水玻璃有机脂自硬砂的研究.doc

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1、水玻璃有机脂自硬砂的研究一、前言：在单件小批量的铸件生产中，我国应用自硬型砂工艺来改善手工造型工人的劳动条件，提高劳动效率，改善铸件质量，取得了积极的成果，我国从七十年代初期开始，便对水玻璃自硬砂着手研究开发。根据我国长期来在铸钢生产中应用这种自硬砂的体会，认为水玻璃有机脂没有呋喃树脂砂所存在的那么严重的环保，价格，气孔缺陷，铸钢增碳等问题，而且适应性强。二、影响硬化反应的因素：水玻璃有机脂自硬砂是以石英砂（或其它特种砂）为原砂，水玻璃为粘结剂，易水解的液状有机脂为硬化剂的自硬性型砂。影响水玻璃有机脂硬化反应的因素很多，其中主

2、要有三个因素，有机脂的种类、水玻璃模数、环境温度。1、 脂的种类的影响有机脂的种类很多，它们的化学性又大不相同，与水玻璃之间硬化反应的速度相差悬殊，据有关资料介绍可以快到几分钟，慢到几小时，这样就可以根据生产需要，选用不同速度的硬化剂搭配。为了解决冬季MDT-901硬化反应过慢的问题，在MDT-901中加入适量的1#调节脂，硬化反应速度显著加快，表1是采用2.6模数水玻璃的对比试验数据。2、 水玻璃模数的影响试验证明水玻璃模数越高，硬化反映速度越快。表2是不同模数的水玻璃硬化反应的数据。混合脂和MDT-901硬化反映速度对比（

3、其它条件相同）表1序号脂类自硬砂抗压强度MPa1小时1.5小时2小时3小时8小时1混合脂0.150.240.420.541.082MDT-9010.020.110.180.381.13、 环境温度的影响系统温度是大多数化学反应的条件之一，造型是在敞开的条件下操作，所以环境温度——气温对硬化反应速度的影响很大，为适应生产需要，低温季节必须使用硬化调节脂（见表1）表3数据说明温度对硬化反应的影响。表2：不同模数的水玻璃硬化反应速度对比序号水玻璃模数型砂配方自硬砂抗压强度（MPa）原砂水玻璃脂0.5小时1小时1.5小时2小时3小时5

4、小时8小时12.810040.40.380.80.90.951.11.41.522.41003.50.50.050.320.60.70.80.951.1表3：不同季节相同配方的型砂硬化反应速度对比序号试验月份（气温℃）自硬砂抗压强度（MPa）1小时2小时3小时4小时5小时17月（30℃左右）0.30.951.11.421月（0℃左右）0.0880.150.280.350.4三、原材料及配方工艺原材料及配方工艺（一）   原材料1、 原砂水玻璃有机脂自硬砂对原砂的要求不象树脂砂那样苛刻，当然粒形比较好、灰、粉少，粒度分布好的原砂

5、，水玻璃加入量可经减少，我们原则上规定，作为面砂的石英砂，其成分级别在2S以上粒度为5#（40/70或45/75目），水分含量＜1，过去在生产中应用江、浙一带的人工石英砂、粒形和灰、粉含量均不够理想，因而水玻璃加入量较多，一般为原砂量的1.5%左右，采用粒形好，粉尘少的海砂，水玻璃加入量为原砂的.3%。2、 水玻璃前面已经说明，水玻璃的模数明显影响型砂的硬化反应速度，同时对型砂强度和溃散性也有较大影响，在生产中所使用的水玻璃，其模数为2.4左右，浓度为48-52Be。3、 有机脂脂的种类很多，而它们的化学活性又不相同，用它们作

6、为水玻璃型砂的硬化剂，可以在很大的范围内调节反应速度，目前根据国内资源和价格情况，应用MDT-901和1#调节脂，对其质量要求如下：（1）       MDT-901：脂含量＞96%，游离酸含量＜0.5%。（2）       1#调节脂：（工业级）随着我国石油化工生产的迅速发展，不但为有机脂的生产提供了丰富的原料，而且已经开发出系列有机脂硬化剂，其硬化反应速度可根据工艺需要选择。（二）   配方及混砂工艺1、 型砂配方根据工艺需要，可以选用不同种类的原砂配制水玻璃有机脂自硬砂，以获得优质铸件，通常应用最多的是石英砂，其配方表4

7、。表4：水玻璃有机脂自硬砂配方表材料名称石英砂MDT-901水玻璃加入量（%）1000.3-0.43.32、 混砂工艺拌匀              拌匀原砂+硬化剂      +水玻璃    放砂混砂要求拌和均匀，越快越好，采用连续式混砂机配制型砂随混随用，二节搅拌槽，搅拌时间约15秒钟。四、型砂性能及其对铸造生产和铸件质量影响水玻璃有机脂自硬砂具有良好综合性能，强度高，水分低，透气性和流动性好，适应于大件、单件、小批量产品组织机械化流水线生产。1、 型砂硬化速度快，强度高见表5表5：生产现场型砂自硬砂测试记录之一硬化时间（

8、小时）0.511.52346824抗压强度（Mpa）0.320.850.051.021.21.421.691.761.81由于型砂强度高，造型时芯骨可以简化，砂型表面不需插园钉，铸件不产生夹砂，结疤缺陷，既节约辅助材料，又提高生产效率。另一方面由于型砂强度高，型砂硬化后起模就