热硬化水玻璃砂粉末改性作用研究

水玻璃作为一种无毒无味无机粘结剂,广泛应用于铸钢、铝合金的造型材料,被誉为21世纪绿色环保铸造材料。但水玻璃砂也存在着易吸湿、常温强度低、溃散性差等问题。文章面向铝合金精密铸造,开展了热硬化水玻璃砂改性工艺、强度性能、残留强度和粘结机理较系统的实验研究,探讨无机粉末改性剂(代号:MS-96、MS-98、MK和KS)对水玻璃砂强度、溃散性的影响,分析砂粒之间粘结桥的微观形貌,确定适用于铝合金精密铸造用新型水玻璃砂的最佳配方,为新型改性水玻璃应用和铝合金精密铸造奠定技术基础。

酯硬化水玻璃砂+酯硬化碱酚醛树脂砂“双砂”造型技术创新与实践

针对公司新上马的酯硬化水玻璃砂铸钢造型生产线初始的酯硬化水玻璃砂造型工艺生产部分厚大合金钢、低碳合金钢及高锰钢铸件表面存在的气孔、皱皮、气痕、冷隔和粘砂铸造缺陷,在原湿型水玻璃砂面、背砂工艺生产铸钢件的启发下,在新上马的酯硬化水玻璃砂铸钢造型生产线通过实施“酯硬化碱酚醛树脂砂面砂+酯硬化水玻璃砂背砂”“双砂”造型的工艺创新,较好地解决了初始酯硬化水玻璃“单一砂”造型工艺生产厚大铸钢件存在的问题,发挥了酯硬化水玻璃砂与酯硬化碱酚醛树脂砂两种型砂各自的工艺优势,为公司新上马的酯硬化水玻璃砂铸钢造型生产线提升铸件质量奠定了坚实的基础。

喷涂表面强化剂对水玻璃砂表面安定性的影响

铸造用水玻璃砂为保证强度而需要在砂中加入较多的水玻璃,从而导致其溃散性差、表面严重粘砂以及旧砂回用困难等缺点。目前有研究通过向水玻璃砂中添加各种附加物在保证砂型强度的同时减少水玻璃的加入量。然而随着水玻璃砂中水玻璃加入量的减少,砂型表面安定性下降,砂型表面形状和完整性易被破坏。为提高砂型表面安定性,拟通过表面喷涂RSI表面强化剂的方式,于水玻璃砂样表面构筑一层强化层,以改善水玻璃砂样表面安定性。经研究发现,此强化层可将加入1.5%水玻璃的砂样的表面安定性从原有的61%提高至98%。分析认为:此强化层既能极大地提升试样表面的强度,又能通过填补砂粒间孔隙、改善试样的吸湿性。

水玻璃超声处理对水玻璃砂性能的影响

水玻璃的老化现象会使粘结能力和效率降低,水玻璃砂的强度下降。为了减小老化对水玻璃砂性能的影响,对水玻璃进行了超声波振荡改性处理。研究了连续超声处理和间断超声处理对水玻璃砂性能的影响。结果表明,水玻璃超声处理的最佳时间为30 min,最佳超声功率为54 W,此时水玻璃砂24 h终强度可以提高15.2%,即时强度提高52.1%。间断超声处理的效果优于连续超声处理,且3次间断超声处理效果最佳。

酯硬化水玻璃砂工艺及其旧砂再生

介绍了酯硬化水玻璃砂工艺及其旧砂的特点，对影响酯硬化水玻璃砂工艺推广应用的旧砂再生问题作了较详细的论述．

新一代酯硬化改性水玻璃砂工艺的技术优势

本文简述了水玻璃砂工艺发展的经历,较详细地介绍了酯硬化水玻璃砂的性能特征及新一代酯硬化改性水玻璃砂工艺的技术优势。由于新一代酯硬化改性水玻璃砂工艺的影响因素较多,技术含量较高,故对掌握该工艺的技术人员及操作工人也有更高的要求。

影响酯硬化水玻璃砂性能的因素

对影响酯硬化水玻璃砂性能的酯加入量、存放时间、原砂种类、水玻璃模数。

水玻璃砂工艺与材料研究的新进展

概述了水玻璃砂工艺与材料研究及应用方面取得的最新进展。笔者认为 ,采用改性水玻璃粘结剂的酯硬化工艺 ,可使水玻璃的加入量降为 2 0 %～ 3 0 % ,水玻璃砂的溃散性接近树脂砂 ;将水玻璃旧砂的回用与湿法再生结合起来 ,是目前最经济、最理想的选择 。

水玻璃砂残留强度的形成及改善途径

介绍了浇注时水玻璃粘结剂与硅砂之间的烧结过程 ,指出 :采用活化金属离子改性 ,可改变水玻璃烧结体的显微组织及应力状态 。

水玻璃砂理论研究的六大成果

近年来, 水玻璃砂理论研究的成果主要体现在以下六个方面的进展和贡献: ①水玻璃中硅酸的聚合过程、族组成的定量测定和它的主要成分; ②水玻璃的老化和物理改性机理; ③化学添加剂的作用和分类; ④水玻璃砂硬化过程的机理; ⑤硬化水玻璃膜的力学性能与内部结构的关系; ⑥水玻璃旧砂“化学再生法”的开发及其原理。文中还论述了改善水玻璃砂溃散性和回用性, 使之达到或接近树脂砂水平的期望, 以适应21 世纪生产的各种要求。

新型易溃散改性水玻璃砂的研究

介绍了水玻璃砂工艺研究取得的最新进展 ,研制的新型改性水玻璃是一种无机和有机相复合的铸造粘结剂 ,具有常温强度高、残留强度低、抗吸湿性好等优点。生产实际表明 ,采用新型改性水玻璃粘结剂的酯硬化工艺 ,可使水玻璃的加入量降为 2 .5 %～ 3 .0 % ,水玻璃砂的溃散性显著改善。

水玻璃砂基础研究的最新进展

水玻璃基础理论研究的进展，为解决水玻璃砂扩大应用的3个障碍提供了有力的指导：①研究和分析测定了水玻璃砂中硅酸聚合的全过程、族组成和基本成分。从Na+对硅凝胶结构和强度的影响证明了合适的硬化工艺应是“强脱水，少反应”；②水玻璃的改性、复合和硬化工艺的改进改善了水玻璃砂溃散性。测定了改性剂和复合剂的选用原则和作用机理，从而有可能使水玻璃的加入量降低到相当于2．0％的水平，溃散性问题便迎刃而解：③水玻璃砂用CO2或有机酯硬化时，生成的是失水高模数水玻璃，所以残留水玻璃的一部分具有可逆性，能因复碱复水而回复到液态，由此创造了“水玻璃旧砂的化学再生法”，与物理再生配合，可克服旧砂再生的困难。为适应21世纪生产的特点，水玻璃砂技术将在多个方向往多样化开拓，从而使水玻璃砂的理论和应用迅速扩展，通过实例分析可以看到，在若干年后可能得出较为完整的理论体系和工艺方案，使水玻璃砂的比粘结强度、溃散性和旧砂回用率达到或接近树脂砂的水平。

干法再生酯硬化水玻璃砂的可行性及条件

酯硬化水玻璃砂干法再生前必须进行加热烘干。试验表明，加热烘干的最佳温度为３００～３５０℃。再生砂的循环使用会使再生砂的溃散性变差，本文对再生砂溃散性变坏的原因及防止措施进行了分析。

水玻璃砂的化学再生

液体水玻璃可以通过失碱和失水而固化，固化的水玻璃也可以复碱和复水而恢复到液体状态，根据水玻璃这种可逆性，利用水玻璃旧砂中部分Ｎａ２Ｏ的可溶性，进行化学再生水玻璃砂。在旧砂回用之际，调节好ＳｉＯ２·Ｎａ２Ｏ和Ｈ２Ｏ的比例，使废水玻璃溶解在新加入成分中，而得出的反应混合物处在临界值以下，回用砂就具有足够的可使用时间进行混砂和造型，并使废水玻璃恢复部分粘结力。

微波硬化水玻璃砂的性能

采用微波硬化水玻璃砂,具有强度高、硬化速度快、水玻璃加入量少、残留强度低等许多优点,应是未来水玻璃砂工艺发展的重要方向。研究了微波硬化水玻璃砂的性能特征,测试了影响微波硬化水玻璃砂强度、残留强度、表面稳定性、吸湿性等性能的因素。试验结果表明:微波硬化水玻璃砂的硬化强度,主要受水玻璃加入量的影响,随微波加热时间、微波加热功率的增加而增加;微波硬化水玻璃砂的残留强度,随水玻璃加入量的增加而增大,受微波加热时间、微波加热功率的影响不大;微波硬化水玻璃砂的表面稳定性和吸湿性,主要取决于水玻璃加入量,水玻璃加入量越大、砂样的表面稳定性越好、但吸湿性越大。

水玻璃砂硬化的新概念

论述了ＣＯ２硬化工艺的传统概念，提出了水玻璃砂硬化新概念。水玻璃砂硬化法。烘硬法、ＶＲＨ法、有机酯自硬法和ＣＯ２硬化法，都有相同的硬化机理，硬化的直接原因都是脱水，而不是化学反应；硬化后的终强度主要来源于未反应的水玻璃的脱水，所以本质上都是物理硬化。

水玻璃砂的发展

越来越严格的环保法规要求 ,必须给污染最少的水玻璃砂带来大发展的机遇。水玻璃砂理论和技术的进步 ,使得CO2 法的水玻璃加入量有可能降低到 2 5 %～ 3 0 % ,有机酯法为 2 0 %～ 2 5 % ,微波法为 0 5 %～ 0 8% ,再加上水玻璃旧砂化学再生法的发明 ,在不久几年内 ,水玻璃砂的溃散性和旧砂回用将接近或达到树脂砂的水平 。

提高酯硬化水玻璃砂常温强度及溃散性研究

对酯硬化水玻璃砂的性能特征进行了分析 ,就提高酯硬化水玻璃砂常温强度及溃散性的措施与方法 ,进行了试验研究和探讨 .结果表明 ,影响水玻璃砂常温强度及溃散性的因素包括水玻璃的种类及模数 .原砂的品质、水玻璃的加入量、环境温度及湿度等 .

水玻璃砂──未来化学粘结剂砂的主力军

研制了一种获得国家实用新型专利的ＬＧＧ型水玻璃旧砂机械法再生机、成功地用于水玻璃砂再生后，再生砂的残留Ｎａ２Ｏ含量可降低到０．２％以下，并可单独（１００％）地作为原砂使用。还研究了微波硬化水玻璃砂，其常温比强度是ＣＯ２硬化水玻璃砂的１２倍，水玻璃加入量可大幅度减少，因而其溃散性问题迎刃而解；还首次将纳米测试技术引入铸造研究领域，揭示了微波硬化水玻璃砂强度高的原因。

CO_2水玻璃砂硬化机理的认识过程

半个世纪以来，人们对CO2水玻璃砂硬化机理的认识经历了化学硬化、化学硬化和物理硬化的结合、本质上是物理硬化、硬化水玻璃是脱水的高模数水玻璃等四个阶段，最终得出了CO2水玻璃砂硬化机理的新观点，并据此发明了水玻璃砂的"化学再生法"。