水玻璃属无机粘结剂,50 年代初,水玻璃砂在世界各国铸钢生产中获得了广泛的应用。1952年我国从前苏联引进水玻璃砂工艺。 但由于水玻璃砂的溃散性差,在世界各国水玻璃砂使用几乎处于停止不前的状态，60 年代末,在铸造生产中有机化学粘结剂获得了应用，出现了树脂砂，部分取代了水玻璃砂。但因树脂砂成本高,浇注后产生一些有毒物质和有毒气体,影响工人健康，劳保和环保费用增加等原因，铸造工作者们近年来重新对水玻璃砂的溃散性进行了大量研究，从而开发了高强度易溃散性水玻璃砂,使水玻璃砂得到了较为广泛的使用。 我们在生产大齿轮、带板等高锰钢或中低碳合金钢铸件时,采用了酯硬水玻璃砂,满足了出口铸件的要求。

1.试验工作

(1)原砂

应用优质原砂,要求原砂粒度 55.00,粉尘小，含泥量小于 1%，具有圆形或准圆形颗粒，目表面圆满,含水量应小于  5%，二氧化硅含量大于90%。

(2水玻璃

模数22~2 5,比重1.5~1. 55

(3）溃散剂

有机溃散剂: 现有一种可用造纸黑液分离出来的干粉，经专门加工而得的一种无毒、无臭的标褐状的粘稠液体;另一种可用有机酯，我们用的是乙二醇二醋酸酯。

无机溃散剂: 1)铝粉(简称A ;2)氧化铁粉（简称F）

2.型砂的配比

将水玻璃(简称 W)与有机(简称Z)在常下混合均匀即成为 wZ 混合物。 经多次试验选用配方:W :Z= 8:1~10:1W Z:5% A:Q2% F:Q 2% K:05%  H:Q 5%

附加水: 1.3%

3.wz芯砂的性能

硬化速度: 通过实验证明,在同等条件下,气温高，硬化速度快;水玻璃模数越高，硬化速度越快;酯加入量提高，硬化速度上升;空气湿度大硬化速度慢快，酯硬化速度快，慢酯硬化速度慢在生产实际中,调整快慢酯比例是控制硬化速度的主要手段。 硬化速度快,可使用时间就短，在我们所用的型芯，一般要求型砂可使用时间在 5~25mn 范围内。

型芯硬透性: 酷硬化水玻璃砂的硬透性好于二氧化碳水玻璃砂,与呋喃树脂砂相当。硬化速度过慢，硬透性变慢;酯加入不足时，硬透性不好。

型芯存放性:酷硬化水玻璃砂的型芯存放比二氧化碳水玻璃砂要好，基本上无返粉化现象但仍需防潮。

溃散性: 改善溃散性最根本的办法是减少水玻璃的加入量，试验证明，水玻璃的加入量控制在 4%以下时，便不存在溃散性问题。但水玻璃的加入量减少的前提是必须保证型芯砂的物理力学性能,特别是强度,我国工厂一般水玻璃加入量为7%~8%，故溃散性差。

目前减少水玻璃的加入量的方法，一是采用优质原砂; 二是对水玻璃进行改性处理。水玻璃改性处理所用改性剂应符合的要求包括: 1) 改性剂加入量应尽量减少 2) 改性剂能与水玻璃均匀混合;3)改性剂无明显沉淀现象;4)为防水玻璃凝聚,改性剂应为中性或碱性反应;5)加热至高温时,水玻璃砂强度应几乎为零。

4.铸件质量

铸钢自水爆清砂问世后,水玻璃砂铸件的清砂困难虽得到解决,但这种高温差(常规为 600C左右的温差)的瞬时激冷、汽化、膨胀直至连锁性爆炸,可加剧铸件原来残存铸造应力而引起裂隙.或导致已形成了的细微裂纹的进一步扩展,给铸件的内部质量带来危险，废品率增加，而用自硬砂可不用水爆清砂，残留强度低，铸钢件经水浴即可清砂，大大方便了工人，减少了铸件废品率，提高了铸件质量。

型砂质量的控制: 严格原材料的入厂检验认真执行混砂工艺，混砂结束后，马上对混砂机进行清理:配砂时适时调整水玻璃砂的模数、快慢配的比例、水玻璃和酯的加入量。

型芯质量的控制: 根据型芯的大小复杂程度等随时调整型芯砂可使用时间: 在型芯砂可使用时间内完成造型、制芯，造型工人应提前做好一切准备工作;必须将型芯均匀捣实;型芯要多扎出气孔，间距 150mm 左右,深度要足够准确判可脱模时间,防止型芯发生蠕变。

5.型砂回用性

通过一系列的实践表明,湿法再生效果好,氧化钠的去除率可大于 90%,湿法再生砂的质量高，基本性能指标接近于新砂，可 的作面砂或单一砂使用,再生砂的回收率也较高(可达95% 以上)，不过设备费用较高,这一点应充分考虑。

6总结

1)硬化水玻璃砂生产铸钢件是可行的,酯硬化水玻璃砂的工艺性能与味喃树脂砂相当，而用酷硬化水玻璃砂生产的铸件质量可与味喃树脂砂不相上下，并且克服了味喃树脂砂生产薄壁或壁厚相差较大的铸钢件易产生的缺点，型砂成本比味喃树脂砂降低 30% 左右，对环境污染少，劳动条件好。

2)硬化水玻璃砂较二氧化碳水玻璃砂的水玻璃加入量大幅度下降，使型砂的溃散性大为改善,不仅减少了清砂工作量,且使铸件质量提高,而成本与二氧化碳水玻璃砂相当。

3)酯硬化水玻璃砂在生产过程中质量易于控制。在型砂性能、铸件质量、生产成本、环保等方面综合考虑,酯硬化水玻璃砂较具发展潜力。

——摘自豆丁网