بنتونیت

ماسه به تنهایی قابلیت چسبندگی ندارد. اگر قالب های ریخته گری با ماسه خالص ساخته شوند قبل یا در موقع ریخته گری از هم پاشیده می شوند برای جلوگیری از این کمبود از خاصیت چسبندگی بنتونیت استفاده می شود. به ماسه های ریخته گری مقداری بنتونیت که از 15 درصد تجاوز نمی کند، می افزایند. این ماسه های بنتونیت دار جهت فرم دادن فلزات و آلیاژها به صورت ریخته گری بارها مورد استفاده قرار می گیرند فاصله زمانی استفاده مجدد ممکن است از یک ساعت کمتر باشد و چون فلزات با درجه حرارت بالایی در قالب ریخته می شوند بنابراین ممکن است باعث از بین بردن خواص مطلوب بنتونیت، به آن خاصیت چسبندگی می دهد و چون بیشتر قسمت رویی که مستقیما” در تماس با فلز است زیاد صدمه می بیند در بعضی ریخته گری ها قالب دو قسمتی تهیه می شود و فقط بنتونیت قسمت رویی را ترمیم می نماید هر چه این قسمت نرم تر و صاف تر باشد محصول ریخته گری صاف تر بوده و احتیاج به سوهان کشی و پرداخت کمتری خواهد داشت. بنابراین جا دارد که دقت بیشتری به عمل آورده و خاک هایی به کار گرفته شود که با ماسه سازگاری بهتری داشته باشد از این نظر مونت موریونیت مناسب تر است. به طور کلی بنتونیت های سدیم دار با ماسه سازگارترند. در مواردی که بنتونیت سدیم دار در دسترس نباشد از بنتونیت های کلسیم استفاده می شود و با افزودن کربنات سدیم (معروف به سودالش) به آنها خاصیت چسبندگی می بخشند.
بنتونیت مصرفی در این کاربرد بایستی دارای مشخصه های زیر باشد:
آب محتوی آن بین 6تا 12 درصد باشد، PH آن برابر یا بزرگتر از 2/8 باشد و اکسید کلسیم آن از 7 درصد بیشتر نباشد .
اصولا” هر ریخته گری بر حسب نوع فلز، حجم قالب و مقدار و مقدار تولید برای خود مشخصه هایی از نظر مقاومت در برابر حرارت و غیره برای بنتونیت قائل است.
بنتونیت ریختهگری دارای درصد بالایی از سدیم و کلسیم است. از این رو در دو مدل بنتونیت ریختهگری سدیمی و بنتونیت ریختهگری کلسیمی تولید میشود. به دلیل داشتن خاصیت چسبندگی و پلاستیسیته دارای مقاومت بالا در ماسه و قالبهای ریختهگری است. بنتونیت ریختهگری دارای اندیس تورم بالا و استحکام زیادی است. بیش از ۶۰ درصد قالب های ریخته گری فلزات از ترکیب ماسه و بنتونیت و آب که به Green Gand Metal casting مشهور است تشکیل می شود. نقش بنتونیت و آب در تهیه قالب های ریخته گری به عنوان یک پل خاک رس جهت ایجاد پیوند بین ماسه و دیگر مواد تشکیل دهنده است. این مکانیزم یک سیستم هیدراته است که نیازمند آب ، انرژی ، زمان و تخصص تکنیکی می باشد.
انواع بنتونیت ریخته گری
دو نوع خاک بنتونیت برای این منظور استفاده می شود که عبارتند از بنتونیت سدیمی و بنتونیت کلسیمی
بنتونیت سدیمی به دلیل توانایی فوق العاده در جذب و نگهداری میزان زیاد آب و خاصیت تورم پذیری و ویسکوزیته بالا شهرت دارد. بنتونیت سدیمی در ساخت قالب ریخته گری سبب افزایش قدرت خشک بالا و ظرفیت حرارتی به منظور قالب گیری آهن و فولاد می شود. خاک بنتونیت سدیم دار قابلیت این را دارد که تا ۱۵ برابر حجم خشک خود ، آب جذب کند. این عامل در ریخته گری ، به افزایش دقت ابعاد و قدرت تحمل حرارت کمک می کند.
بنتونیت کلسیمی امکان تورم پذیری و ویسکوزیته کمتری دارد. جذب کمتر آب و در نتیجه از دست دادن سریع تر آب از جمله ویژگی های آن می باشد. بنتونیت کلسیم دار عموما برای ریخته گری های سبک با ظرفیت گرمایی پایین تر کاربرد دارد. بنتونیت کلسیمی تنها قادر به جذب آب تا ۲ برابر حجم خشک خود است ولی قدرت تحمل فشاری و نفوذ پذیری بیشتری را نسبت به بنتونیت سدیمی ایجاد می کند. از این نوع بنتونیت خاک رس معمولا برای ریخته گری غیر آهنی استفاده می شود زیرا لرزش کمتری دارد.
این دو نوع بنتونیت در صنعت معمولا با درصد های مشخصی با هم ترکیب می شوند تا حداکثر کارایی ایجاد شود. مواد دیگری هم برای ایجاد مزایای مورد نظر به آن ها افزوده می شوند که عبارتند از:
۱- پیش ترکیبات موادی هستند که از انواع خاک رس بوده و جهت ترکیب با دیگر افزودنی های ماسه در حین تهیه قالب اضافه می شوند. پیش ترکیبات رایج می توانند حاوی سلولوز ، غلات و دیگر افزودنی های بوده و به بنتونیت سدیمی و کلسیم افزوده می شوند.
۲- خاک رس احیا شده و بازیافت شده یکی از تکنولوژی های جدید ریخته گری است که به منظور ایجاد یک سیستم تهویه ای در ترکیب ماسه می باشد. امکان بازجذب خاک رس مصرف شده موجب کاهش هزینه ها و بهبود پایداری فرایند ریخته گری می شود.
۳- کربن می تواند سبب کاهش مصرف زغال سنگ در ساخت قالب ریخته گری شده و میزان کربن فرار در ترکیب آن را کاهش دهد.