原砂造型材料技术

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1、原砂的基本性能：一方面，他为砂型（芯）提供了必要的耐高温性能和热物理性能，有助高温金属液顺利充型，以及使金属液在铸型中冷却、凝固并得到所要求形状和性能的铸件。另一方面，原砂砂粒能为砂型（芯）提供众多孔隙，保证型、芯具有一定透气性，在浇注过程中，使金属液在型腔内受热急剧膨胀形成的气体和铸型本身产生的大量气体能顺利逸出。通常使用的原砂为石英质原砂。2、铸造用原砂的分类：石英质原砂、非石英质原砂、粘土砂。3、粘土的粘结机理：从胶体化学的观点来解释，认为粘土在水中形成的粘土-水体系是胶体，带负电的粘土颗粒将极性水分子吸引在自己周围，形成

2、胶团的水化膜，依靠粘土间的公共水化膜，通过其中的水化阳离子所起的桥或秒键的作用，使粘土颗粒相互粘结起来。在水化膜中处在吸附层的水分子被粘土质点表面吸附的很紧，而处在扩散层的水分子较松，公共水化膜就是粘土胶粒间的公共扩散层。相邻的粘土胶粒表面都带有同样的负电荷，按理应该相互排斥，但由于存在于公共扩散层中阳离子的吸引作用，他们反而互相结合起来。很明显，粘土胶粒的扩散层愈薄，这种吸引力就愈强。4、粘土属性鉴别方法：最常用的方法有（1）X射线衍射分析法（2）差热分析法（3）阳离子交换容量分析法（4）热失重法（5）红外线吸收光谱分析法（6

3、）吸水率和吸水比（7）粘土浆的粘度比较。5、型砂性能的检测：其检测方法有在线控制和线外控制。线外控制是指当前实验室常用的检测型砂性能的方法。而在线控制是从混砂机侧孔或从送砂胶带上连续、快速取样，自动得出结果，通过数据处理，如果性能未稳定在规定的目标值内，就向混砂控制系统发出调节指令来确保型砂质量。6、钠水玻璃砂的质量要求：（1）模数模数的大小仅表示钠水玻璃中SiO2和Na2O的物质的量比。模数越高，作为芯（型）砂粘结剂时的硬化速度越快，但模数过高，将使芯（型）砂的保存性差，不适于造型和制芯。铸造生产中，吹CO2硬化常用模数2的钠

4、水玻璃。水玻璃的模数可以通过加入NaOH水溶液(浓度10-20%)或NH4Cl水溶液(浓度10%)进行调整。（2）密度、含固量和粘度。密度低，水的质量分数高，含固量少，不宜用作型（芯）砂粘结剂；反之，密度过大，粘稠，也不便定量和不利与砂子混合。铸造上通常采用密度p为1.32～1.68／cm3或波美度30~54的钠水玻璃。实际上，水分和含固量较之采用密度更直接反映钠水玻璃的粘结力和价值。7、吹co2硬化方法：1插管法2盖罩法3通过模样吹CO2硬化法4真空-co2硬化法5脉冲吹气硬化法8、水玻璃Co2砂的性能和影响因素：（1）可使用

5、时间一般以试样强度降到出碾后试样的即时强度的80%来表示影响因素：原砂温度密度水玻璃模数混砂时间出碾时水分气湿相对温度（2）不粘模性防止措施：采用密度低的水玻璃烘干原砂加0.5-1.0%的重油在模型的芯盒的表面喷煤油（3）湿强度5KP提高湿强度的措施：在配方中加入2-3%高岭土1-2%的膨润土提高水玻璃的密度延长混砂时间（4）硬化强度影响因素：原砂的质量水玻璃的加入量（5）表面稳定性（6）高温性能200-300度强度达最大值。9、CO2流速和吹气时间的影响：低流速有利于钠水玻璃化学反应，可得到较强的初始强度和硬度，但降低终强度并

6、促进放热；高流速促进脱水及吸热物理反应，使化学反应迟缓，可得到较高的力学性能及较好的存放性。从吹气时间看，如果低流速且长时间吹气，将得到强度低、表面酥脆的型和芯，这就是所谓的过吹。过吹降低强度的原因，一是由于长时间吹气，硅酸凝胶网络结构的水脱除，凝胶收缩，出现裂纹；另外，过吹时PH值将进一步降低，会形成无粘结作用的NaHCO3，故型芯强度低。10、粉状硬化剂的自硬砂和液态有机酯硬化剂自硬砂比较的优缺点：采用粉状硬化剂的自硬砂尽管制备简单，操作方便，但不易混均，其活性不稳定，受炉渣成分、粒度、贮存期间吸水等因素的影响，粘结剂的粘结

7、强度也得不到充分发挥。而液态有机酯硬化剂自硬砂就不存在这样的缺点，用酯硬化钠水玻璃，由于液态酯能与钠水玻璃形成均匀混合物，因此，型、芯所有部分均以相同的速度建立强度；酯水解产物之一的丙三醇在浇注时被烧掉，有助改善出砂性。11、硅酸盐水泥自硬砂的硬化机理：水泥用水调匀后进行水化反应，生成溶于水的水化硅酸钙、水化铝酸钙和氢氧化钙。当溶液达到饱和后，水化产物以及细的分散固体颗粒析出，成胶凝体。随着反应不断进行，胶凝体不断变稠，水泥浆失去塑性，表现为水泥的凝结。凝结的水泥胶体中水泥颗粒未水化部分将继续吸收水分进行水化反应，胶凝体逐渐脱水

8、而变紧密，同时氢氧化钙与水化铝酸钙也由胶体状态转变为稳定的结晶状态，析出晶体，并互相交织在一起充填在胶凝体内，使水泥产生强度。12、双快水泥自硬砂的硬化机理：加水后，其中的快凝成分迅速生成水化铝酸盐，这些水化物和加入的硬石膏很快地生成大量含有32个结晶水的硫铝酸