湖南水玻璃改性水玻璃砂是我國鑄造業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。水玻璃模數越低,殘留強度越高。這是因為模數較低,Na20的量就較髙,吹COz硬化后,粘結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用受到嚴重制約。
為了緩解潰散性差的問題,有的企業采用水爆清砂,有的企業采用潰散劑;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
從經濟效益優化、資源利用和環境保護的角度看,鑄造生產需要高的舊砂再生、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,有時在表面會出現像白霜一樣的物質,這種現象稱為砂型(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,澆注時經受不了金屬液的沖刷,鑄件易產生沖砂缺陷。
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。另據有關工廠的經驗,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,有時可能出現蠕變,甚至坍塌。在潮濕的環境中存放的砂型(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,改性水玻璃凝膠內親水的Na+和0H-或被有機憎水基取代,或相互結合,或為憎水物所覆蓋,靠這些物質與水玻璃吸濕基團所起的物理的、或化學的、或物理化學作用,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鑄鐵件時,常會產生嚴重的粘砂缺陷;用來生產一般中小型鑄鋼件時,只要選用粒度較細、Si02含量高的硅砂,通常可獲得表面光潔的鑄件;而用來生產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,如加入2%的粘土,也可得到表面較光潔的鑄件。
6.粘結強度偏低,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,更易導致其潰散性差,舊砂再生、回用困難。
下一頁:湖南水玻璃為啥有按捺才能?