混砂工艺和技术

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用碾轮式混砂机，多年来一直采用先干混和后湿混的混砂工艺。近来听说加入膨润土以前先湿混的效果更好，不知如何控制先湿混的加水量？但是德国爱里许混砂机采取先干混而后加水湿混，似乎混砂质量还好。为什么？
按照过去传统的混砂方法：加入旧砂、膨润土和煤粉后先一起干混一段时间，然后再加水湿混。这种混砂工艺的缺点是在干混过程中粉状材料容易偏析而落入混砂碾的围圈和碾盘的夹角部位。加水以后粉料的润湿较慢，需要延长混砂时间才能将粉料逐渐裹带出来。混砂机的加料顺序最好是加入旧砂和新砂后，立即加入全部加水量的70～80％进行湿混。混合均匀后再加入膨润土和煤粉等粉料。然后再逐渐补加其余水分使型砂的紧实率或含水量达到要求。这种先湿混的方案已经得到广泛应用，可能比先干混法的混碾时间缩短1/4左右就能混合均匀。有些采用人工加水方法的工厂开始推广先湿混方案时遇到困难是恐怕第一批加水过多而无法纠正。实际上细心的混砂工经过培训后还是能够逐渐掌握加水技术的。爱里许式混砂机的加水办法不同于其它混砂机，它是在加水前先将旧砂、新砂、膨润土和煤粉一同加入混砂机中混合，用传感器测定出加入的所有材料总体湿度，靠计算机确定需要加入的全部水量，一次加水混匀。由于爱里许机器的转子搅拌功能強，也能在很短时间内将型砂混合均匀。
C-2. 国内内绝大多数铸造工厂，尤其是中小型铸造工厂都是靠手捏和眼看来判断混砂碾中加水量是否合适。结果是型砂干湿程度波动很大，各种性能也都隨之变动。请问怎样才能使混砂加水自动化？
    国内有些大铸造工厂、外资和合资铸造工厂使用进口的型砂加水控制装置。或是在混砂阶段陆续测定型砂干湿程度，自动确定是否需要继续加水。或者利用传感器测定混砂机称量斗或混砂机中各种材料的干湿程度一次自动加水。各种装置使用效果都比较理想。由于进口型砂水分控制仪的价格较贵，影响国内中小工厂推广应用。国内有几家高校和科研单位也曾研制成功混砂加水自动控制装置。据了解试用效果尚好。不过有的单位追求高技术水平而将仪器功能增多，例如可以在一次测量中还自动检测和调整型砂的强度。也有的还包括测量型砂的透气性、温度等。这样就使装置的结构变得相当复杂，价格提高，不是一般铸造工厂所能承担的。而且所增多的检测项目并不适用。因为混砂周期时间长度有限，如果湿混阶段测得含水量或紧实率还没达到预期程度，可以继续补加少许水分，依靠水的极強渗透力和润湿性，混砂几秒到十几秒钟后就能分散均匀，即可确定水分是否已经达到目标值。如果型砂强度还没达到预期值，虽然补加膨润土能够立即使强度有所提高，但是新补加的膨润土（尤其是活化土）吸水缓慢，在砂粒表面分散和包覆需要较长时间。型砂的强度随着继续混砂还会不断升高，补加膨润土时不能准确推测出卸料时型砂最终强度是否符合目标值。因此強度的检测结果只可以为以后混砂需要加入多少膨润土提供数据，不如在型砂实验室中测定强度更为方便和准确。至于透气性和型砂温度本来不属于混砂机自动控制范围，应当是型砂实验室的检测内容。总而言之，我国众多铸造工厂，尤其是中小铸造工厂，最迫切需要的是结构相对简单、价格比较低廉的型砂紧实率或含水量自动控制仪。
C-3.  我厂的高压造型线生产汽缸体铸件。用国产碾轮式混砂机，混砂周期时间三分钟，型砂手感性能不好，有些脆和不易起模。但又不能延长混砂时间，以免供砂紧张。这种困境是怎样造成的？ 应当怎样才能改进型砂品质？
根据资料，可以查到囯产碾轮式混砂机产品目录给出数据，由生产率（t/h）除以每批加料量（kg），可计算出周期时间（min），分别为2.60~2.70 min/批。与实际需要相比，如此短的有效混砂时间严重不足，以致型砂性能逐渐恶化。笔者在日本看到丰田、三菱等汽车厂的碾轮混砂机周期都是6min。我国很多工厂混砂周期时间不足的原因是原设计的技术指标按照过去低密度造型、低强度型砂制定的。当时砂型的压实比压不足300～400kPa，型砂的湿压强度不高于70～90 kPa。使用的是钙基膨润土，而且品质有限，有效膨润土含量也不高。如今高密度造型用型砂的湿压强度一般都超过140 kPa，有的甚至达到200 kPa以上。都是用活化膨润土，而且树脂砂芯混入量增多都需长些时间混砂。原有的产品样本、设备说明书及设计手册上规定的混砂机生产率已不适用。如型砂需要量大，无法延长混砂时间，又没有空闲场地增添混砂机，最彻底的办法是攺造砂处理工部，改换使用高生产率混砂机。国内几家大型汽车厂纷纷引进外国转子混砂机的原因就在于此。但是更多的中小铸造工厂财力不足，没有条件购买昂贵的进口设备，采取以下办法虽不能彻底解决问题，但多少对型砂质量有一些攺进：①加強对混砂工人的培训和管理，充分利用一切非必要的停机时间。曾经有个别工厂的造型机上为大容量砂斗，工人就尽量缩短混砂时间以便尽快装满砂斗，提前休息和抽烟。应当将造型机砂斗改小，只用来供给10～12只砂箱造型。尽可能延长每一混砂周期的时间和要求工人不停地在混砂机旁专注混砂，随混随用。某拖拉机厂只是将混砂时间延长了半分钟就感到型砂韧性和起模性能大有改进。②利用节假日和周末休息期间，将砂系统中的所有砂子翻混一两遍。混砂时只加少量水，不加其它附加材料。这样可以将旧砂中积留的膨润土和煤粉团粒尽量混碾均匀。对型砂性能必会有改进。③另外还要注意：每日下班前必须将混砂机中的积砂完全清除干净。经常调整刮砂板与底盘和围圈的距离，及时更换已磨损刮砂板。这样才能提高混砂机
C-4. 怎样确定混砂机的最适宜混砂时间？   
可以在生产用混砂机中按照工艺规定混制型砂，对混完的型砂取样测定其湿态抗压强度。然后再延长碾轮混砂机的混砂时间0.5～1 min（转子式混砂机延长10~20秒钟）。混砂时添加少量水分以保持型砂紧实率基本不变，再一次测定型砂湿压强度，强度值将有不同程度的上升。如此每次延长混砂时间和继续测定强度。強度上升逐渐趋于和缓，直到强度不再上升，即达到“峰值强度”为止。由于接近平台区的强度升高极为缓慢，通常认为型砂强度到达峰值80～90％左右即为生产中最适合使用强度。达到最适合使用强度的混砂时间应当是混制该种型砂的正确时间，工厂可以据此更正工艺规定的混砂时间要求。清华大学曾检验山东某动力机厂型砂使用S14系列转子混砂机的混砂效果，发现达到峰值强度的混砂周期是4.5min，建议该工厂将混砂时间定为4.0min，明显高于设备制造公司推荐的混砂周期2 min。
C-5.  山西某厂添置了一台转子混砂机，标牌注明生产率每小时60吨，混砂机的电动机功率为60 kW。使用后发现混砂效果相当差。该混砂机的电动机功率是否不足？是否应当更换其它类型的混砂机？
型砂的混合均匀和型砂表现出优秀的性能，靠的是有足够的电能传输到型砂中。因此，混砂机需要安装较大功率的电动机来驱动混合型砂。分析比较国内外混砂机可以看出：混砂机的电机总功率（kW）至少应当是每小时生产率（t/h）的两倍以上，否则不可能在规定周期时间内混制出良好的型砂。例如Eirich公司的倾斜旋转底盘转子混砂机电动机功率与小时生产率之比大致在2.6～2.8；DISA公司的SAM-3和SAM-6的电机功率生产率之比基本在2.24～2.36之间；KW公司的WM混砂机基本在2.58～2.83；B&P公司的摆轮混砂机大致在1.92～3.00之间。而国产碾轮混砂机S1116、1118、1120、1122的比率较低，分别为1.47～1.85。国产S14系列转子混砂机电机功率与生产率之比仅为1.33和1.50，都显然过低。山西某厂的电机功率与生产率之比只是1.0，不可能在规定生产率之下混出好型砂。关键在于不论混砂机的类型如何，在混砂过程中没有足够的能量传输给型砂就不可能提高混砂效果。假定混砂机电机实际使用率为85％，可以估算出每吨型砂耗用电能量（kWh）。Eirich公司平均为1.81，DISA公司平均为1.87，KW公司平均为2.47。而国产碾轮式混砂机为1.48，转子式混砂机只有1.13～1.28，与进口混砂机相比差距明显。国内有些经济较富裕的大厂，为了同时保证高生产率和型砂质量，将原来的混砂机拆掉换成进口混砂机的原因即在于此。在不更换混砂机的条件下，唯一的解决措施是降低生产率和延长混砂周期一倍以上。以上讨论都是基于混砂机的制造质量和维护保养水平，即机械效率等都正常的情况下，否则问题会更加突出。也有铸造工厂恐怕延长混砂时间会使型砂温度提高，这成为不肯延长混砂时间的借口之一。实际上将每吨型砂输入电能提高到接近进口混砂机的型砂耗能量，型砂温度也许仅仅升高三到五度左右。考虑到型砂水分每蒸发1％，型砂温度可降低25℃左右，只需多加少量水分，靠混砂机的排风装置，就可利用水分蒸发使型砂降温。
C-6. 我厂生产农用汽车球铁轮毂，产量较大。但生产条件相当落后，主要用手工造型。采取碾轮混砂机混制面砂，背砂是在地面混砂。铸件表面普遍存在砂孔缺陷。现要扩大产量和改进铸件品质，准备建成完整的砂处理系统。请问应当选择哪种形式的混砂机？
目前国内工厂使用较多的混砂机有：①碾轮混砂机、②旋转底盘转子混砂机、③旋转刮砂板转子混砂机。也有个别工厂使用④摆轮式混砂机。实际上只要混砂时间足够长和有足够电能输送给型砂，混砂机受到良好的维护清理，任何种类混砂机都能混制出品质良好的型砂。在各种混砂机中，碾轮式应用最广。高密度型砂理想的混砂周期时间大约需要6min。另外，工厂还应每天下班前将碾盘和碾轮上积下型砂完全清除干净，及时调整刮砂板与底盘和围圈距离，及时更换磨损的刮砂板。如果做到这些要求就肯定能够混制出优良品质的型砂。
我国制造的S14系列转子混砂机的底盘不转，靠以碾盘中心为轴的刮砂板将砂子扬起，遇到高速旋转转子被打散和混合。规定的混砂周期120s肯定不足。为了提高混砂的品质应当增大电机功率和延长混砂时间。还有一种类似结构的外国公司制造的混砂机，额定周期105s，也需延长混砂时间。
C-7. 有些铸造工厂发现型砂中有很多黄豆大小旳“砂豆”。例如天津附近某厂的机械化造型的砂系统中就发现大量砂豆。曾多次利用节假日人工将型砂系统中砂子过筛去除砂豆。但生产一星期后砂豆又出现。请问砂豆是怎样形成的？怎样消除砂豆的产生？
型砂中的砂豆不但损害流动性，而且不利于铸件表面光洁度，还有可能造成型废、掉砂、气孔和砂孔缺陷。砂豆的生成原因可能有几方面。一是混砂加料顺序有问题，如按照先干混工艺，膨润土和煤粉加入后由于偏析而在混砂机的角落集中，加水时先将膨润土润湿而成粘土团，如果隨后的混碾不充分，就成为砂豆留在型砂中。如按照先湿混工艺，先加入的水尚未分散开就加入膨润土和煤粉，甚至水还没加完就急于加入膨润土和煤粉，必然会形成大量砂豆。加完第一批水后，至少应混合10s（转子式）至半分钟（碾轮式）后再加入膨润土和煤粉。另外的重要原因是混砂时间不够长，混砂机的维修和清理不及时，混砂效果不够好，没有将积聚成的小砂豆混碾破散开。还有一个可能性，混砂加入的膨润土量过多，例如有一工厂使用转子混砂机，由于旧砂烧损严重，膨润土补加量超过2%时，混砂机来不及把所有加入的粘土团块混碎开，就会出现小团粒和湿强度不高的状况。因此想防止型砂生成砂豆，需要保证混砂机工作条件正常和混砂时间充足。
C-8. 很多机器造型的铸造工厂都有型砂温度高的问题，请问热砂给生产带来哪些困难。应该怎样解决热砂？
经过反复浇注的热量积蓄，使旧砂温度不断上升。国外有些人提出造型时型砂温度超过40℃或43℃，或者比环境温度高12℃以上，可认为存在“热砂”问题。给生产造成的不良影响如下：①随着砂温的提高，标准试样的重量和湿压强度等性能都会下降。②热砂蒸发出来的水蒸气凝结在冷的运输皮带上，而使其粘附一层型砂，随时撒落地面而影响车间卫生条件。凝结在砂斗内壁，使砂斗实际容积越来越小。③砂型表面的热砂容易脱水变干，使砂型表面发酥，棱角易碎，不耐金属液冲刷，容易造成冲蚀和砂孔缺陷。④热砂的水蒸气凝结在模板表面，使起模性恶化。水蒸气凝结在型腔中冷铁和砂芯上，使铸件产生气孔缺陷。为了防止和解决热砂问题，对于经济条件较好的工厂，最重要的措施是应当在砂处理系统设计阶段就考虑到加大砂系统实际容量，减少型砂使用的循环次数，每班旧砂循环最好不超过两遍。有人提出将砂铁比提高到十比一即可消除热砂问题。另外尤其重要的是采取增湿通风冷却处理。我国有几家工厂应用结构良好的进口增湿冷却设备，能将型砂温度降低到要求范围内。国内有的工厂只是在落砂后斜爬皮带上自行按装一个简易的雾化喷水装置，根据来砂多少自动调节喷水量，也可以使砂温适当降低。此外，为了防止热砂粘附模样，除了必须在模板上喷涂以煤油或轻柴油为原料的脱模剂以外，还可采用模板加热装置，减小型砂与模样的温度差异，避免水蒸气凝聚在模板上，从而减少起模时砂型损坏。但是模板加热温度不可高于型砂温度，以免型腔表面脱水变脆弱而产生砂孔缺陷。
C-9. 有些工厂采用增湿冷却方法来达到旧砂降温的目的，但是在实施过程中尽管已采取管道加热保温的措施，仍然发生通风除尘管道和除尘器布袋因长期结露造成粉尘堵塞的严重问题，请问如何来防止和减少这种现象的发生？
    估计发生除尘管道和除尘器布袋的堵塞和结雾严重问题的原因是除尘系统的设计不合理。除尘管道应采取电热外壁，使管壁温度不低于管道中含尘水气温度，水蒸气就可以不凝结在管道内壁。还要加大排风速度，有资料介绍管道中风速不低于18 m/s，使微细尘土颗粒不致沉淀在管子中。布袋要选择不吸水材料制成。河北有一家挤压造型铸造工厂，落砂冷却滚筒除尘管道的水平部分采取内高外低的简单直线结构，每日用水冲洗管道，将管道中积聚的粉尘冲洗流入室外的水池中。不需加热也可防止堵塞。

人生铸造

谢谢

dajiafenfan

很好的资料，正好需要，谢谢楼主

feixi

正好需要这个资料，谢谢

feixi

很好的资料谢谢

lzhxzylhj

是于老先生的“湿型砂铸铁工厂一些型砂问题和解答”，已拜读！

lzhxzylhj

俺也来凑个热闹。
D. 铸件夹砂缺陷和膨润土
    D-1. 我厂是一家小手工铸铁工厂，用三节化铁炉熔炼。砂子的来源是附近的河沟。没有混砂机，每次浇注落砂后将场地上的散砂用铁锹堆积成长条，均匀地撒一薄层粘土，用喷壶撒水后过筛即可再造型使用。由于铸件表面经常出现夹砂缺陷，有一位工程师建议用活化膨润土代替普通粘土来防止夹砂缺陷。不知这个意见是否可行？
    活化膨润土对防止夹砂缺陷确实有利。但是这种膨润土吸水缓慢而且粘稠，只靠铁锹来手工翻动是难以混合均匀的。因而活化膨润土只适用于有混砂机的铸造工厂。对于你厂来说，要想防止夹砂缺陷，可以精心调制一些掺入少量α-淀粉(或面粉)和煤粉的型砂当作面砂，并经过筛来充分松砂后造型。另外还要注意砂型松紧均匀，浇口分散，砂箱倾斜放置，避免型腔上表面长时烘烤，快速浇注，可能会有效果。
D-2. 我厂是天津的一家台资铸造工厂，使用挤压造型机生产出口铸铁小件。原砂来自内蒙，膨润土用建平产活化土。开始时铸件品质尚好，但是最近铸件靠近内浇道处总是容易产生夹砂缺陷。难道所用的膨润土质量有问题吗？顺便说起，原来我厂混砂用200m深井水，不久前井管被堵。老板为了节约，打了一口20m浅井供水。不知这口井的咸水是不是造成铸件夹砂的原因？
    建平各膨润土加工公司的活化土品质对于挤压造型肯定是能够防止夹砂缺陷的。据了解天津郊区的浅井水是含有大量盐分的咸水，这种咸水对活化膨润土有强烈的反活化作用，铸件容易产生夹砂缺陷。工厂应立即改用饮用自来水混砂。我国南方有的挤压造型工厂使用流经工厂外面小河沟的河水混砂，适逢河水上游有化工厂向水中排废水，引起铸件产生夹砂缺陷的原因也是由于废水的反活化效应。
    如果对工厂的供水质量产生怀疑，可以取来水样与3g活化膨润土做膨润值对比试验。假如得出膨润值不到30mL，与用蒸馏水（或纯净水）的膨润值70~100mL相比异常低下，表明这种水对活化膨润土有强烈反活化作用，不能用来混制型砂。
D-3. 我厂用Z148造型机生产湿型铸铁件，原砂来自内蒙。膨润土、煤粉、涂料和聚渣剂由当地一家造型材料公司统一供应。使用碾轮混砂机混制单一砂。膨润土的混砂加入量1.3～1.5％，煤粉加入量1.0％。砂芯用冷芯盒粘结剂。型砂湿压强度1.1～1.2kPa。但铸件经常局部多处出现似乎是包砂或铁夹砂缺陷，不知原因为何？应该怎样防治？
如果只是局部小块出现包砂或铁夹砂，似乎不像是机械粘砂缺陷。应当用扁铲翘下一块缺陷块仔细观看，如果缺陷块比较容易翘掉，背后有清晰的脉纹，就可判断是夹砂缺陷。凸起的脉纹是铁水流入砂型表皮的痕迹。则应检查膨润土的膨润值和吸蓝量，看膨润土的质量是否较差，是否为活化膨润土。你厂膨润土的混砂加入量1.3～1.5％，而湿压强度只有1.1～1.3kPa，估计膨润土品质不佳。假如膨润值也低(不到70～100mL)，大概膨润土活化处理不足或并非活化膨润土。换用优质活化膨润土后就有可能消除夹砂缺陷。
D-4. 从资料得知活化膨润土的明显优点是型砂的抗夹砂缺陷能力强，而且耐烧损性能好。所以我厂一直使用活化膨润土。但是据说膨润土工厂在加工钙基膨润土时的碳酸钠加入量不过3~4%。问题是为什么不更多加一些碳酸钠，以使抗夹砂和抗烧损性能更好一些？
用碳酸钠处理钙基膨润土，目的是用碳酸钠中的钠离子代替膨润土中所吸附的钙离子。隨着碳酸钠加入量逐渐增多，混砂后热湿拉强度也隨之提高，亦即膨润土的抗夹砂能力提高。但是，碳酸钠量提高到一定程度后热湿拉强度反而开始下降。这个使热湿拉强度处于峯值的碳酸钠加入量可称为“极限活化量”，意思是活化量不可超过此极限值。曾检验过几十种钙基膨润土的极限活化量，基本上都在5%左右。需要注意的是，随着活化量提高，膨润土的粘滞性也提高。当型砂湿度稍高时韧性显著增大，混砂不易均匀，型砂流动性和紧实性都明显下降，落砂时旧砂块不易破碎。因此，湿型铸铁件用膨润土的碳酸钠加入量大致都在3~4%左右。另外，过多加入碳酸钠还有可能降低型砂的耐火度和烧结点，使砂子烧结粘附在铸件表面，形成热粘砂。
D-5. 为了判断所购入膨润土的品质好坏，人们习惯用测定胶质价或膨胀倍数的办法，因为操作极其简单。但是我们发现胶质价和膨胀倍数不能说明型砂粘结强度高低。据我们所知，有一家膨润土公司的矿源只是属于中等，为了提高胶质价和膨胀倍数而大量加入碳酸钠。为的是使人们误以为胶质价和膨胀倍数高的膨润土品质最好，型砂的湿态强度也最高。不知道检测膨润土的胶质价和膨胀值能说明什么问题？
与胶质价和膨胀倍数相类似的试验方法还有膨润值和自由膨胀量，这些检验方法的结果都是说明膨润土中钠离子含量有多少，和型砂的热湿拉强度有关。对于铸造工厂而言，这几种性能可以用来辨别供应商送来的膨润土是钙基的或是活化的。如果3g膨润土的膨润值不足30mL，则肯定是钙基膨润土，甚至是普通粘土。因为活化膨润土的膨润值至少会达到70～100mL。通常人们最关心的是膨润土的湿态粘结力和型砂的常温湿态强度。这主要取决于膨润土中的蒙脱石矿物的含量和结晶构造特性，与膨润土的膨润性能没有直接关系。不能单纯用水中膨润性能判断膨润土的湿态粘结力和膨润土的品质。
D-6. 我厂是一家南方新开办的小厂，供销员缺少经验。我们提出购买“陶土”供潮模砂型混砂使用。但是使用购来“陶土”后，型砂粘结力很低，而且砂型开裂。请问原因如何？应当如何知道所购买“陶土”是否适合使用？
我国南方各地习惯将膨润土称为“陶土”，这是当初曾经将浙江仇山产膨润土称为“酸性陶土”以便与烧制陶瓷用的陶土区分。但有些铸造工厂为了语言简便，而将膨润土简称为“陶土”。膨润土、普通粘土和真正的陶土都是粘土矿物，但是这些材料的结晶构造各有不同，性能不同，用途完全不同，不可混为一谈。因此，估计你厂购入的是真正的陶土，而不是膨润土。关于简易辨别两种材料的方法如下：取茶杯一只，加入粘土10g和水30mL，搅拌均匀，粘土浆呈稀糊状。向粘土浆中加入碱面（碳酸钠）约0.5g，再搅拌，如果仍为稀浆状，则可以判断是普通粘土或真正“陶土”，不适合湿型铸造使用。如果加入碱后变成粘膏状，可以肯定是钙基膨润土，可以造型使用。如果加碱以前就呈膏状，就是活化膨润土或天然钠基膨润土。
D-7. 我厂是外资工厂，根据外方要求购买进口天然钠基膨润土与国产活化膨润土掺合使用。曾通过外贸公司购买了一批廉价“天然钠土”，我们怀疑只是一种活化膨润土。请问我们如何用简易办法分辨它是否真的天然钠基膨润土？
    最简单的定性鉴别办法是取一点土样置入试管中，加入浓盐酸浸没粘土，看是否有气泡发生。如果无气泡或极少气泡，就是天然钠土。假如出现多量气泡，就可能是活化膨润土。因为天然钠土中碳酸盐极少（美国铸钢学会规定含碳酸钙不超过0.7％），而活化膨润土一般要加入碳酸钠3～4％。碳酸盐遇盐酸后都会明显地产生二氧化碳气体。
D-8. 根据资料介绍检验膨润土湿态粘结能力的办法有两种：①用标准砂加膨润土5%，加水混合均匀，控制紧实率45±2%。根据标准试样湿态抗压强度判断膨润土品质好坏。②用浓度0.20%的试剂纯亚甲基蓝溶液滴定0.20g膨润土试料，计算得出每100g膨润土吸附亚甲基蓝多少g，以此估计膨润土中有效成分蒙脱石的含量。但是前一种办法要求控制紧实率，工厂实验室的同事对此都不熟练。后一办法较为简单，所得结果是否能够说明膨润土的粘结能力大小？
我国原来的机械行业标准规定标准砂加入膨润土5％和水4％，所混出的混合料实际上是处于过湿状态，与实际使用状态相差甚多。1999年的标准改为控制紧实率45％是比较合理的。但是只有技术相当熟练的人能够将混砂机中型砂的紧实率控制准确。美国Volclay公司的简易办法是固定加水2.5%，这时的紧实率可能在50%左右。笔者过去检验膨润土时，控制型砂紧实率45±1％时的含水量基本上在2.0~2.2%之间。相比之下，虽然Volclay公司的试验型砂稍湿些，但仍不失为一个变通检测方法。
滴定亚甲基蓝溶液方法检测得膨润土的吸附量称为吸蓝量。笔者等人曾经将吸蓝量与混砂测定强度值进行对比，共试验了五十余种膨润土。结果表明吸蓝量与湿压强度的相关系数为0.75，意即只是大体相关。有的膨润土吸蓝量只有35g/100g土，而型砂试样的湿压强度高达140kPa。还有的膨润土吸蓝量超过38g/100g土，而湿压强度可能只有100kPa。因此检验膨润土湿态粘结力的最可靠方法不能只靠吸蓝量试验，还是应该使用混砂机混砂和测定型砂强度的办法。
D-9. 我们希望了解膨润土的热湿态粘结性能如何，不过我厂的型砂实验室比较简陋，市售的热湿拉强度仪器价钱昂贵。不知有没有更简单的测定方法？
    使用活化膨润土以后，鋳件应当极少见到夹砂缺陷。如果在生产中偶然发现铸件表面系统性地出现夹砂缺陷，就应该核查①所使用的膨润土的吸蓝量、湿态粘结强度。假如吸蓝量和标准工艺试样强度都低，表明膨润土品质差，热湿拉强度和抗夹砂能力也都低。②检验在水中的膨润性能（如胶质价、膨胀倍数、膨润值）。假如膨润性能比正常活化膨润土低，说明活化处理不当或未经活化处理。③然而更重要的是膨润土的热湿强度。如果自己没有仪器，也不便于委托其他单位代为检测热湿拉强度，唯一的变通办法是测定三倍水分湿压强度。原理是测定膨润土粘结力试验时，按照机械行业标准规定膨润土量5%，控制型砂的紧实率45±2%，此时试验砂中含水量大约只有2%或稍多少许。如果继续向试验秒中增多水量，则型砂的湿压强度会不断下降。使用钙基膨润土的强度猛烈下降，而使用活化膨润土的强度虽然也有下降，但比较和缓。因此将试验型砂的加水量增为紧实率45%时含水量的三倍左右，定为加水量6%，用来比较三倍水的湿压强度。试验结果表明，一般钙基膨润土混制试验型砂的三倍水湿压强度都在20kPa以下（紧实率45％时热湿拉强度大约为0.6~1.4kPa）。活化膨润土三倍水的湿压强度都可能在40~75kPa范围内（紧实率45％时热湿拉强度大约为3~4kPa）。由此可以用三倍水强度大致代替热湿拉强度来检验活化膨润土的抗夹砂能力。
D-10. 有的湿型铸造工厂原来使用钙基膨润土混砂，碾轮混砂机的混砂时间不到三分钟。为了消除夹砂缺陷改用活化膨润土，但发现砂型容易干燥、发酥。不知是何原因？
钙基膨润土吸水较为迅速。而活化膨润土的土团遇水后最外面一层成为水不会迅速透过的胶体。如果混砂时间短，卸砂后很多活化膨润土的团块并未完全湿透，水分仍在继续向内渗透。这就显得砂型表面有逐渐“干燥”的倾向。要解决这个问题，应当延长混砂时间，让活化膨润土在混砂机中基本吃水完毕。这样型砂的流动性、韧性、起摸性等性能都会明显改善。建议碾轮混砂机的混砂周期延长一倍。
D-11. 对铸造工厂而言，膨润土的热稳定性（耐烧损性、复用性）有什麽作用？用什么简易办法可以检测膨润土的热稳定性？哪种膨润土的热稳定性较好？
假定有两种膨润土的湿态粘结力完全相同。在生产中开始使用时，要达到规定的湿压強度160kPa，两种膨润土的混砂补加量都是1.0%。经过旧砂循环几遍以后，发现膨润土甲的每碾补加量不变，只加1.0%即可达到规定湿压強度，而膨润土乙的补加量必须提高到1.2%才能达到要求的強度。其原因就是膨润土甲的热稳定性比膨润土乙更好，浇注受热的烧损较少。
检测膨润土热稳定性的原理是：将膨润土在加热炉内焙烧一定时间后，检查其性能（包括粘结强度、吸蓝量等）的变化，与焙烧以前的性能相比得出百分比，用来说明膨润土的热稳定性。但具体试验方法有多种，正规的方法是将膨润土试样分为几份，每份等量，分别在300℃、400℃、500℃、550℃、600℃、650℃马福炉中焙烧一定时间后，称取5%与原砂混合，加水控制紧实率45%，测定型砂的湿压强度。所得强度值为100℃烘干膨润土强度的百分比即为热稳定性。但上述试验极为费时和烦瑣，实际上可将焙烧温度简化为550℃、600℃、650℃，或更进一步简化为600℃一种温度。笔者推荐更为简化的办法：取膨润土0.50g，置入磁舟中。用管式电炉加热一定时间（例如20min），炉温可以选择几种温度，也可以只选600℃。焙烧后的膨润土称取0.20g，测定吸蓝量与100℃烘干膨润土吸蓝量相比较，即可得知膨润土的热稳定性。
天然钠基膨润土的热稳定性高于钙基膨润土。活化处理可以提高钙基膨润土的热稳定性。钙基膨润土本身热稳定性高的，经活化处理后热稳定性也高。有人的研究表明，钙基膨润土中含有较多氧化铁和氧化镁的热稳定性稍差些。
D-12. 山西某厂使用高压造型生产汽缸体铸件。型砂中只加少量当地煤粉，而在湿砂型表面喷有醇基涂料，点燃后浇注。发现个别铸件表面有夹砂缺陷。请问是什麽原因造成的？
    这是涂层受热开裂被铁液钻入形成的“涂料层夹砂”缺陷。涂层开裂的原因大概是由于所用涂料本身的强度与点燃后砂型强度不匹配。湿型涂料的强度应远低于砂芯涂料。否则在点燃和浇注时涂层受热收缩，涂层就会开裂和翘皮，形成夹砂缺陷。如果在砂型表面局部喷刷有涂料，浇注后在涂料层边缘处也有可能出现翘皮形成的夹砂缺陷。