水玻璃砂行业存在问题及解决方法的产业规划

第一节  水玻璃砂的简介

水玻璃砂CO2是某些车间常用的制芯造型工艺。此法既可以用于大量生产和单件小批生产，也适用于大小型、芯。（产业规划）

第二节  水玻璃砂的制作工艺

对于钠水玻璃砂的硬化机理至今还没准确的定论，但是我们可以提供其不同硬化方式与钠水玻璃模数，密度的关系以指导生产。

钠玻璃砂CO2是某些车间常用的制芯造型工艺。此法既可以用于大量生产和单件小批生产，也适用于大小型、芯。目前广泛采用的CO2-钠水玻璃砂，大都有纯净的人造（或天然）石英砂加入4.5%~8.0%的钠水玻璃配制而成。对于几十吨的质量要求高的大型铸钢件砂型（芯），全部采用面砂或局部采用镁砂、铬铁矿砂，橄榄石砂、锆砂等特种砂代替石英砂较为有利。有的要求钠水玻璃砂具有一定湿态强度和可塑性，以便脱模后再吹CO2硬化，可以加入1%~3%的膨润土（质量分数）或3%~6%的普通粘土砂（质量分数）或加入部分粘土砂。为改善出砂性，有的型砂还加入1.5%的木屑（质量分数）或加入5%的石棉砂（质量分数）或加入其它附加物。

第三节  水玻璃砂的存在的问题及解决方法

钠水玻璃砂目前存在的问题及解决方法：

1）出砂性差：a）在钠水玻璃中加入附加物；b）减少钠水玻璃的用量；c）减低易熔融物质的含量；d）采用以石灰石作原砂的钠水玻璃CO2自硬砂。

2）铸铁件粘砂：a）刷涂料，最好使用醇基涂料；b）一般铸铁件也可以在钠水玻璃中加入适量的煤粉或者适量具有填料性能的高岭土式粘土

3）型、芯表面粉化（白霜）：a）控制钠水玻璃的水分不要偏高，吹CO2的时间不宜过长，型、芯不要放置太久；b）据有关工厂的经验，在钠水玻璃中加入占砂质量1%左右，密度为1.3克∕立方厘米的糖浆，可以有效防止粉化。

4）砂芯抗吸湿性差：a）在钠水玻璃砂中加入锂水玻璃或在钠水玻璃中加入Li2CO3、CaCO3、ZnCO3等无机附加物；b）在钠水玻璃中加入少量有机材料或加入具有表面活性剂作用的有机物，粘结剂。

5）此外，还存在发气量大（注意排气；先烘干砂芯再浇注）、旧砂再生和回用困难、热膨胀（加入质量分数4%的高岭土粘土形式的铝土）等问题 。

第三节  水玻璃砂的处理方式

影响水玻璃“老化”的因素主要有：存放时间、水玻璃的模数和浓度。存放时间越长，模数越高，浓度越大，则“老化”越严重。对久存的水玻璃可以采用多种方法的改性处理，以消除“老化”，使水玻璃恢复到新鲜水玻璃的性能：

1. 物理改性

水玻璃老化是缓慢释放能量的自发过程，用物理改性处理“老化”的水玻璃就是用磁场、超声波、高频或加热等办法，向水玻璃体系提供能量，促使高聚合的聚硅酸胶粒重新解聚，促使聚硅酸的分子量重新均匀化，从而消除了老化现象，这就是物理改性的机理。例如，用磁场处理后，水玻璃砂的强度提高了20 %～30 %，减少水玻璃加入量30 %～40 %，节约CO2，改善溃散性，有较好的经济效益。物理改性的缺点是不持久，处理后再贮放，粘结强度又会下降，故适用于铸造厂处理后尽快使用。尤其是M>2.6 的水玻璃，硅酸分子浓度大，经过物理改性解聚后又会较快地缩聚，最好是处理后立即使用。

2. 化学改性

化学改性是往水玻璃中加入少量化合物，这些化合物均含有羧基、酰胺基、羰基、羟基、醚基、氨基等极性基团，通过氢键或静电将其吸附在硅酸分子或胶粒表面，改变其表面位能和溶剂化能力，提高聚硅酸稳定性，从而阻止“老化”进行。例如往水玻璃中加入聚丙烯酰胺、改性淀粉、聚磷酸盐等，可取得较好的效果。往普通水玻璃甚至改性水玻璃中掺入有机物可以起到多种作用，如：改变水玻璃的粘流性质；改善水玻璃混和料的造型性能；提高粘结强度，使水玻璃的绝对加入量减少；提高硅酸凝胶的可塑性；降低残留强度，使水玻璃砂更适用于铸铁和有色合金。

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