强磁场对水玻璃砂性能的影响

系统地研究了不同强度超导磁场（0～10T）对水玻璃粘度及水玻璃砂粘结强度的影响，研究结果表明磁化处理可提高水玻璃的粘结强度，使之最大可达50%；同时降低水玻璃砂的高温残留强度，改善水玻璃砂的溃散性，首次提出使水玻璃砂磁化改性的最佳磁场强度在0.9T左右，而不是0.5T，同时发现即使在强磁场条件下（2～10T），磁场效应和磁场强度仍然存在多极值关系。     

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.     

热硬法普通水玻璃砂和SGD型改性水玻璃砂的扫描电镜观察

作者利用扫描电镜对普通水玻璃砂和SGD型改性水玻璃砂用加热法硬化后的粘结剂分布状况和经历不同温度加热冷却后粘结剂的变化进行考察,以揭示两种水玻璃砂残留强度变化的机理。扫描电镜观察表明:在200～600℃进一步加热后,热硬法普通水玻璃砂的热强度和残留强度剧烈下降的原因是在于加热过程中水份大量脱失而形成带褶皱的薄壁粘结膜空泡的缘故。加热至800℃左右的高温时,由于水玻璃熔融,加大了砂粒与粘结膜之间的结合面,致使残留强度有较大幅度的回升;而在SGD型改性水玻璃砂中则借其中几种改性剂组成分别以残炭、弥散质点和大小不等的气泡形式对粘结膜作不同程度的破环,使其残留的粘结强度大大削弱。文中并指出:无论改性与否,水玻璃砂加热至1200℃时砂粒表面有较大程度的熔化,砂粒与粘结膜之间的界限消失,从而使残留强度再次回升。     

改性水玻璃的X衍射分析

分别选择带有不同极性基团的1^#、2^#、3^#改性用树脂作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：改性水玻璃与普通水玻璃相比,明显提高了常温下的粘结强度,大大改善了热强度和高温强度,从根本上改变了800℃时的残留强度峰值。为什么会有这样的效果呢？为寻求问题的答案,我们对普通水玻璃G和改性水玻璃18^#粘结剂摸进行X衍射分析。实验结果表明：普通水玻璃和改性水玻璃吹CO2硬化后的凝胶膜组织以非晶态为主,含有少量的晶态物质,但是这两种水玻璃凝胶膜的X衍射图谱并不相同。普通和改性水玻璃吹CO2硬化后的凝胶膜分别在不同温度下焙烧,在600℃和800℃的产物中,两种水玻璃的物相显著不同处是改性水玻璃中有有机酸钠和有由氧化钠、高价金属等形成的多元化合物。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

水玻璃改性剂改性机理的探讨

通过扫描电镜观察水玻璃砂试样断口发现，加有ＸＹＧ改性剂的水玻璃砂，常温下水玻璃膜均匀、完整地覆盖在砂粒表面，水玻璃砂常温强度提高；加热后粘结膜中出现大量的气泡和裂纹，破坏粘结膜的完整性，水玻璃砂的残留强度降低。     

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。     

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。     

水玻璃物理特性分析及在旧砂回用研究中的应用

用物理方法，分析了水玻璃的模数，浓度和粘度三者的关系对固化的影响，比较了水玻璃固化工艺顺序对固化性能的影响，结果表明，提升浓度可限制模数值和提升模数可限制浓度，用溶剂溶解力与化学相似性的关系解释了高模数固态与低模数液态水玻璃融合的机理，利用上述分析结果和水玻璃砂使用经验，结合各种传统固化方法，分析了水玻璃砂回用技术的相关因子和质量控制因子。     

新型水玻璃硬化剂的研究

将自行配置的两种淮体作为水玻璃的硬化剂，用其硬化的水玻璃砂24h强度，表面稳定性较高，残留强度极低，这种自硬砂初期强度建立较慢，可与硬化较快的硬化剂配合使用，或在高温干燥季节使用。     

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。     

水玻璃砂抗潮性的研究

研究了改性水玻璃ZSFXC的加入量及其两种添加剂对水玻璃砂抗潮性的影响,并对其原因作了分析。