù)倍至20-30倍,在水中呈懸浮狀,水少時呈糊狀。蒙脫石的性質(zhì)和它的化學成分和內(nèi)部結(jié)構有關。
鑄造用膨潤土工藝性能試驗方法
14強度試驗用混合料的配制方法
14.1提要
仿照鑄造生產(chǎn)實際的型砂配制方法,配制實驗強度試驗用混合料。
本方法引用標準為JB/T9227—1999鑄造用膨潤土和粘土,以及GB2684-81鑄造用原砂及混合料試驗方法。
14.2儀器和材料
14.2.1SHN型碾輪式混砂機。
14.2.2SAC-A型錘擊式制樣機。
14.2.3標準砂(JB/T9224—1999)
14.3試驗程序
將2000g標準砂放入SHN型混砂機內(nèi),加水40ml左右,混碾2min,再加100g試驗用的膨潤土,混碾8min。按GB2684—81中2.4(或見本文2濕壓強度的測定方法)規(guī)定測定緊實率,當緊實率小于43%時,可加少量水,補加水量可按每毫升水達到1.5%緊實率估計,再混碾2min,檢查緊實率大于47%,將試料過篩一兩次,再檢查緊實率。緊實率在43—47%的范圍內(nèi)即可。
14.4存放
混制好的試驗用混合料應密封存放,防止水分揮發(fā),以備進行試驗,混合料應放置10min后進行測定,但超過1h則不得再進行測定。
15緊實率的測定方法
15.1提要
緊實率是指濕態(tài)混合料在一定的緊實力作用下其體積變化的百分率,用以判斷型砂適宜的干濕程度。
本方法引用標準為GB2684—81鑄造用原砂及混合料試驗方法。
15.2儀器和材料
15.3試驗程序
調(diào)整篩底至標準試樣筒的上端面距離為140mm,將試驗用混合料(1.4)通過帶有6目篩子的漏斗,落入到有效高度為120mm的圓柱形標準試樣筒內(nèi),用刮刀將試樣筒上多余的混合料刮去,然后將裝有混合料的樣筒,在錘擊式制樣機上沖擊三次?;旌狭象w積壓縮的程度,即為緊實率,以百分比表示其數(shù)值,可直接從制樣機上讀出。也可按下式進行計算:
H0-H1
V=×100
H0
式中:V—混合料的緊實率,%;
H0—混合料緊實前的高度,120mm;
H1—混合料緊實后的高度,mm。
16濕壓強度值的測定方法
16.1提要
濕壓強度是表示混合料制成的標準試樣,在外部壓力作用下,破壞時單位面積上承受力的大小。其單位為MPa或KPa。濕壓強度值的大小可以評價膨潤土的濕態(tài)粘結(jié)能力。
本方法引用資料:
?。?)GB2684—81鑄造用原砂及混合料試驗方法;
(2)GZG93—01非金屬礦物化性能測試規(guī)程。
16.2儀器和材料
16.2.1SHN型碾輪式混砂機。
16.2.2SAC-A型錘擊式制樣機。
16.2.3SWY型液壓強度試驗機。
16.2.4塞尺總厚4mm。
16.2.5標準砂(JB/T9224—1999)
16.3試驗程序
16.3.1稱取150-155g已制備好的混合料(1.4)均勻裝入圓柱形試樣筒中,將該試樣筒放在錘擊式制樣機規(guī)定的位置上,即定位孔中,慢慢抬起扳手,使沖頭輕輕壓入試樣筒中,用右手連續(xù)轉(zhuǎn)動凸輪三次,使重錘對混合料沖擊三次。此時,中心軸上端面應在刻度盤右側(cè)三條刻度線之間。如果上端面超過上線或低于下線,應減少或增加混合料質(zhì)量,重新做試樣,至達到標準為止。即圓柱形標準試樣的直徑為50±1mm,高度為50±1mm,用上述方法再制兩塊試樣。
16.3.2按使用說明書調(diào)整、校正好強度試驗機。
16.3.3將抗壓夾具置于強度試驗機上,并將壓力表指針拔回零位。
16.3.4將標準試樣放在夾具上,轉(zhuǎn)動手輪,以每分鐘0.2MPa的加荷速度作用于試樣上,直到試樣破碎。壓力表指針停留的位置所指抗壓圈刻度值,即為測試的濕壓強度值。
16.3.5同法測定另外兩塊標準試樣。
16.4計算
本試驗測出三個數(shù)值,取算術平均值,以兩位有效數(shù)字表示。參與平均的單值與平均值的相對誤差不得超過10%,否則試驗應重新進行。
17熱濕拉強度值的測定方法
17.1提要
將型砂標準試樣一端加熱,使之形成一定厚度的干砂層及其水分凝聚區(qū),然后施加拉力負荷,測定標準試樣中水分凝聚區(qū)的抗拉強度,稱為熱濕拉強度,以KPa表示。
本方法引用資料:
JB/T9227—1999鑄造用膨潤土和粘土;
GB2684—81鑄造用原砂及混合料試驗方法;
DZJ93—06非金屬礦物化性能測試規(guī)程。
17.2主要儀器和材料
17.2.1SAC-A型錘擊式制樣機。
17.2.2SHN型碾輪式混砂機。
17.2.3SQR型型砂熱濕拉強度試驗儀。
17.2.4塞尺總厚度4mm。
17.2.5標準砂(JB/T9224—1999)。
17.3試驗程序
17.3.1按使用說明書,將型砂熱濕拉強度試驗儀調(diào)整到等待工作狀態(tài)。
17.3.2稱取已經(jīng)制備好的混合料(1.4)150g左右,倒入裝有連接套及托盤的試樣筒內(nèi),放在制樣機底座上,沖擊三次,如試樣高度合格(50±1mm),需繼續(xù)做兩個試樣。如試樣高度不合格,則需增加或減少混合料,重新制樣,直到合格為止。小心地取下連接套。
17.3.3將試樣筒連同試樣筒環(huán)一起送入熱濕拉強度儀試樣導軌上,并推至導軌的終端。
17.3.4按下加熱板上升按扭,同時將記錄儀上的記錄及測量開關拔至‘通’處,此時儀器即可自動使加熱板上升加熱試樣,加熱到規(guī)定時間后,通過加載、測力、自動記錄、自動復位等程序進行自動檢測。
17.3.5取出試樣筒及試樣筒環(huán),觀察試樣斷面是否平整,水分是否比原混合料高。如果試樣被拉斷的表面平整,水分增多,砂樣底表面干層很明顯,說明試樣加熱時間是合適的;如果試樣被拉斷的上部斷面成凸形,則需延長加熱時間;如果上部斷面是凹形,則應當縮短加熱時間。一般試樣加熱時間為20秒。
17.4結(jié)果的計算
按下式計算熱濕拉強度值P:
P=K(Na-Nb)
式中:K——儀器常數(shù),‘當變換量程開關’置50處,K=0.5克/厘米格。
Na——總負載對應的最大值(格)。
Nb——試樣筒和剩余試樣負載對應值(格)。
熱濕拉強度以三個有效測定值的算術平均值作為最終結(jié)果,計算至一位小數(shù)。如果同一混合料測定三個試樣,其中任何一個數(shù)值與平均值相差超出10%,試驗需重新進行。
18膨潤土熱穩(wěn)定性的測定方法
18.1提要
膨潤土受到不同溫度加熱后,粘結(jié)力會有不同程度的下降。
本文引用資料為胡彭生主編的《型砂》第二版P.607上??茖W技術出版社1994年8月
18.2工藝試樣法
18.2.1稱取膨潤土試樣60-70g。放在容積為250ml的蒸發(fā)皿中,輕輕搖平樣品表面。
5.2.2把盛有膨潤土的蒸發(fā)皿,放進已在550±15℃下恒溫的箱式電爐中,關好爐門,待升溫到550℃時,開始計時,恒溫30分鐘,取出在空氣中冷卻10—15分鐘,放入干燥器中冷卻至室溫。
18.2.3配制強度試驗用混合料,按1強度試驗用混合料的配制方法進行。
18.2.4測定混合料的濕壓強度,按3濕壓強度值的測定方法進行。
18.2.5測定混合料的熱濕拉強度,按4熱濕拉強度值的測定方法進行。
18.3吸藍量法
將存有3-5g膨潤土的坩堝(25-35ml),排放在鎳支架上,坩堝底距離爐堂底面20-30毫米。把鎳支架連同坩堝一起,放入550±15℃在下的箱式電爐中,關好爐門,升溫到550℃時,開始計時,恒溫60分鐘。取出放在干燥器中,冷卻至室溫,測定吸藍量。