水玻璃粘结剂改性技术的现状及发展趋势

结合酯硬化水玻璃砂应用特点,介绍了水玻璃粘结剂改性技术的现状及发展方向.水玻璃粘结剂改性的本质可概括为提高纯净度（降低杂质含量）、减少老化现象（加入抗老化物质）、提高水玻璃砂的强度、溃散性、抗湿性、操作性等.水玻璃的模数是水玻璃砂性能的主要性能控制指标,调整水玻璃的模数是调整水玻璃砂硬化速度和强度的主要手段.普通干法再生砂能实现循环使用的关键技术之一是采用模数为1.6～2.0的超低模数的水玻璃.目前,水玻璃砂的抗湿性问题、干法再生砂循环使用后溃散性快速恶化问题、酯硬化水玻璃砂厚大砂型的硬透性问题等还有待进一步解决,这些问题的深入研究及其实用技术的开发是水玻璃粘结剂改性技术的发展方向.     

酯硬化水玻璃再生砂循环使用后的性能变化及应对策略

分析了酯硬化水玻璃砂多次再生使用后,其Na2O含量较大升高、溃散性显著下降、生产厚大铸型(芯)时硬透性变差并出现蠕变现象的原因,探讨了再生砂性能变化后的应对策略。认为:研究开发适于干法再生水玻璃砂的改性水玻璃、对再生砂实施表面处理、对旧砂进行高脱膜率的再生等,应是解决酯硬化水玻璃砂多次再生使用后溃散性恶化问题的主要措施;而控制再生砂的含水量、适当增加有机酯的加入量、CO2气体补充硬化等,是增加型(芯)硬透性和克服蠕变现象的主要方法。     

用RCT改性剂组成的全系统水玻璃砂及其应用

根据新型水玻璃砂强度、溃散及再生回用理论所研制的ＲＣ系改性水玻璃砂,避免了以往水玻璃砂改造中添加材料所造成的顾此失彼的现象,很好地解决了水玻璃砂强度与溃散性等诸性能不能兼顾的矛盾,特别是其化学再生作用使水玻璃砂通过“化学－机械再生”法而获得实用的全系统水玻璃砂。     

微波水玻璃砂芯和砂型及其旧砂再生

研究了微波水玻璃砂的工艺性能、造型制芯、铸件浇注、旧砂再生及其再生砂性能。结果表明，微波水玻璃砂不仅水玻璃加入量少，而且强度高，溃散性接近树脂砂，旧砂易于再生。最后展望了微波水玻璃砂的应用前景。     

磷酸盐改性水玻璃旧砂加热-机械法再生

从水玻璃化学改性探讨了改善水玻璃旧砂干法再生性能的方法,采用复合磷酸盐对水玻璃进行化学改性,并对磷酸盐改性水玻璃旧砂进行"加热-机械法"再生。研究结果表明:当复合磷酸盐的含量为4%时,改性水玻璃砂具有较好的即时干强度和较低的高温残余强度。在旧砂再生工艺过程中,3个因素的影响能力为受热温度再生时间再生速度。经过复合磷酸盐改性的水玻璃旧砂脱膜率最高为26.8%,其工艺参数为受热温度350℃,再生时间8 min,再生转速2 000 r/min。     

水玻璃砂改性溃散剂的研制

选择氧化淀粉液为水玻璃砂改性剂,用氧化淀粉与n粉为水玻璃砂的复合溃散剂。通过对6%水玻璃砂常温抗拉强度及高温残留强度等工艺性进行实验研究,验证了改性方法的有效性,能较好的改善水玻璃砂的溃散性,提高了旧砂的回收利用率。     

新型酯硬化水玻璃砂的优点及影响其性能的因素

水玻璃砂的常温强度越高，其溃散性通常越差。在保证水玻璃砂具有足够的常温强度的条件下，获得好的溃散性一直是铸造工作者追求的目标。笔者介绍了新型酯硬化水玻璃砂的性能特点，就酯硬化改性水玻璃砂常温强度和溃散性的影响因素与改进方法进行了试验研究和探讨。     

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，可以基本解决水玻璃旧砂再生难的问题。     

水玻璃磁化改性对水玻璃砂性能的影响

水玻璃磁化改性对水玻璃砂性能的影响研究结果表明，磁化改性水玻璃砂可延长可使用时间２５％左右。由于提高了水玻璃粘结强度，使水玻璃加入量降到２．５％左右，并改善了水玻璃砂溃散性。指出磁化改性效果会在２４小时后消失。发现水玻璃输导管材料对磁化改性效果有影响。     

水玻璃砂真空硬化工艺的研究

着重研究水玻璃砂真空硬化工艺的参数及其影响因素,并借助于扫瞄电镜对试样断口的分析,找到了影响水玻璃砂 CO_2硬化强度、溃散性及其他性能好坏的原因。生产验证证明,该工艺解决了长期以来未能解决的水玻璃砂溃散性差及旧砂回用难的问题。     

典型方法和材料对水玻璃的改性效果与机制

研究比较了超声处理、纳米粉末改性、复合材料改性等水玻璃粘结剂改性方法及材料对水玻璃粘结剂的改性效果;分析了水玻璃的改性机制。试验结果表明,超声处理虽然提高了水玻璃砂的常温强度,却也恶化了溃散性;水玻璃经过纳米氧化物粉末改性后,适量纳米氧化物粉末可以在一定程度上改善水玻璃砂的溃散性,但常温强度却不能得到较大幅度的提高,作者开发的复合改性剂,既可提高水玻璃砂的常温强度,又可改善水玻璃砂的溃散性。借助XPS和SEM微观分析的方法,探讨了水玻璃粘结剂改性方法及材料对水玻璃粘结剂的改性机理。     

改性水玻璃砂性能研究

本文对水玻璃改性进行了研究,确定了改性方法及制备工艺,并对改性后的水玻璃砂进行了系统的性能试验,同时,对助粘结剂做了一些探讨。试验表明,改性后的水玻璃砂性能提高,溃散效果显著。     

活性酯硬化水玻璃砂的研究

用焙烧活性砂混制而成的活性酯硬化水玻璃砂与普通酯硬化水玻璃砂相比，强度成倍提高，从而减少水玻璃的加入量，改善水玻璃砂的溃散性。实验证明：原砂的表面活性直接影响在水玻璃砂中水玻璃的加入量，是改善水玻璃砂溃散性的关键之一。焙烧活性砂的水玻璃加入量只要１．５％～２．０％，即能满足实际生产的强度要求。     

Properties of sodium silicate bonded sand hardened by microwave heating

The sodium silicate bonded sand hardened by microwave heating has many advantages,such as low sodium silicate adding quantity,fast hardening speed,high room temperature strength,good collapsibility and certain surface stability. However,it has big moisture absorbability in the air,which would lead to the compression strength and the surface stability of the sand molds being sharply reduced. In this study,the moisture absorbability of the sodium silicate bonded sand hardened by microwave heating in different humidity conditions and the effect factors were investigated. Meanwhile,the reasons for the big moisture absorbability of the sand were analyzed.Some measures to overcome the problems of high moisture absorbability,bad surface stability and sharply reducing strength in the air were discussed. The results of this study establish the foundation of green and clean foundry technology based on the microwave heating hardening sodium silicate sand process.     

由硅酸盐体系高温反应机制探求改善水玻璃砂性能的方法

铸造用水玻璃砂遇高温金属液作用而发生化学及物理反应,属硅酸盐体系下的高温反应。从化学反应原理出发,分析了硅酸盐体系高温下反应机制,探求了降低水玻璃砂高温残留强度的改性材料,从水玻璃改性和原砂改性两方面试验研究了改性粉末材料对水玻璃砂的改性效果。结果表明,当生成物为K[A1Si3O8]（即钾长石）时,其熔点高、膨胀系数大,在高温下不易与水玻璃膜融合而形成均匀的陶瓷釉质膜,有利于改善水玻璃砂的溃散性。借助扫描电镜对改性与否的水玻璃砂高温残留强度砂样的微观形貌,进行了分析对比。     

超声波对铸造水玻璃砂性能的影响

水玻璃砂在混制后会出现老化现象,从而降低其强度、溃散性、抗吸湿性等。把模数为2.6左右的水玻璃放在频率为20kHz、功率为480W的超声波处理器中进行改性处理后测试其相关性能。结果发现,水玻璃的粘度随超声处理时间的延长不断降低,在30min时水玻璃粘度降低11%,水玻璃的润湿性较改性前提高13%~37%;水玻璃砂的干强度增幅达到48%;同时,水玻璃砂的高温残留强度下降41%;水玻璃在超声改性前后混制得到的水玻璃砂的抗吸湿性提高8%。结果表明,超声波处理可以提高水玻璃砂的强度和抗吸湿能力,同时能够提高型砂的溃散性。     

复合磷酸盐改性水玻璃砂的研究

本文研究了复合磷酸盐改性水玻璃粘结剂的制备及其型砂的混碾工艺和性能。试验结果表明,在水玻璃中加入磷酸盐、有机物K,提高了型砂的常温强度,降低了高温残强,改善了水玻璃砂的溃散性。     

水玻璃砂高效溃散剂的实验研究

研究了一种水玻璃砂高效溃散剂Ａ，当水玻璃加入量为５％～８％时，在保证生产所需的常温性能的条件下，使ＣＯ２－水玻璃石英砂的溃散性得到极大的改善。