精密铸造用膨润土性能要求
精密铸造用膨润土作为型砂核心粘结剂，需适配高精度铸件成型、低缺陷率及工艺稳定性需求，性能要求聚焦粘结强度、耐热性、溃散性等核心指标.
一、核心化学组成要求
化学组成直接决定膨润土的基础性能，核心指标围绕有效成分含量与杂质控制，是精密铸造选型的首要依据。
1. 蒙脱石含量
蒙脱石为膨润土发挥粘结、膨胀性能的核心成分，含量越高性能越优异。精密铸造优先选用钠基膨润土，其蒙脱石含量需≥70%；钙基膨润土作为替代选项，含量需≥60%。实践表明，蒙脱石含量每降低10%，湿压强度约下降0.03MPa，易导致砂型稳定性不足。检测采用X射线衍射（XRD）定量分析，确保成分精准可控。
2. 阳离子交换性能
阳离子类型及交换量影响膨润土水化膨胀与胶体稳定性。钠基膨润土Na⁺交换量需≥1.0 mmol/g，膨胀倍数可达钙基的2-3倍，粘结强度与复用性更优；钙基膨润土Ca²⁺交换量需≥0.5mmol/g。阳离子交换容量（CEC）整体≥70mmol/100g，可提升粘结稳定性与型砂均匀性。
3. 杂质含量控制
含砂量≤5%，避免杂质影响型砂致密性与铸件纯度，防止砂眼缺陷；重金属（铅、镉、汞、砷）各指标≤10mg/kg，杜绝铸件材质污染；烧失量需严格控制（通常≤15%），减少浇注过程中气体生成，避免铸件气孔缺陷。
二、关键物理力学性能要求
物理力学性能决定砂型成型质量与抗冲击能力，需兼顾湿态、热态强度及可塑性，适配精密铸造复杂型腔需求。
1. 粘结强度指标
- 湿压强度：按JB/T 9227-2013标准，膨润土与标准砂（SiO₂≥98%）按5:95配比混制，30℃、65%湿度养护2h后测试，钠基膨润土≥0.15MPa，钙基膨润土≥0.10MPa；高精密铸件用钠一级膨润土需≥0.25MPa，确保砂型在造型、搬运中不变形、不溃散。不同品级湿压强度分级如下：11级≥110kPa、9级＞90~110kPa、7级＞70~90kPa、5级50~70kPa。
- 热湿拉强度：模拟浇注时200-300℃高温环境，要求≥0.08MPa，抵抗金属液冲击与高温侵蚀，避免冲砂、夹砂缺陷，保障铸件表面光洁度。
- 干压强度：砂样105℃烘干2h后测试，干型砂用膨润土需≥1.5MPa，适配干态造型工艺，防止浇注过程中砂型开裂。
2. 可塑性与韧性
需具备良好的可塑性（可塑性指数≥12），确保型砂能紧密贴合模具型腔，成型复杂精密结构；韧性优异可避免造型、起模时砂型掉块、起皮，提升砂型整体致密性。钙基膨润土在塑性与润湿性上表现更佳，可优化起模性能。
3. 膨胀与胶体性能
膨润值≥8mL/g，吸水膨胀后形成稳定胶体结构，包裹砂粒形成均匀砂型；胶体率≥95%，保障型砂在储存、使用过程中性能稳定，不易分层离析，适配批量精密铸造的一致性需求。
三、工艺适配性能要求
适配精密铸造造型、浇注、清砂全流程，平衡成型质量与生产效率，核心指标包括溃散性、透气性、复用性。
1. 溃散性
浇注后砂型需易破碎清砂，自行破碎率≥85%，减少抛丸清理时间，降低铸件表面损伤风险。钠基膨润土溃散性优于钙基，且高温下氧化分解彻底，无残留粘结物，适配高精度铸件清砂需求。
2. 透气性与发气量
透气性≥80（单位：cm³/(cm²·min·kPa)），确保砂型内气体顺利排出，避免铸件产生气孔；发气量≤10mL/g（1000℃），严格控制浇注过程中气体生成量，尤其适配薄壁精密铸件的成型需求。钙基膨润土可提升型砂透气性，减少气孔缺陷。
3. 复用性
钠基膨润土复用性优异，经再生处理后性能衰减≤15%，可重复使用3-5次，降低材料损耗与生产成本；钙基膨润土复用性较差，更适用于普通精密铸件或一次性造型工艺。
