甘油对铸造水玻璃砂保质期及其性能的影响

水玻璃砂在混制后等待造型时因表面水分散失而导致粘结强度降低,严重时不能使用。用甘油对水玻璃进行改性,测试了改性水玻璃和未改性水玻璃配制砂样的保质期,同时探讨了改性剂对型砂强度、吸湿性及800℃时残留强度的影响。结果表明,用3%的甘油改性的水玻璃作为粘结剂的型砂保质期是未改性水玻璃砂的2倍;在加入0～3%甘油范围内,水玻璃中每加入1%的甘油可提高水玻璃砂干抗拉强度约7%,相应地可以减少水玻璃砂的粘结剂用量,但型砂残留强度并没有因粘结剂含量的减少而明显变化;用甘油改性水玻璃,没有明显改善或恶化水玻璃砂的吸湿性。因此,用甘油对水玻璃砂改性可有效延长其保质期。     

超细粉末改性水玻璃对型砂性能的影响

用3%(质量分数,下同)的氧化铝、氧化锌、二氧化钛、氧化镁四种超细粉体对水玻璃进行改性,在型砂中分别加入7%的四种改性水玻璃。结果表明,经超细粉末改性的水玻璃砂,具有常温强度高、残留强度低的优点。对型砂进行24 h常温抗拉、抗压强度、800℃高温残留强度测试,与未改性水玻璃相比,水玻璃砂常温抗拉强度提高了14.4%,抗压强度提高了44.3%,残留强度降低了42.9%。在此基础上,挑选出改性效果最好的氧化锌进行优化试验,氧化锌在水玻璃中加入量分别是1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%,加入量为3.5%时,残留强度0.55 MPa,效果最优。     

新型复合改性水玻璃的研制

作者采用无机物-有机物组合这一新思路,对水玻璃进行复合改性处理,研制了TN_2、TN_5两种新型改性水玻璃。文中分别探讨了改性剂磷酸盐、有机物T对水玻璃性能的影响,考察了新型改性水玻璃的性能,并进行了少量浇注试验。结果表明:TN_2、TN_5改性水玻璃砂的吹气(CO_2)强度高于普通水玻璃砂;溃散性明显优于普通水玻璃砂;与国际著名产品英国的SoloSil433改性水玻璃的综合性能相近,是较为理想的新型铸造粘结剂,可望应用于实际铸造生产。     

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。     

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。     

高质量低成本改性水玻璃粘结剂及其应用

本文介绍了一种高质量、低成本的改性水玻璃粘结剂的性能及其应用情况,它既可用于酯硬化自硬水玻璃砂工艺、也可用于CO2硬化水玻璃砂工艺.生产实践表明,该新型改性水玻璃采用酯硬化水玻璃砂工艺时的水玻璃加入量为1.8%～2.8%,采用CO2硬化水玻璃砂工艺时水玻璃加入量为3.5%～4.5%,而销售价格仅为目前其它商品改性水玻璃的2/3左右,为新一代改性水玻璃砂工艺的推广应用展示了广阔的前景.     

改性水玻璃在有机酯自硬砂中的应用

介绍了改性水玻璃在有机酯自硬砂中的应用，生产实践证明，有机酯自硬砂中改性水玻璃相比普通水玻璃来说，具有加入量低，强度高，溃散性好，有利于旧砂的再生回用等优点。     

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。     

聚氧化乙烯改性水玻璃粘结剂的研究

确定了聚氧化乙烯改性水玻璃粘结剂的基本组分,测试了有机酯自硬和CO2气硬型砂的常温粘结强度和高温残留强度。研究发现,在水玻璃中加入聚氧化乙烯树脂能改善水玻璃的老化现象,充分发挥其粘结效率;粘结剂加入量相同时,型砂强度是普通水玻璃砂的1.5倍,800～1000℃时,型砂残留强度≤0.5MPa。结果表明,聚氧化乙烯改性水玻璃粘结剂加入量低,型砂工艺性能良好,浇注后出砂容易,有利于旧砂进一步干法回用。     

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。     

新型易溃散改性水玻璃砂的研究

介绍了水玻璃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。     

CO2硬化工艺用改性水玻璃的合成研究

提高CO2水玻璃砂粘结强度的关键在于抑制硬化过程中胶粒的过于长大,可行的途径是向水玻璃中引入能与水玻璃起作用并能阻抑胶粒长大,而且对CO2硬化不引起、或少引起负面影响的物质.选择采用含有羰基、羧基的1#改性树脂,含有苯环、羟基、醛基的2#改性树脂,含有酰胺基的3#改性树脂,作为细化CO2硬化水玻璃凝胶胶粒的主要化合物为改性剂的主干材料对水玻璃进行改性处理.实验结果表明,1#、2#改性树脂加入量为10%为宜,3#改性树脂加入量(按PAM固体含量算)以0.2%为宜.     

酯硬化改性水玻璃砂在铸钢件上的应用

酯硬化改性水玻璃砂是生产铸钢件较理想的造型材料，它具有强度高，残留强度低，硬化速度快等优点，我厂铸钢件生产实践表明，采用新开发的酯硬化改性水玻璃砂工艺，可使水玻璃加入量降到3％以下，溃散性明显改善，而且旧砂回用率达70％以上。     

有机酯水玻璃砂在特大型铸钢件上的应用

以有机酯水玻璃砂替代CO2水玻璃砂,应用于特大型铸钢件的生产中。介绍了有机酯水玻璃砂的硬化机理。选用福建平潭20/40目原砂、模数为2.0~2.3的改性水玻璃、12%~16%的有机酯进行有机酯水玻璃砂配比。给出了混砂和造型操作过程中的注意事项。通过对油压机横梁、汽轮机缸体、油轮挂舵臂和宽厚板轧机机架等一些特大型铸钢件的生产,实践表明:采用有机酯水玻璃砂后,铸件质量明显提高,铸件气孔、裂纹减少,表面光洁,尺寸精度提高。     

酯硬化水玻璃砂生产工艺及设备应用

型砂采用改性水玻璃和酯硬化,选用优质天然硅砂,使水玻璃加入量降低到2.0%,既保证型砂强度,又改善了溃散性。320℃热干法再生,针对水玻璃旧砂的特点设计沸腾床、风选和冷却器,使旧砂的残留水玻璃脱膜率≥50%,残钠≤0.3%。恒温双料桶加料,使液料定量加入,达到单一型砂。除自然损耗外,无废砂排放。     

CO2改性水玻璃砂的出砂性

研究了改性水玻璃砂的出砂性,试验制订了测量水玻璃砂试样残留强度时的加热规范和冷却方式.以水玻璃砂的残留强度值≤0.5 MPa为标准来评价改性水玻璃18号的出砂性,结果发现,当粘结剂加入量为2.5%～4.0%时,在400～1 000 ℃下均具有良好的出砂性.观察了普通和改性水玻璃砂在加热温度为200、600、800、1 000、1 200 ℃的残留强度断口,发现普通水玻璃和改性水玻璃A1都在800 ℃出现残留强度峰值,改性水玻璃18号与B2均在800 ℃出现残留强度谷值,并解释了其中的原因.     

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.     

DGD和MDT有机酯水玻璃自硬砂性能的测定和研究

本文较系统地测定和研究了DGD和MDT有机酯水玻璃自硬砂的各种性能。结果表明：DGD和MDT有机酯的加入使水玻璃砂硬化速度大大加快，和CO2法相比，24小时后的强度大幅度提高，比加热硬化法的水玻璃砂还高，随着有机酯加入量的增加24小时的强度提高。DGD有机酯的大部分性能指标和MDT有机酯相似，短期存放强度和24小时存放强度都随水玻璃加入量的增加而提高；随着水玻璃模数的提高硬化速度加快，但24小时存放强度明显降低；水分对硬化速度和硬化强度也有一定的影响。     

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。     

影响酯硬化水玻璃干法再生砂性能的因素

本文对影响酯硬化水玻璃干法再生砂强度及可使用时间的酯加入量、水玻璃模数、浓度、原砂含水量等因素进行了试验。采用低模数水玻璃，减少酯加入量，可使酯硬化水玻璃干法再生砂的终强度接近新砂和湿法再生砂的终强度。