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水玻璃铸造砂常用的硬化方法

作者:www.hxmy158.cn     时间:2017-03-21
   国内外几十年来对树脂砂铸造工艺的应用实践表明:树脂砂虽然具有铸件尺寸精度高,表面光洁,造型效率高,可以制造形状复杂和内部质量要求严格的铸件,旧砂回收再生容易等优点;但是,树脂砂的生产成本高,环境污染严重,在人们对于自身生存条件和环境的要求日趋严格的条件下,由于车间劳动保护和生产环境卫生方面的投资很大,树脂砂的应用受到一定限制。
  而水玻璃铸造砂无色、无臭、无毒,在混砂造型、硬化和浇铸过程中都没有刺激性或有毒气体溢出。故近年来许多国家对铸造砂重新重视起来。水玻璃铸造砂的硬化方法可分为热硬法、气硬法和自硬法三大类,包括很多种方法。但目前常用的硬化方法主要有以下两种:
  一、普通CO2气硬法
  此法是水玻璃粘结剂领域里应用最早的一种快速成型工艺,由于设备简单,操作方便,使用灵活,成本低廉,在国内外大多数的铸钢件生产中得到了广泛的应用。CO2气体硬化水玻璃砂的主要优点是:硬化速度快,强度高;硬化后起模,铸件精度高。普通CO2气体硬化水玻璃砂的缺点是:型(芯)砂强度低,水玻璃加入量(质量分数)往往高达7~8%或者更多;含水量大,易吸潮;冬季硬透性差;溃散性差,旧砂再生困难,大量旧砂被废弃,造成环境的碱性污染。
  二、有机酯自硬法
  此法是采用液体的有机酯代替CO2气体作水玻璃的硬化剂。这种硬化工艺的优点是:型(芯)砂具有较高的强度,水玻璃加入量可降至3.5%以下;冬季硬透性好,硬化速度可依生产及环境条件通过改变粘结剂和固化剂种类而调整(5~150min);型(芯)砂溃散性好,铸件出砂清理容易,旧砂易干法再生,回用率≥80%,减少水玻璃碱性废弃砂对生态环境的污染,节约废弃砂的运输、占地等费用,节约优质硅砂资源;型砂热塑性好,发气量低,可以克服呋喃树脂砂生产铸钢件时易出现的裂纹、气孔等缺陷;可以克服CO2水玻璃砂存在的砂型表面稳定性差、容易过吹等工艺问题,铸件质量和尺寸精度可与树脂砂相媲美;在所有自硬砂工艺中生产成本最低,劳动条件好。
  该硬化工艺的主要缺点是:型芯砂硬化速度较慢,流动性较差。目前铸造生产中,有时采用复合硬化工艺,例如短时吹CO2达到起模强度后先起模,再吹热空气,或烘干,或利用有机酯自硬,或自然脱水干燥,以获得较大的终强度,提高生产效率。