水玻璃加入量对微波硬化砂强度及溃散性影响的试验研究

采用微波加热技术来加热硬化水玻璃砂,对比分析了水玻璃的加入量对砂型试样抗拉强度和残留强度的影响规律。试验结果表明,在539W微波功率加热条件下,水玻璃砂的抗拉强度随着水玻璃加入量的增加而强度上升;在相同微波加热条件下,水玻璃砂的残留强度也随着水玻璃加入量的增多而增大。     

水玻璃砂微波硬化强度的试验研究

采用微波加热技术来加热硬化水玻璃砂,通过改变水玻璃的加入量、调整微波加热时间和加热功率等工艺因素,分析微波加热对砂型试样抗拉强度的影响规律。试验结果表明,采用539 W功率加热,水玻璃的加入量为3.0%时,其抗拉强度在25 min时达到的最大值为1.11 MPa,可满足型砂的使用要求。     

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。     

水玻璃砂液体溃散剂的研究

本文研究了一种新型液体溃散剂，该剂加入到水玻璃粘结剂中，可以和水玻璃无限互溶，提高水玻璃砂的粘结强度，减少型砂中水玻璃的加入量。加入该剂的水玻璃砂，可加热硬化，也可吹ＣＯ２气硬化，不降低使用强度，但却极大地降低水玻璃砂浇注后的残留强度，从而改善其溃散性。     

水玻璃砂液体溃散剂的研究

本文研究了一种新型液体溃散剂，该列加入到水玻璃粘结剂中，可以和水玻璃无限互溶，提高水玻璃砂的粘结强度，减少型砂中水玻璃的加入量。加入该剂的水玻璃砂，可加热硬化，也可吹Ｃ０２气硬化，不降低使用强度，但却极大地降低水玻璃砂浇注后的残留强度，从而改善其溃散性。     

有机酯-微波复合硬化水玻璃砂强度及抗吸湿性研究

对比研究了普通一次微波硬化、有机酯硬化、有机酯-微波复合硬化三种水玻璃砂硬化工艺的性能.结果表明,与普通一次微波加热硬化相比,有机酯-微波加热复合硬化工艺可使砂型在微波加热阶段不带模具加热,当有机酯的加入量为水玻璃质量的1.5％时,恒湿瓶中4h存放强度较普通一次微波加热硬化提高了70％;较之于有机酯硬化工艺,有机酯-微波加热复合硬化工艺的水玻璃加入量少、硬化速度快、硬化强度高.进一步系统研究了其他工艺参数(微波加热功率和时间)对有机酯-微波加热复合硬化水玻璃砂型存放强度的影响,并通过扫描电镜观察分析了该工艺下的砂样粘结桥微观结构和硬化机理.     

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.     

微波硬化水玻璃砂型内温度场分布特性及影响因素初步研究

采用热电偶温度测量传感器,通过单点测量方式,研究了微波硬化水玻璃砂型内部温度场的分布规律,分析了微波加热时间、微波加热功率、水玻璃加入量以及炉内加热位置等工艺参数对砂型内部温度场分布规律的影响.结果表明:微波硬化水玻璃砂型内温度分布呈"内高外低"的正温度梯度分布;微波加热时间、微波加热功率及水玻璃加入量对砂型整体温度高低有影响,但不改变温度场分布规律;水玻璃模数及炉内加热位置对砂型整体温度及温度场分布规律都没有明显影响.     

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。     

复合改性高模数水玻璃试验及其表征研究

用聚丙烯酰胺、四硼酸钾和四硼酸锂对高模数水玻璃进行复合改性,测定改性后水玻璃砂试样的1 h抗拉强度、24 h抗拉强度和950℃残留强度。通过XRD、SEM、EDS和DSC分析改性剂对水玻璃砂性能、砂粒间粘结状况和粘结桥形貌的影响机理。结果表明,改性剂成分优化添加量为:四硼酸钾2.5%、四硼酸锂0.15%、聚丙烯酰胺0.1%。优化的水玻璃砂试样1 h强度为0.261 MPa,24 h强度为0.72 MPa,残留强度为7.2 MPa。改性剂的加入在一定程度上提高了水玻璃砂的常温强度并改善了其溃散性。     

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.     

新型水玻璃改性剂的研究

在初步试验的基础上,通过混料设计三阶单纯形重心设计的实验法,确定了ＸＹＧ改性剂的最佳配方。这种在混砂时加入的液体水玻璃改性剂,用于ＣＯ２水玻璃砂,型砂的常温强度提高５０％,高温残留强度降低＞５０％。     

水玻璃改性对水玻璃砂再生循环使用性能的影响

水玻璃改性技术在提高水玻璃砂强度,改善其溃散性的同时,也对水玻璃旧砂经干法再生后循环使用的砂性能产生了影响。试验测试了水玻璃旧砂受热温度对其溃散性的影响,比较了普通水玻璃和改性水玻璃在水玻璃旧砂溃散性上的区别,测试研究了多次循环使用后水玻璃再生砂残留强度的变化,分析了所用改性水玻璃粘结剂对水玻璃旧砂再生回用后的性能产生影响的原因和机制。结果表明,水玻璃改性有利于水玻璃砂的再生循环使用。     

磷酸氢二钠及木糖醇改性水玻璃对微波硬化水玻璃砂存放强度影响

研究了磷酸氢二钠和木糖醇两种改性剂加入量对微波硬化水玻璃砂样存放强度的影响,通过红外光谱和扫描电镜等测试方法,对普通水玻璃砂和改性水玻璃砂的官能团及微观组织进行了分析。试验研究结果表明,改性后的水玻璃砂样存放强度高于普通水玻璃砂样的存放强度,当改性剂加入量为水玻璃质量的2％时,砂样的存放强度效果最佳;样品的红外图谱表明,改性后的水玻璃砂中没有出现新的基团;扫描电镜分析表明,改性后,水玻璃膜均匀、完整地覆盖在砂粒表面,粘结桥中裂纹减少。     

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。     

有机酯硬化剂对水玻璃砂的影响

通过正交试验分析了水玻璃的加入量增加和有机酯的加入对水玻璃砂的残留强度和24h熟强度的影响程度大小，结果表明：有机酯的加入使水玻璃砂的24h终强度达到了普通水玻璃砂的要求；水玻璃加入量的减少，使有机酯硬化水玻璃砂的溃散性有较大提高。     

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。