A bentonita desempenha um papel vital nas misturas de argila e areia, causando alterações significativas. Existem dois tipos principais de bentonita preparada: bentonita à base de sódio e bentonita cálcio-sódica. A bentonita sódica, derivada de fontes naturais ou fabricadas artificialmente, é preferida na indústria de fundição por sua notável rigidez e alta resistência à compressão úmida. Sua boa plasticidade evita efetivamente o aprisionamento de areia, cicatrizes, derramamento e colapso de areia em peças fundidas. 

Além disso, a bentonita sódica é facilmente moldável, com alta resistência à areia, tornando-a ideal para processos de forjamento em molde úmido e seco na indústria metalúrgica e uma escolha preferida como aglutinante de areia para fundições de precisão. Bentonita cálcio-sódica, preparado a partir de bentonita cálcio-sódica de base natural, é comumente usado como aglutinante de areia para peças fundidas leves, valorizado por sua praticidade e facilidade de limpeza de areia fundida.

Comparada com outros ligantes, a bentonita demonstra excelente resistência à temperatura. Ao aquecer até a temperatura apropriada, a água livre na bentonita é removida, mantendo ainda uma certa capacidade de ligação. A capacidade de ligação da bentonita só pode ser restaurada com a adição de água, e sua perda também está ligada ao grau de secagem. São identificadas três formas de umidade na bentonita: água livre (adsorvida na superfície, removível acima de 100°C), água ligada (removida a 110°C, permanecendo após a remoção da água livre) e água reticulada (água estrutural, parcial ou completamente). removido em condições muito altas). 

Diferentes tipos de bentonita apresentam capacidades de ligação e tolerâncias de temperatura distintas. De acordo com os resultados da análise térmica diferencial, a bentonita sódica natural normalmente perde eficácia a 638°C, enquanto a bentonita cálcica falha a 316°C. A temperatura de falha da bentonita sódica artificial, influenciada pelos padrões de ativação, geralmente tende a ser inferior à da bentonita sódica natural. Na areia argilosa, existem dois tipos de bentonita, a bentonita de alta qualidade e a bentonita inativada. Um maior teor de bentonita inativada leva a propriedades mais pobres da areia argilosa.

Quando a bentonita sódica é aquecida abaixo de 600°C, sua capacidade de ligação permanece inalterada. No entanto, a temperaturas superiores a 600°C, a sua capacidade de ligação diminui drasticamente. Uma vez aquecida acima de 700°C, a bentonita sódica perde quase completamente sua capacidade de ligação. Em contraste, a bentonite cálcica perde gradualmente a sua capacidade de ligação a partir de temperaturas acima de 100°C, com o aumento do aquecimento enfraquecendo ainda mais a força de ligação. A capacidade da bentonita sódica de suportar altas temperaturas é inicialmente fraca, com a temperatura de ruptura apenas ligeiramente inferior à da bentonita sódica natural; no entanto, após repetidos aquecimentos, os dois desempenhos tornam-se semelhantes.

Durante a fusão do metal para forjamento, se a areia próxima à superfície de fundição atingir temperaturas acima de 800°C, parte da bentonita na areia torna-se ineficaz, independentemente do tipo de bentonita utilizado. Esta bentonita ineficaz pode aderir à superfície da peça fundida ou permanecer na areia residual reciclada. A maioria das areias classificadas geralmente não atingem temperaturas tão elevadas, exceto na produção de peças fundidas de grande porte. A temperatura e a taxa de remoção da água de cristalização variam entre as fundições que utilizam diferentes bentonitas. A quantidade de bentonita deve ser minimizada, e quanto maior o teor de bentonita eficaz, maior será a proporção de bentonita ineficaz.

A manipulação da areia antiga é crucial. Ao selecionar areia úmida argilosa para forjamento, a maior parte da areia úmida, mesmo depois de perder eficácia na porção de contato de fundição e se tornar argila curada, pode ser reutilizada. O descarte adequado de resíduos de areia é essencial para garantir areia úmida de boa qualidade. Para manter a estabilidade do desempenho da areia tipo, é necessário controlar a temperatura da areia antiga abaixo de 50°C para evitar a geração de areia quente. O controle da umidade na areia velha é fundamental; se for muito baixo, afetará a qualidade da mistura da areia de forma semelhante às altas temperaturas da areia. O menor teor de umidade requer mais tempo para misturar e moer com água, afetando a qualidade geral da areia misturada. A umidade da areia usada que entra no misturador é apenas ligeiramente inferior à umidade da areia misturada, permitindo tempo suficiente para que a água penetre completamente na superfície da bentonita da areia velha.

Para peças de ferro fundido feitas de areia argilosa úmida, é necessária areia do tipo granulação fina. Como a proporção de areia velha usada na mistura de areia geralmente é superior a 90%, a areia velha determina o tamanho do grão do tipo de areia. Recomendam-se verificações frequentes da granulometria da areia velha, mantendo o teor de finos higroscópicos entre 2% e 5%. Os finos que absorvem umidade podem incluir argila que perdeu sua função de absorção de umidade, juntamente com pós finos como pó de carvão coqueado e areia fina.

Para aumentar a participação de mercado da bentonita, uma quantidade adequada de bentonita deve ser adicionada durante o processo de mistura da areia. A composição de fabricante de bentonita é normalmente medido pelo método do azul de metileno, e a quantidade medida é conhecida como o conteúdo adequado de bentonita.

Para dosagem de areia fresca, controlar a quantidade de areia ao usar areia nova é crucial para manter níveis estáveis de areia total no sistema. Nos laminadores do nosso país, são utilizadas quantidades relativamente grandes de areia, com o uso de areia nova variando de cerca de 5% a 8%. Fatores como especificações do equipamento e quantidade de areia inserida precisam ser considerados para determinar a quantidade apropriada de areia nova a ser usada.

A determinação da quantidade total de carvão pulverizado a ser adicionada deve ser baseada em medições do conteúdo efetivo de carvão pulverizado da areia antiga. Para areias contendo argila e areia úmida, a quantidade de carvão pulverizado deve ser controlada entre 3,5% e 5,5%. A quantidade total de carvão pulverizado adicionado deve ser determinada pelas características da peça fundida e pela qualidade do carvão pulverizado.

A mistura da areia é crucial para misturar uniformemente a argila e a areia para a penetração adequada da bentonita e a formação de uma pasta de ligação razoável na superfície do grão de areia. É necessária uma grande quantidade de energia para atingir as características desejadas do equipamento de moldagem durante a mistura de areia. É importante escolher a sequência de alimentação adequada para reduzir a quantidade de energia necessária. Ao misturar areia velha, uma abordagem alternativa é misturar areia e água primeiro antes de adicionar bentonita, dispersando a umidade de forma mais eficaz e criando bolas de argila menores que requerem menos energia para abrir. Usar misturadores de areia intermitentes com um breve jato de água antes de misturar a areia pode melhorar a eficiência ao limpar tambores e raspadores.

As medidas para garantir a resistência à compressão úmida devem estar alinhadas com o método de moldagem escolhido, em vez de buscar maior resistência, pois maior resistência requer mais energia. Muitos laminadores usam areia com resistência excessivamente alta, levando a problemas potenciais, como má qualidade superficial e defeitos de contração. A resistência à tração úmida para algumas areias adequadas para moldagem manual ou por máquina vibratória pode atingir 130 ~ 170 kPa.