铸造用粘土的矿物组成和理化性质

铸造用粘土,又称白泥、甘子土、陶土、瓷土、高岭土等,主要是由高岭石组粘土矿物所组成。杂质的含量对粘土的工艺性能有一定的影响。粘土中SiO₂与R₂O₃的摩尔比对工艺性能也有一定的影响。高纯度的高岭土粘土可用于陶瓷、造纸等行业。铸造上所用的高岭石粘土一般是高岭石与其他粘土类矿物(例如伊利石)的混合物。

高岭石组粘土矿物的一般化学式为Al₂O₃·2SiO₂·2H₂ O,其结晶结构为两层型,由一层Si—O四面体和一层Al—(O·OH)八面体构成一个晶体单元。相邻单位晶层之间由氧面与氢氧面成氢键连接。

高岭石组矿物在研磨过程中,晶层边缘的氢氧基上容易出现断裂形成断键,断键处的氢易被其他阳离子所置换,因此高岭石组矿物研磨得越细,粘土颗粒的表面积就越大,断键也越多,粘结力也越好。

高岭石组粘土矿物遇水后,水分子难以侵入晶层之间,粘土颗粒不产生晶间膨胀,因此粘土的吸水率、膨胀率都比较小,湿强度较低,烘干时开裂倾向较小。(www.xing528.com)

高岭石组粘土矿物加热到400～500℃便迅速失去结构水,再升温到750～800℃则完全失去结构水并转变为无水高岭石。粘土矿物中即使尚含有极少量的水也容易重新吸收水分,但若完全失去水分则要再吸收水分就比较困难。粘土矿物的脱水特性对粘土砂型的烘干和型砂的老化度都有直接的影响。

由于高岭石组的粘土矿物具有较小的膨胀率、收缩率和较高的耐火度,所以铸造用粘土主要用做需要烘干的粘土砂型和砂芯的粘结剂。对于较大的铸件所用的干型,选用的铸造用粘土应有较高的干强度和耐火度。