水玻璃屬無機粘結(jié)劑,50 年代初,水玻璃砂在世界各國鑄鋼生產(chǎn)中獲得了廣泛的應(yīng)用。1952年我國從前蘇聯(lián)引進水玻璃砂工藝。 但由于水玻璃砂的潰散性差,在世界各國水玻璃砂使用幾乎處于停止不前的狀態(tài)，60 年代末,在鑄造生產(chǎn)中有機化學(xué)粘結(jié)劑獲得了應(yīng)用，出現(xiàn)了樹脂砂，部分取代了水玻璃砂。但因樹脂砂成本高,澆注后產(chǎn)生一些有毒物質(zhì)和有毒氣體,影響工人健康，勞保和環(huán)保費用增加等原因，鑄造工作者們近年來重新對水玻璃砂的潰散性進行了大量研究，從而開發(fā)了高強度易潰散性水玻璃砂,使水玻璃砂得到了較為廣泛的使用。 我們在生產(chǎn)大齒輪、帶板等高錳鋼或中低碳合金鋼鑄件時,采用了酯硬水玻璃砂,滿足了出口鑄件的要求。
1.試驗工作
(1)原砂
應(yīng)用優(yōu)質(zhì)原砂,要求原砂粒度 55.00,粉塵小，含泥量小于 1%，具有圓形或準(zhǔn)圓形顆粒，目表面圓滿,含水量應(yīng)小于 5%，二氧化硅含量大于90%。
(2水玻璃
模數(shù)22~2 5,比重1.5~1. 55
(3）潰散劑
有機潰散劑: 現(xiàn)有一種可用造紙黑液分離出來的干粉，經(jīng)專門加工而得的一種無毒、無臭的標(biāo)褐狀的粘稠液體;另一種可用有機酯，我們用的是乙二醇二醋酸酯。
無機潰散劑: 1)鋁粉(簡稱A ;2)氧化鐵粉（簡稱F）
2.型砂的配比
將水玻璃(簡稱 W)與有機(簡稱Z)在常下混合均勻即成為 wZ 混合物。 經(jīng)多次試驗選用配方:W :Z= 8:1~10:1W Z:5% A:Q2% F:Q 2% K:05% H:Q 5%
附加水: 1.3%
3.wz芯砂的性能
硬化速度: 通過實驗證明,在同等條件下,氣溫高，硬化速度快;水玻璃模數(shù)越高，硬化速度越快;酯加入量提高，硬化速度上升;空氣濕度大硬化速度慢快，酯硬化速度快，慢酯硬化速度慢在生產(chǎn)實際中,調(diào)整快慢酯比例是控制硬化速度的主要手段。 硬化速度快,可使用時間就短，在我們所用的型芯，一般要求型砂可使用時間在 5~25mn 范圍內(nèi)。
型芯硬透性: 酷硬化水玻璃砂的硬透性好于二氧化碳水玻璃砂,與呋喃樹脂砂相當(dāng)。硬化速度過慢，硬透性變慢;酯加入不足時，硬透性不好。
型芯存放性:酷硬化水玻璃砂的型芯存放比二氧化碳水玻璃砂要好，基本上無返粉化現(xiàn)象但仍需防潮。
潰散性: 改善潰散性最根本的辦法是減少水玻璃的加入量，試驗證明，水玻璃的加入量控制在 4%以下時，便不存在潰散性問題。但水玻璃的加入量減少的前提是必須保證型芯砂的物理力學(xué)性能,特別是強度,我國工廠一般水玻璃加入量為7%~8%，故潰散性差。
目前減少水玻璃的加入量的方法，一是采用優(yōu)質(zhì)原砂; 二是對水玻璃進行改性處理。水玻璃改性處理所用改性劑應(yīng)符合的要求包括: 1) 改性劑加入量應(yīng)盡量減少 2) 改性劑能與水玻璃均勻混合;3)改性劑無明顯沉淀現(xiàn)象;4)為防水玻璃凝聚,改性劑應(yīng)為中性或堿性反應(yīng);5)加熱至高溫時,水玻璃砂強度應(yīng)幾乎為零。
4.鑄件質(zhì)量
鑄鋼自水爆清砂問世后,水玻璃砂鑄件的清砂困難雖得到解決,但這種高溫差(常規(guī)為 600C左右的溫差)的瞬時激冷、汽化、膨脹直至連鎖性爆炸,可加劇鑄件原來殘存鑄造應(yīng)力而引起裂隙.或?qū)е乱研纬闪说募毼⒘鸭y的進一步擴展,給鑄件的內(nèi)部質(zhì)量帶來危險，廢品率增加，而用自硬砂可不用水爆清砂，殘留強度低，鑄鋼件經(jīng)水浴即可清砂，大大方便了工人，減少了鑄件廢品率，提高了鑄件質(zhì)量。
型砂質(zhì)量的控制: 嚴(yán)格原材料的入廠檢驗認真執(zhí)行混砂工藝，混砂結(jié)束后，馬上對混砂機進行清理:配砂時適時調(diào)整水玻璃砂的模數(shù)、快慢配的比例、水玻璃和酯的加入量。
型芯質(zhì)量的控制: 根據(jù)型芯的大小復(fù)雜程度等隨時調(diào)整型芯砂可使用時間: 在型芯砂可使用時間內(nèi)完成造型、制芯，造型工人應(yīng)提前做好一切準(zhǔn)備工作;必須將型芯均勻搗實;型芯要多扎出氣孔，間距 150mm 左右,深度要足夠準(zhǔn)確判可脫模時間,防止型芯發(fā)生蠕變。
5.型砂回用性
通過一系列的實踐表明,濕法再生效果好,氧化鈉的去除率可大于 90%,濕法再生砂的質(zhì)量高，基本性能指標(biāo)接近于新砂，可 的作面砂或單一砂使用,再生砂的回收率也較高(可達95% 以上)，不過設(shè)備費用較高,這一點應(yīng)充分考慮。
6總結(jié)
1)硬化水玻璃砂生產(chǎn)鑄鋼件是可行的,酯硬化水玻璃砂的工藝性能與味喃樹脂砂相當(dāng)，而用酷硬化水玻璃砂生產(chǎn)的鑄件質(zhì)量可與味喃樹脂砂不相上下，并且克服了味喃樹脂砂生產(chǎn)薄壁或壁厚相差較大的鑄鋼件易產(chǎn)生的缺點，型砂成本比味喃樹脂砂降低 30% 左右，對環(huán)境污染少，勞動條件好。
2)硬化水玻璃砂較二氧化碳水玻璃砂的水玻璃加入量大幅度下降，使型砂的潰散性大為改善,不僅減少了清砂工作量,且使鑄件質(zhì)量提高,而成本與二氧化碳水玻璃砂相當(dāng)。
3)酯硬化水玻璃砂在生產(chǎn)過程中質(zhì)量易于控制。在型砂性能、鑄件質(zhì)量、生產(chǎn)成本、環(huán)保等方面綜合考慮,酯硬化水玻璃砂較具發(fā)展?jié)摿?/span>。
——摘自豆丁網(wǎng)
