改性水玻璃制芯(型)技术研究.pdf

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1、材料·工艺Material&Technology改性水玻璃制芯（型）技术研究12111113魏甲，袁树林，尹德英，金广明，刘洪涛，殷行，孔艺博，金哲（1.沈阳汇亚通铸造材料有限责任公司,辽宁沈阳110136；2.牡丹江中车金缘铸业有限公司，黑龙江牡丹江157000；3.北方重工集团有限公司，辽宁沈阳110141）摘要：研制了一种改性水玻璃和增强剂，并开发了HYT水玻璃硬化新工艺，设计制造了水玻璃砂吹气硬化仪，水玻璃加入量可低于2%，强度是普通水玻璃砂吹CO2硬化法的三倍以上，旧砂可再生回用。该技术具有环保、节能、高效、生产成本

2、低等优势，已在多家工厂推广应用。关键词：改性水玻璃；增强剂；吹气控制仪中图分类号：TG221；文献标识码：A；文章编号:1006-9658（2017）03-0018-04DOI：10.3969/j.issn.1006-9658.2017.03.0060引言污染环境，危害现场人员身体健康。目前铸造生产中，高效制芯主要是冷芯盒制而现有的无机黏结剂制芯（型）工艺，主要是水芯。冷芯盒制芯包括：脲烷树脂吹胺气冷芯盒制玻璃砂吹CO2硬化法，水玻璃砂吹CO2硬化工艺是芯、碱性酚醛树脂吹甲酸甲酯冷芯盒制芯、呋喃树1948年捷克L.Petrze

3、la博士发明的，1952年开始在脂吹SO2冷芯盒制芯、酚醛树脂吹CO2冷芯盒制铸造厂推广应用。现在很多铸造厂仍在使用，据报芯。其中脲烷树脂吹胺冷芯盒制芯占制芯总量的道：德国水玻璃砂吹CO2硬化制芯工艺，占制芯总[1]40%~70%。催化剂胺类包括：三乙胺、二甲基乙胺、量的7%；我国没有详细统计，据有关报道：每年三甲胺，这些物质有毒、有刺激性气味，是易燃、易我国铸造用水玻璃耗量约50万吨。然而水玻璃砂爆危险品，其在生产、运输、保管、使用中存在一定吹CO2硬化制芯工艺在应用中存在下述问题：易过风险；碱性酚醛树脂吹甲酸甲酯冷芯盒制芯

4、，制芯吹，水玻璃加入量高，砂芯（型）力学性能低，为保证强度较低，甲酸甲酯运输、保管、使用中也存在较大水玻璃砂型、芯具有足够的工艺性能，不得不增加风险；呋喃树脂吹SO2冷芯盒制芯，SO2毒性大、制水玻璃加入量，水玻璃加入量高达5%~8%，溃散性芯环境恶劣、酚醛树脂吹CO2冷芯盒制芯，树脂加差。据统计水玻璃加入量每降低1%,铸件清理工入量高，强度低。时下降50%，水玻璃加入量为4%与加入量6%比，在单价小批量铸件生产中，铸铁件广泛应用呋铸件清理工时节省75%。[2]喃树脂自硬砂，脲烷树脂自硬砂；铸钢件大量应用水玻璃是铸造界公认的绿

5、色黏结剂。近70年碱性酚醛树脂自硬砂，邦尼树脂自硬砂。来。国内外铸造工作者为改善水玻璃砂的工艺性上述制芯（型）技术均需采用人工合成有机树能，降低其加入量，提高力学性能，进行了不懈的努脂做黏结剂，人工合成树脂是高碳产品，生产工艺力，先后开发了水玻璃酯硬化法、水玻璃VRH法。复杂，成本高，而且用人工合成树脂在制芯（型）及近20年，汇亚通从没停止对水玻璃砂改性、硬浇注时，树脂受热分解，发气量大，铸件产生气孔、化工艺的研究,经过二十多年的不懈努力,开发了裂纹缺欠几率高，同时，释放大量有毒、有味气体，新型硅酸盐无机黏结剂及其水玻璃砂吹气

6、硬化新工艺-ＨＹＴ无机黏结剂硬化法（已申请发明专利）；设计制造了无机黏结剂吹气硬化仪（已获实用新型收稿日期:2016-12-23稿件编号:1612-1623专利）。水玻璃砂硬化采用吹气硬化仪控制，使物理作者简介：魏甲（1982—），男，工程师，主要从事造型材料及制芯（型）工艺的研究.硬化和化学硬化相结合，精确控制化学硬化过程，18中国铸造装备与技术3∕2017Material&Technology材料·工艺充分发挥水玻璃砂的力学性能。水玻璃加入量实1.2试验用材料现2%以下，其强度比普通水玻璃CO2硬化法提高1.2.1试验用原

7、砂3倍以上，旧砂可再生回用，使水玻璃替代树脂成为采用检定铸造粘结剂用标准砂，大林水洗砂，可能。取得里程碑式突破。内蒙精选砂，球形砂，干法再生砂。1.2.2无机黏结剂的研制1试验研究过程该粘结剂是精制石英粉与一级纯碱经反射炉高温熔融反应，生成纯净硅酸钠，再装入高压转鼓，1.1试验用装置通入高压蒸汽，做成初制水玻璃，除制水玻璃打入试验采用实验室用标准“8”试样射芯机，该机储料罐沉淀，得到无色透明的水玻璃。由机架、加热板、标准“8”形试样模具、射砂筒、吹将上述水玻璃用定量泵打入反应釜，加入气系统、电器控制系统组成，见图1、图2。Li

8、,K,B,P,Zn等无机和有机改性剂。经过优选得到我们研制的无机黏结剂砂吹气硬化仪见图3。无机黏结剂HYT-L201、HYT-L202(见表1)。实现吹气温度、吹气压力、吹气流量、吹气时间可控。可根据型（芯）大小不同，制定相应的吹气工艺。表1改性水玻璃性能指标从根本上解决过吹