水玻璃砂溃散性兰种测试方法的应用

水玻璃作为型砂粘结剂已有近百年历史．目前水玻璃硬化剂大致可分为三大类：气体(C02)，粉末(炉渣、硅铁粉等)和液体(有机酯，碳酸酯等)。水玻璃炉渣自硬砂在我国的造纸机械和机床铸件生声中应用已有近二十年的历史了。     

三通铸件精铸工艺改进

三通铸件精铸工艺改进宝鸡石油机械厂李显文我厂熔模铸造采用水玻璃粘结剂，石英砂耐火材料，ＮＨ４Ｃｌ硬化剂制壳。由于生产的品种多，数量少，现场大量采用石膏模具压制蜡模，金属模具使用在批量多、表面精度要求高的精密铸件上。我厂接到出口产品上的三通铸件任务，考...     

无机冷芯盒技术在汽车铸件生产上的推广应用

以无机冷芯盒工艺为研究对象,研究了原砂、粘结剂、制芯设备、制芯工艺对其性能的影响及其在汽车铸件上的批量生产应用。结果表明,无机冷芯盒工艺技术具有高效、环保、节能、推广应用灵活、生产成本低等特性。     

型砂主要粘结剂概述

本文概述铸造型砂应用一些主要粘结剂的发展过程及其化学分子结构和性能。文中提到第一次世界大战后,才广泛采用型芯油作型砂粘结剂。40年代中期开始应用人造脲醛树脂和酚醛树脂作型砂粘结剂。到50年代初期,在欧州发展起来的油一氧自硬砂,使型芯能在芯盒中自硬;同时,出现了水玻璃CO_2砂,到50年代末期,出现了酸固化的呋喃树脂粘结剂,使单件小批量生产车间制芯工艺发生了革命性变化。60年代出现了醇酸异氰酸盐,同时,也出现了无机硬化剂和有机硬化剂的水玻璃自硬砂。70年代开始,发展出酚基尿烷系快速硬化粘结剂,使生产效率大大提高。70年代中期,又重新研究酸固化的酚基树脂,称为新的酚基树脂;同时,也研究出无机磷酸盐和波兰发展出SYNCORE法,近几年来,欧、美又出现SO_2硬化法(即Sapic法)。最后,列举美、英、德三国每年消耗有机粘结剂的吨位数字,我国目前与之相比,还有很大差距,为了节约能源,为了提高铸件质量和劳动生产率,必须从烘模砂中解放出来走向化学自硬砂的道路。型砂粘结剂对铸件的质量和产量有直接的影响。铸件的气孔、粘砂、结疤、热裂和表面质量等,都与所使用的粘结剂有很大关系。研究和改进型砂粘结剂,已成为提高铸件质量和增加产量的重要途径。型砂粘结剂又区分为有机和无机二大系统,一般讲,无机粘结剂多用于制造铸型和简单形状的型芯;有机粘结剂多用于制造复杂形状的型芯,两者之间的主要区别是:无机粘结剂是热稳定性的,受热时状态上没有多少变化或者没有变化;反之,有机粘结剂不管它的成分怎样,浇注时受热分解,产生气体排出遗留碳质在砂粒周围,而且浇注以后,有机粘结剂的溃散速度,完全取决于它的化学成分。在以往三十多年中,由于人类努力创造,出现了许许多多的新型化学粘结剂,使铸造工业面貌发生了根本性的变化,型砂粘结剂之所以得到迅速发展,在许多情况下都是由于为了其他工业研究出来的新粘结剂,然后,将这些粘结剂应用于金属铸件。     

摆杆铸件的熔模精密铸造工艺实践

采用石蜡-硬脂酸低温模料制造熔模(蜡模),用水玻璃粘结剂制造型壳,精密铸造生产剪羊毛机摆杆铸件,试验研究熔模制造工艺、水玻璃型壳工艺和焙烧工艺的技术参数,为生产合格型壳和精密铸件提供技术保障.     

VRH造型机

目前,铸造界在造型中为节约资源、降低公害,大多数已使用以呋喃树脂为主的有机系粘结剂。但是,在铸钢和球铁生产中使用这类有机粘结剂,容易引起增碳和球化不良等问题。此外,砂温对铸型的硬化情况影响很大,而砂温的控制又很复杂,因此至今在铸钢、不锈钢铸件以及一般中小铸件的铸造厂中依然使用着硅酸钠(即水玻璃)等无机系粘结剂。但是,过去采用这种CO_2造型法,型砂中须加入5～6％水玻璃,粘结剂用量要比有机系粘结剂用得多,而且型砂的溃散性也较差。日本铸造技术普及协会等研制的VRH(真空置换硬化)法,是把加有2～3％水玻璃的混合砂放在气密室内密闭,用真空泵抽空减压后再充入CO_2     

合成粘结剂的技术发展

叙述了铸造工业对合成粘结剂应保证铸件质量和符合环保趋势的两个基本要求的内容;介绍了工业发达国家在芯砂粘结剂和自硬砂粘结剂方面的改进工作情况及其所取得的技术进展;指出了在水溶性粘结剂方面目前的研究工作只是起步,水玻璃的粘结能力远未被充分利用等问题。     

沙原化工厂硅溶胶在硅溶胶—水玻璃复合型壳中的应用

应用硅溶胶粘结剂配制表面层涂料,水玻璃粘结剂配制加固层涂料,所制复合型壳经生产验证表明,有效地提高了熔模铸件的表面质量。经材料、工时、动力消耗和质量等项核算,复合型壳与单一水玻璃型壳的制壳成本相当。     

无机粘结剂的现状与未来

在过去的二十多年里,化学粘结剂型砂在型芯制造中占绝对优势。虽然有机粘结剂的使用特别好,但是在混砂、硬化和存放时会发散出臭气和有毒的蒸汽,浇注和落砂时会产生烟气和分解产物以及成本较高。这就使得人们有兴趣去发展无机粘结剂。最常用的无机粘结剂是以水玻璃和磷酸盐为基的水基材料。它们在混砂、浇注和落砂操作时不会产生苯酚、甲醛等有机蒸汽,但是其缺点是强度较低以及落砂和再生问题,已经阻碍了无机粘结剂的广泛使用。水玻璃粘结剂在1898年作为英国专利。1950年以前还没有在铸造厂广泛的应用。1960年初,研究了许多不用二氧化碳气体来硬化水     

中国精密铸造发展年度预测

中国的精密铸造有两种工艺。第一种是采取水玻璃为粘结剂的熔模铸造工艺,该方法主要用于生产碳钢、低合金钢、球铁等铸件,面向于汽车工业、工程机械、铁路及轨道交通、泵阀等领域。大部分铸件为国内市场     

实现绿色铸造的工艺方法及关键技术

绿色铸造工艺方法及材料装备是21世纪铸造技术发展的趋势。介绍了最可能实现绿色铸造生产的几种工艺方法,包括无粘结剂的消失模铸造、无粘结剂的V法铸造、有粘结剂的水玻璃砂型铸造等。重点阐述他们的工艺原理、应用特点及关键技术,并就目前这些工艺方法的应用过程中存在的问题及其发展方向进行讨论。     

The high-temperature resistant mechanism of α-starch composite binder for foundry

A new binder composed of α-starch, kaolin, sodium silicate, dextrin, phosphate and water in proportions 2.5–4.0%, 1.5–3.0%, 0.55%, 0.35%, 0.04% and 2.5–3.5% by weight percent respectively has been developed. The high-temperature resistant mechanism of the mold and core sand bonded with α-starch composite binder was studied by way of differential scanning calorimetry (DSC), X-ray diffraction (XRD), infrared (IR) spectra and scanning electron microscopy (SEM) analyses without sand or on a sand base. It is believed that the high-temperature strength of the sand mold or sand core is mainly dependent on the cohesive strength of the adhesive membrane between sand grains. When the binder was heated over 600 °C, the kaolin in it reacted with the sodium silicate and phosphate separately, forming Al–O–Si three-dimensional skeleton and heat-resistant AlPO₄, thus, the binder is provided with higher high-temperature resistant strength. This conclusion is also confirmed by the experimental research on the high-temperature mechanical properties of the binder bonded sand and the microstructure observation of the binding film. The research on the high-temperature resistant mechanism of the starch binder bonded sand is helpful to its high-temperature performance optimization and its application in the foundry industry.     

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。     

Inlfuence of wet activation of used inorganic binder on cyclically refreshed water glass moulding sands hardened by microwaves

The paper presents the research results of using an innovative method to reclaim the waste moulding sands containing water glass. Two of the examined processes are connected with “dry” or “wet” activation of inorganic binder in waste moulding sand mixtures physicaly hardened by microwave radiation. The sand mixtures consisting of high-silica sand and water-glass with average molar module 2.5, were subjected to the folowing cyclical process: mixing the components, compacting, microwave heating, cooling-down, thermaly loading the mould to 800 °C, cooling-down to ambient temperature, and knocking-out. After being knocked-out, the waste moulding sands were subjected to either dry or wet activation of the binder. To activate thermaly treated inorganic binder, each of the examined processes employed the surface phenomenon usualy associated to mechanical reclamation. The study also covered possible use of some elements of wet reclamation to rehydrate waste binder. To evaluate the effectiveness of the two proposed methods of waste binder activation, selected strength and technological parameters were measured. After each subsequent processing cycle, the permeability, tensile strength and bending strength were determined. In addition, the surface of activated sand grains was examined with a scanning electron microscope. Analysis of the results indicates that it is possible to re-activate the used binder such as sodium silicate, and to stabilize the strength parameters in both activation processes. Permeability of the refreshed moulding sands strongly depends on the surface condition of high-silica grains. The wet activation process by wetting and buffering knocked-out moulding sands in closed humid environment makes it possible to reduce the content of refreshing additive in water-glass. The moulding sands cyclicaly prepared in both processes do not require the addition of fresh high-silica sand. The relatively high quality achieved in the refreshed moulding sands alows them to be reused for manufacture of next moulds. Thus, the two proposed methods for cyclicaly processing used moulding sands containing sodium silicate, subject to microwave hardening, are suitable for economic and ecological circulation moulding mixtures.     

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。     

铸造中的联合工艺

采用水玻璃精铸生产销孔座系列产品遇到了烧砂问题(指在焙烧或浇注中模壳局部烧结并鼓胀导致铸件形成不规则的凹缺陷).由于水玻璃精铸中的涂料耐火度低,且涂料为层状、厚度大、易堆积而形成烧砂,但相同条件下水玻璃砂铸的铸件就不易出现烧砂.试验表明,在水玻璃精铸中局部采用水玻璃砂铸的联合工艺能十分有效地、经济地解决销孔座系列产品的烧砂问题.联合工艺经常是一种解决特殊铸件质量问题的有效方法.     

CO2硬化水玻璃砂添加剂及旧砂干法再生工艺

分析了水玻璃添加剂中有机水溶性高分子和无机纳米材料的组成特性,通过扫描电镜观察CO2硬化水玻璃砂试样的断口形貌,探讨了水玻璃添加剂的作用机制.生产实践表明,采用水玻璃添加剂并结合旧砂干法再生回用工艺,可使水玻璃旧砂的回用率达80％以上,且型砂工艺性能良好,能满足铸件生产的要求.     

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。     

An improved sodium silicate binder modified by ultra-fine powder materials

This paper presents a new method of modifying sodium silicate binder with ultra-fine powders. The sodium silicate binder modified by ultra-fine powder A and the organic B can reduce the addition amount of the binder. The results indicate that the 24 h strength has increased by 39.9% at room temperature and the residual strength has decreased by 30.7% at 800℃, compared to the conventional sodium silicate. An available material to improve the moisture resistance was also found by adding about 2% more inorganic C, and it can increase the moist strength by 20%. In the end, the microanalyses are given to explain the modifying machanism, i. e., the ultra-fine powder A can refine the sodium silicate binder to avoid holes in the binder bond, which can increase the 24 h strength at room temperture, and can lead to more cracks in the bond after the molding sand is heated to 800℃. This is because of the stress caused by the new eutectic complex of modified sodium silicate binder.     

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.