采用有机酯硬化水玻璃砂生产大型铸钢件

Ｏ　ｌ　有机酯硬化水玻璃砂与树脂砂相比，具有无毒、　硬化速度与气候条件变化（气温）、砂温、空气的相　价廉．成本低及对环境的污染小等优点．与粘土砂相　对湿度、原砂中的水分及硬化剂的加入量等饵素有　比劳动强度低，节约大量能源，因而深受铸造工作者　关，现分述如下：　的欢迎　由干昔涵水玻璃砂的溃散性差，清理操作劳　表３型砂抗压强度数值表　动强度太、多用于中、小件生产，而对大型铸钢件的　生产效果不好，较少应用　经过实验研究和工艺改　进，采用有机酯硬化水玻璃砂成功地解决了大型铸钢　件的生产工艺问题　现介绍如下　１．原材料选则　①气温高硬化速度加快，反之硬化速度减慢　型　（１）整形硅砂采用海城集团整形硅砂，其化学　砂硬化速度过快会困来不及造型（芯）而造成型　成分及粒度分布见表１和表２。　（芯）硬化后的终强度明显下降．解决的办法是调节　（２）铬铁矿砂采用南非铬铁矿砂，其化学成分　水玻璃的模数．对东北地区：夏季取２．３Ｏ～２．４０，冬　及粒度分布见表１和表２。　季取２．６～２．７，春秋季取２．４～２．５　对南方地区，可　表１原砂的化学成分　ｆ％）　根据实际条件调节。此外还可配合酯的型号调节。　＠砂温（水玻璃砂）过高也会使型砂硬化速度随　之加快，反之亦然。一般要求砂温在２０℃左右。　＠原砂中水分过高会造成白硬砂的硬化速度过　表２原砂的粒度分布　（％）　慢，型砂硬化后的终强度明显下降，且达到终强度的　时同也较长。一般要求原砂中的水分小于０．２％。　自硬砂砂型（芯）内水　分向外迁穆困难，　自硬砂的硬化速度过慢，型砂硬化后　（３）化学改性水玻璃Ｍ＝２．５４，Ｂｅ。＝４７。　的终强度明显下降，　ｆ４）有机酯ＳＳ－－３０。ＳＳ－２０。ＳＳ－１０和ＤＧＤＢ　⑤酯的加人量增加，型砂的硬化速度也会略有提　系列　高，抗压强度相应增加，但型砂的成本会提高　一般　２。配　工艺　有机醋的加＾量小于ｌ２％（占水玻璃加入量）　（１）配比经过５年的实验研究发现，对于大型　造型崩芯工艺　铸钢件采用下列配比较为合理　铸型外皮面砂使用铬铁矿砂，中间使用整形硅　铬铁矿砂　２．５％水玻璃，１２％ｓｓ一３ｏ有机醋　砂，背砂使用普通砂。砂芯面砂使用铬铁矿砂，内部　Ｉ占水玻璃量比例）　使用整形硅砂并放疏松层，以利水分迁移　制芯过程　整形硅砂　３　５％水玻璃，１２％ＤＧＤＢ系列的有　与树脂砂相仿，但需捣实．　机酯（占水玻璃量比例），　砂型（芯）成形后４８ｈ即可脱模，型（芯）长　（２）混制工艺及设备混制工艺为原砂＋有机醋　期存放时，随着水分的迁移，型（茹）的抗压强度也　先混１　５ｍｉｎ，再加水玻璃混１　５ｍｉｎ后出碾　整形硅　会有少量提高．　．　砂采用改制后的ｓ２５２０连续式混砂机。铬铁矿砂采　４，型ｆ芯）涂捌涂料工艺　用Ｓ１１４碾轮式混砂机。　型（芯）均需刷三遍醇基快干涂料，随刷随点　（３）型砂性能在有机醇加入量为１２％（占水　燃．　玻璃量比例）的条件下，型砂抗压强度（　）如表３　５．应用效果　所示。　采用有机醇水玻璃自硬砂，我厂现已生产了大批　（４）型砂自硬速度的影响因素及其调节方法应　大型铸钢件，如渣罐　中空轴　高中压外缸、叶片及　硐中发现需要注意调节型砂睁硬化速度，以便适应不　２３ｍ　电铲履带板等达数百吨，经过磁粉和超声波探　ｆ　型（芯）及其他情况下的需要　研究中发现型砂的　伤检查质量达到厂家要求的标准，铸件表面光洁　其　・　９　－　）口一ｆ　．　④　／＇　椭　瘟　．腋凝财阀／　久　维普资讯 http://www.cqvip.com

有机酯自硬水玻璃砂胶凝时间的测定　北京重型电机厂（１０ＯＯ３９）陈德琪　１．前言　度、彳卜质和催化剂等．在满足诸多因素　变的情配　有机酯自硬水玻璃砂同其他化学粘结荆自硬砂一　下，可以这样认为：有机酯的水解速度只由其自身的　样，应具有三个关键性能，有可使用时问　脱模时间　化学性能和产品质量决定　因此，测定有机酯促使水　和硬化时间，而尤以可使用时间最为重要　可使用时　玻璃形成凝胶的胶凝时间．可　间接地反麻有机酯自　间实际上是指能够完美地将型砂制成台格砂型的那一・　硬水玻璃的可使用时间，并且通过对有机酯促使水玻　段时间．它反应了有机酯自硬水玻璃砂的　使用寿　璃形成凝胶时间的测定，达到对有机酯进行性能选择　命　。此外，有机酯自硬水玻璃砂的性能还要受到有　和质量检验的目的。　机酯的化学性能、质量等诸多因素的影响　２．胶凝时间及测定　目前国内外普遍采用的有机酯为：丙三醇三醋酸　当有机酯和水玻璃混合成为有机酯一水玻璃体系　酯　丙三醇二醋酸酯　丙三醇一醋酸酯、乙二醇二醋　后，体系中便出现一系列的反应，并逐渐出现硅酸凝　酸酯及乙二醇一醋酸酯等，并按它们在碱性水玻璃体　胶。硅酸凝胶的出现将导致体系粘度增加，胶凝时间　系中的水解速度的不同而分为快酯，中酯和慢酯。以　就是体系中的粘度值达到一定数值时所需的时间　乙二醇二醋酸酯为例，它在碱性水玻璃体系中的水解　当水玻璃的模数和浓度确定后，胶凝时间便由有　反应过程为：　机酯的水解速度确定　有机酯自硬水玻璃砂的可使用　时间将由胶凝时间控制。有机酯自硬水玻璃砂的可使　ＣＨ　ＣＯＯＣＨ　ＣＨ：ＯＨ　ｌ＋２Ｈ，Ｏ旦　２ＣＨ＿Ｃ０。Ｈ—Ｉ　用时间受胶凝时间的影响，当胶凝时间短时，可使用　时间变短；反之，可使用时间变长。　ＣＨ　ＣＯＯＣＨ：　ＣＨｐＨ　因此，测定肢凝时间可以反应有机酯水玻璃白硬　ＣＨ　ＣＯＯＨ——　ＣＨ　ＣＯＯ＋Ｈ　砂的可使用时间和有机醣的水解速度　已知的测定有机酯促使水玻璃形成凝胶的肢凝时间　有机酯水解反应的结果是向体系内提供Ｈ　，而　的方法有电位法和粘度法　其电位法是通过测定体系中　Ｈ　是水玻璃胶凝的前提条件　电位的变化来确定胶凝时间。对体系电位变化的测定，　铸造用水玻璃是硅酸钠（Ｎａ，Ｏ・ｍＳｉＯ０的水　要求测试仪器精度高，且测试比较困难　粘度法是测定　溶液，存在着下列的水解平衡：　体系中随凝胶的逐渐形成和增多时的粘度变化。　Ｎａ，０・ｍＳｉＯ２＋（ｎ＋１）Ｈ，０；　ｓｉ０，・ｎＨ，Ｏ＋２ＮａＯＨ　３　一种新的腔凝时问测验方法　当体系中出现Ｈ　后，将打破体系的水解平衡，促　（１）理论依据设想当有机酯滴到水玻璃表面　使水玻璃发生水解反应，产生硅酸（ｍＳｉＤ＾・ｒｆｌ￣０１，　后，将首先在其界面处发生有机酯的水解反应，水解　并随硅酸分子的增多而发生凝聚作用，变成硅酸溶胶。　产生的Ｈ　将沿　方向形成一定浓度差【如图ｌ所　硅酸溶胶在一定的条件下逐渐檗台而生成凝胶　在铸造　示），并随时间的推移在ｄｘ妊Ｈ千浓度逐渐增加，同　生产中，就是利用水玻璃形成的凝胶将型砂粘结起来，　时促使水玻璃在ｄｘ处形成溶胶，并由溶胶转变成为　使砂型具有一定的强度　由此可见，体系中硅酸凝胶形　凝胶。　快慢。　根据Ｆｉｃｋ扩散第二定律，此时距界面ｄ　处的　由于有机酯的水解速度受诸多因素的影响，如温　Ｈ　浓度ｄＣ有下列数学表达式：　中引进的３００Ｍｗ高中压外缸上半铸件（最大轮廓　币９３９６０元。　尺寸５２０７ｍｍ×３１４２ｍｍ×１７７０ｒａｍ，平均壁厚　７．遗留问题　１５０ｒａｍ，最大壁厚４１６ｒａｍ），在１９９５年４月已通过　目前我厂采用有机酯硬化水玻璃砂昕面临的问题　机械部的鉴定　主要是：　６．经济效益分析　（１）地坑造型采用有机酯水玻璃自硬砂的工艺　使用有机酯硬化水玻璃砂与使用树脂砂相比，经　技术问题　过计算每吨新砂可节约９５　５元，每吨铸件耗砂　（２）厚夫铸钢件（如机架）采用有机酯水玻璃　Ｉ　６ｔ。以我厂年产８０００ｔ铸钢件中的６０％采用有机酯　自硬砂的工艺和相应技术参数的选择　硬化水玻璃砂计算，一年可节约７２万元；　使用粘　（３）国产快慢酯加入量与水玻璃模数关系问题　土砂相比，每千吨铸件可节约煤气５８万ｍ　，台人民　的研究：　（１　９９５０８１２）　・１０・