砂型铸造是国内外铸件生产的主要方法,其中湿型黏土砂具有造型方便、成本低廉、资源丰富等特点,是铸造生产中最常用的造型材料。黏土作为黏土砂的黏结剂,在润湿后具有一定的黏结力,型砂流动性相对较差,在紧实的过程中所需的能量更多。型砂只有具备良好的流动性,才更容易得到各处紧实度均匀、无局部疏松、表面光洁、尺寸精确的型腔和砂芯,同时也有利于防止机械粘砂,获得光洁的铸件。另外,铸型的落砂性和黏土砂溃散性直接相关,黏土砂铸造生产带有深凹内腔的铸件时,常遇到出砂性差的问题,尽管煤粉的加入,对黏土砂流动性和溃散性都能起到正面促进作用。但是,煤粉黏土砂在铸造过程中,会产生大量的污染,已不符合我国工业绿色发展的要求。鉴于以上情况,本文拟通过加入新型添加剂的方式,旨在同时改善黏土砂流动性与溃散性。主要的研究工作和结果如下:首先,研究了添加剂在不同加料顺序和混砂工艺下,对黏土砂流动性的影响;确定了合适的混砂工艺后,减少黏土砂中水分含量或在黏土砂中混入添加剂,研究这两种方式对于黏土砂流动性的影响;通过正交试验研究黏土砂中不同组分含量对型砂流动性及其它性能的影响,并得到最优配方。结果表明,在混砂时最后加入添加剂混碾,能有效改善黏土砂流动性;混入添加剂对于提升黏土砂流动性的效果优于降低水分含量这种方式;添加剂含量是影响黏土砂流动性的最主要因素,适量的添加剂还能提高黏土砂湿压强度。分析认为,在黏土砂中混入添加剂可以在型砂颗粒表面形成一层润滑膜,有利于改善黏土砂流动性。其次,测试了无添加剂的黏土砂和加入不同含量改性剂的黏土砂在100~1000℃下冷却后的残留强度,并研究了试样抗压强度随时间的变化关系;通过正交试验研究水分、黏土及改性剂含量对型砂抗压强度、800℃残留强度的影响。研究结果表明,混入不同含量改性剂的型砂残留强度在各个温度下均低于不添加改性剂的黏土砂,其中改性剂SG对黏土砂溃散性改善效果最好;在黏土砂混入添加剂可以减缓试样抗压强度随放置时间不断增大的倾向,有利于浇注后砂型的破碎;水分含量是影响型砂残留强度和24h抗压强度的最主要因素,改性剂SG对黏土砂溃散性影响程度也很大。最后,实际浇注验证了添加剂对型砂溃散性和和铸件表面质量的影响。对无添加剂黏土砂、加入煤粉的黏土砂和加入改性剂SG的黏土砂进行了浇注实验。实验结果表明,在型砂中加入改性剂SG可以有效改善黏土砂的溃散性,且不易产生铸造缺陷,铸件表面质量光洁平整,铸件质量好。