湖南水玻璃改性水玻璃砂是我國鑄造業(yè)重要的造型材料和粘接劑,但是因為其本身存在的一些列問題而限制了它的使用,甚至存在被自硬樹脂砂代替的可能。下面,咱們一起來看看改性水玻璃砂都有哪些缺點:
1.潰散性差
改性水玻璃砂潰散性差主要體現(xiàn)在水玻璃砂的殘留強度高,使得鑄件的落砂、清理困難。
殘留強度是指將改性水玻璃砂加熱到一定溫度后,再隨爐冷卻到室溫所測出的強度。水玻璃模數(shù)越低,殘留強度越高。這是因為模數(shù)較低,Na20的量就較髙,吹COz硬化后,粘結(jié)劑膜中硅酸鈉凝膠的量也比較高,而硅酸鈉凝膠比硅酸凝膠加熱脫水后的脆性小,因而模數(shù)低的水玻璃砂的殘留強度高。砂中改性水玻璃加入量越多,殘留強度也會越高。殘留強度高,意味著潰散性差,出砂后結(jié)塊的砂子也給舊砂再生帶來困難,從而使改性水玻璃砂的應(yīng)用受到嚴重制約。
為了緩解潰散性差的問題,有的企業(yè)采用水爆清砂,有的企業(yè)采用潰散劑;但這些方法大都弊大于利,得不償失,隨著時間的推移紛紛被棄之不用,潰散性差的問題仍然未能從根本上得到解決。
2.舊砂再生、回用困難
從經(jīng)濟效益優(yōu)化、資源利用和環(huán)境保護的角度看,鑄造生產(chǎn)需要高的舊砂再生、回用率。但是到目前為止,水玻璃砂的再生問題還沒有完全解決。舊砂再生的困難在于包覆砂粒的水玻璃膜難以用干法去除。當(dāng)前使用的水玻璃-有機酯砂中,改性水玻璃加人量已降到3%左右。由于舊砂表面的水玻璃膜難以去除,干法再生后的砂子中不僅殘存著大量的水玻璃膜,有機酯也殘存在再生砂中。
3.砂型(芯)表面粉化
水玻璃砂型(芯)吹C02氣體硬化后放置一段時間,有時在表面會出現(xiàn)像白霜一樣的物質(zhì),這種現(xiàn)象稱為砂型(芯)表面粉化,也稱“白霜”。表面粉化的砂型(芯〉表面強度極低,用手輕輕一抹就會有砂粒落下,澆注時經(jīng)受不了金屬液的沖刷,鑄件易產(chǎn)生沖砂缺陷。
解決這一問題的方法是控制水玻璃砂的水分不要過高(雨季和冬季尤其如此),吹co2的時間不宜過長,硬化后的砂型(芯) 不要久放。另據(jù)有關(guān)工廠的經(jīng)驗,在水玻璃砂中加人1%左右密度為1.3 g/cm3的糖漿,可以有效防止表面粉化。
4.抗吸濕性差
用C02或加熱等方法硬化的改性水玻璃砂芯,裝配在濕砂型中如果時間稍長,不能及時澆注,砂芯強度會急劇降低,有時可能出現(xiàn)蠕變,甚至坍塌。在潮濕的環(huán)境中存放的砂型(芯),其強度也會明顯降低。
解決此問題的方法是:①在砂型(芯)表面刷醇基涂料,以阻止水分進人。②在鈉水玻璃中加人鋰水玻璃,或在鈉水玻璃中加人無機附加物,形成相對不溶的碳酸鹽和硅酸鹽,并減少游離的Na+,因而可改善水玻璃的抗吸濕性。③往改性水玻璃中加入少量有機物或具有表面活性作用的化合物,硬化過程中,改性水玻璃凝膠內(nèi)親水的Na+和0H-或被有機憎水基取代,或相互結(jié)合,或為憎水物所覆蓋,靠這些物質(zhì)與水玻璃吸濕基團所起的物理的、或化學(xué)的、或物理化學(xué)作用,改善改性水玻璃砂的抗吸濕性。
5.粘砂
改性水玻璃砂用來生產(chǎn)鑄鐵件時,常會產(chǎn)生嚴重的粘砂缺陷;用來生產(chǎn)一般中小型鑄鋼件時,只要選用粒度較細、Si02含量高的硅砂,通??色@得表面光潔的鑄件;而用來生產(chǎn)厚大鑄鋼件或高合金鋼鑄件時,如未采取特殊措施,嚴重的粘砂缺陷則無法避免。
為了防止鑄鋼件粘砂,可在砂型(芯)工作表面涂敷涂料,而且盡量是醇基涂料;對于一般鑄鐵件,可在型(芯)砂中加人適量(3%-6%)的煤粉或焦炭粉。也有加適量有填料效能的物質(zhì),如加入2%的粘土,也可得到表面較光潔的鑄件。
6.粘結(jié)強度偏低,水玻璃加入量大
改性水玻璃砂強度偏低,尤其采用C02氣體硬化時,為保證硬化后的砂芯(型)具有必要的強度,不得不靠增加水玻璃的量來解決。 其加人量常高達7.0%-9.0%。采用赤泥、鉻鐵渣等作硬化劑的改性水玻璃自硬砂,水玻璃的加入量也為5.5%-8.0%。水玻璃加人量多,更易導(dǎo)致其潰散性差,舊砂再生、回用困難。
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