水玻璃砂鑄造應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題(已修改)
2025-04-06 05:10 本頁(yè)面
【正文】 水玻璃砂鑄造應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題國(guó)內(nèi)外幾十年來(lái)對(duì)樹(shù)脂砂鑄造工藝的應(yīng)用實(shí)踐表明：樹(shù)脂砂雖然具有鑄件尺寸精度高，表面光潔，造型效率高，可以制造形狀復(fù)雜和內(nèi)部質(zhì)量要求嚴(yán)格的鑄件，舊砂回收再生容易等優(yōu)點(diǎn)；但是，樹(shù)脂砂的生產(chǎn)成本高，環(huán)境污染嚴(yán)重，在人們對(duì)于自身生存條件和環(huán)境的要求日趨嚴(yán)格的條件下，由于車間勞動(dòng)保護(hù)和生產(chǎn)環(huán)境衛(wèi)生方面的投資很大，樹(shù)脂砂的應(yīng)用受到一定限制。而水玻璃無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)毒，在混砂造型、硬化和澆鑄過(guò)程中都沒(méi)有刺激性或有毒氣體溢出。故近年來(lái)許多國(guó)家對(duì)水玻璃砂重新重視起來(lái)。水玻璃砂的硬化方法可分為熱硬法、氣硬法和自硬法三大類，包括很多種方法。但目前常用的硬化方法主要有以下兩種：普通CO2氣硬法此法是水玻璃粘結(jié)劑領(lǐng)域里應(yīng)用最早的一種快速成型工藝，由于設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，使用靈活，成本低廉，在國(guó)內(nèi)外大多數(shù)的鑄鋼件生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。CO2氣體硬化水玻璃砂的主要優(yōu)點(diǎn)是：硬化速度快，強(qiáng)度高；硬化后起模，鑄件精度高。普通CO2氣體硬化水玻璃砂的缺點(diǎn)是：型（芯）砂強(qiáng)度低，水玻璃加入量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）往往高達(dá)7~8%或者更多；含水量大，易吸潮；冬季硬透性差；潰散性差，舊砂再生困難，大量舊砂被廢棄，造成環(huán)境的堿性污染。有機(jī)酯自硬法此法是采用液體的有機(jī)酯代替CO2氣體作水玻璃的硬化劑。這種硬化工藝的優(yōu)點(diǎn)是：型（芯）砂具有較高的強(qiáng)度，%以下；冬季硬透性好，硬化速度可依生產(chǎn)及環(huán)境條件通過(guò)改變粘結(jié)劑和固化劑種類而調(diào)整（5～150min）；型（芯）砂潰散性好，鑄件出砂清理容易，舊砂易干法再生，回用率≥80%，減少水玻璃堿性廢棄砂對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染，節(jié)約廢棄砂的運(yùn)輸、占地等費(fèi)用，節(jié)約優(yōu)質(zhì)硅砂資源；型砂熱塑性好，發(fā)氣量低，可以克服呋喃樹(shù)脂砂生產(chǎn)鑄鋼件時(shí)易出現(xiàn)的裂紋、氣孔等缺陷；可以克服CO2水玻璃砂存在的砂型表面穩(wěn)定性差、容易過(guò)吹等工藝問(wèn)題，鑄件質(zhì)量和尺寸精度可與樹(shù)脂砂相媲美；在所有自硬砂工藝中生產(chǎn)成本最低，勞動(dòng)條件好。該硬化工藝的主要缺點(diǎn)是：型芯砂硬化速度較慢，流動(dòng)性較差。目前鑄造生產(chǎn)中，有時(shí)采用復(fù)合硬化工藝，例如短時(shí)吹CO2達(dá)到起模強(qiáng)度后先起模，再吹熱空氣，或烘干，或利用有機(jī)酯自硬，或自然脫水干燥，以獲得較大的終強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。水玻璃砂鑄造時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)注意以下幾個(gè)主要問(wèn)題：1 影響水玻璃“老化”的因素有哪些？如何消除水玻璃“老化”？新制備的水玻璃是一種真溶液。但是在存放過(guò)程中，水玻璃中硅酸要進(jìn)行縮聚，將從真溶液逐步縮聚成大分子的硅酸溶液，最后成為硅酸凝膠。因此，水玻璃實(shí)際上是一種由不同聚合度的聚硅酸組成的非均相混合物，易受其模數(shù)、濃度、溫度、電解質(zhì)含量和存放時(shí)間的影響。水玻璃在存放過(guò)程中分子產(chǎn)生縮聚，形成凝膠，其粘結(jié)強(qiáng)度隨著貯存時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸降低，這一現(xiàn)象稱為水玻璃“老化”?！袄匣爆F(xiàn)象可由下述兩組試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)明：高模數(shù)水玻璃（M＝，ρ＝）貯放60、1180、240天后，%、14%、%、%和40%；低模數(shù)水玻璃（M＝，ρ＝）貯放60和90天后，%、5%、%和11%。水玻璃存放時(shí)間對(duì)酯硬化水玻璃自硬砂初期強(qiáng)度影響不大，但對(duì)后期強(qiáng)度影響明顯，據(jù)測(cè)定，對(duì)于高模數(shù)水玻璃下降60%左右，對(duì)于低模數(shù)水玻璃下降15～20%。殘留強(qiáng)度也隨存放時(shí)間的延長(zhǎng)而降低。水玻璃在存放過(guò)程中聚硅酸的縮聚反應(yīng)和解聚反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行著，分子量發(fā)生了歧化，最終生成單正硅酸和膠粒并存的多重分散體系，也就是在水玻璃的老化過(guò)程中，聚硅酸的聚合度
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