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改性水玻璃砂有哪些缺点限制了它的发展添加时间:2018/05/21

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改性水玻璃是我国铸造业重要的造型材料和粘接剂,但是因为其本身存在的一些列问题而限制了它的使用,甚至存在被自硬树脂砂代替的可能。下面,咱们一起来看看改性水玻璃砂都有哪些缺点:

1.溃散性差

改性水玻璃砂溃散性差主要体现在水玻璃砂的残留强度高,使得铸件的落砂、清理困难。

残留强度是指将改性水玻璃砂加热到一定温度后,再随炉冷却到室温所测出的强度。水玻璃模数越低,残留强度越高。这是因为模数较低,Na20的量就较髙,吹COz硬化后,粘结剂膜中硅酸钠凝胶的量也比较高,而硅酸钠凝胶比硅酸凝胶加热脱水后的脆性小,因而模数低的水玻璃砂的残留强度高。砂中改性水玻璃加入量越多,残留强度也会越高。残留强度高,意味着溃散性差,出砂后结块的砂子也给旧砂再生带来困难,从而使改性水玻璃砂的应用受到严重制约。

为了缓解溃散性差的问题,有的企业采用水爆清砂,有的企业采用溃散剂;但这些方法大都弊大于利,得不偿失,随着时间的推移纷纷被弃之不用,溃散性差的问题仍然未能从根本上得到解决。

2.旧砂再生、回用困难

从经济效益优化、资源利用和环境保护的角度看,铸造生产需要高的旧砂再生、回用率。但是到目前为止,水玻璃砂的再生问题还没有完全解决。旧砂再生的困难在于包覆砂粒的水玻璃膜难以用干法去除。当前使用的水玻璃-有机酯砂中,改性水玻璃加人量已降到3%左右。由于旧砂表面的水玻璃膜难以去除,干法再生后的砂子中不仅残存着大量的水玻璃膜,有机酯也残存在再生砂中。

 3.砂型(芯)表面粉化

水玻璃砂型(芯)吹C02气体硬化后放置一段时间,有时在表面会出现像白霜一样的物质,这种现象称为砂型(芯)表面粉化,也称“白霜”。表面粉化的砂型(芯〉表面强度极低,用手轻轻一抹就会有砂粒落下,浇注时经受不了金属液的冲刷,铸件易产生冲砂缺陷。

解决这一问题的方法是控制水玻璃砂的水分不要过高(雨季和冬季尤其如此),吹co2的时间不宜过长,硬化后的砂型(芯) 不要久放。另据有关工厂的经验,在水玻璃砂中加人1%左右密度为1.3 g/cm3的糖浆,可以有效防止表面粉化。

4.抗吸湿性差

用C02或加热等方法硬化的改性水玻璃砂芯,装配在湿砂型中如果时间稍长,不能及时浇注,砂芯强度会急剧降低,有时可能出现蠕变,甚至坍塌。在潮湿的环境中存放的砂型(芯),其强度也会明显降低。

解决此问题的方法是:①在砂型(芯)表面刷醇基涂料,以阻止水分进人。②在钠水玻璃中加人锂水玻璃,或在钠水玻璃中加人无机附加物,形成相对不溶的碳酸盐和硅酸盐,并减少游离的Na+,因而可改善水玻璃的抗吸湿性。③往改性水玻璃中加入少量有机物或具有表面活性作用的化合物,硬化过程中,改性水玻璃凝胶内亲水的Na+和0H-或被有机憎水基取代,或相互结合,或为憎水物所覆盖,靠这些物质与水玻璃吸湿基团所起的物理的、或化学的、或物理化学作用,改善改性水玻璃砂的抗吸湿性。

5.粘砂

改性水玻璃砂用来生产铸铁件时,常会产生严重的粘砂缺陷;用来生产一般中小型铸钢件时,只要选用粒度较细、Si02含量高的硅砂,通常可获得表面光洁的铸件;而用来生产厚大铸钢件或高合金钢铸件时,如未采取特殊措施,严重的粘砂缺陷则无法避免。

为了防止铸钢件粘砂,可在砂型(芯)工作表面涂敷涂料,而且尽量是醇基涂料;对于一般铸铁件,可在型(芯)砂中加人适量(3%-6%)的煤粉或焦炭粉。也有加适量有填料效能的物质,如加入2%的粘土,也可得到表面较光洁的铸件。

6.粘结强度偏低,水玻璃加入量大

改性水玻璃砂强度偏低,尤其采用C02气体硬化时,为保证硬化后的砂芯(型)具有必要的强度,不得不靠增加水玻璃的量来解决。 其加人量常高达7.0%-9.0%。采用赤泥、铬铁渣等作硬化剂的改性水玻璃自硬砂,水玻璃的加入量也为5.5%-8.0%。水玻璃加人量多,更易导致其溃散性差,旧砂再生、回用困难。

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