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首頁 >> 行業新聞 >>行業新聞 >> 甘肅水玻璃 水玻璃在鑄造工藝中的運用 西安華昌水玻璃有限公司
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甘肅水玻璃 水玻璃在鑄造工藝中的運用 西安華昌水玻璃有限公司

幾十年來國內外對樹脂砂鑄造工藝的應用實踐表明:樹脂砂雖然具有鑄件尺寸精度高,表面光潔,造型效率高,可以制造形狀復雜和內部質量要求嚴格的鑄件,舊砂回收再生容易等優點;但是,樹脂砂的生產成本高,環境污染嚴重,在人們對于自身生存條件和環境的要求日趨嚴格的條件下,由于車間勞動保護和生產環境衛生方面的投資很大,樹脂砂的應用受到一定限制。而水玻璃無色、無臭、無毒,在混砂造型、硬化和澆鑄過程中都沒有刺激性或有毒氣體溢出。故近年來許多國家對水玻璃砂重新重視起來。    水玻璃砂的硬化方法可分為熱硬法、氣硬法和自硬法三大類,包括很多種方法。但目前    常用的硬化方法主要有以下兩種:    1、普通CO2氣硬法    此法是水玻璃粘結劑領域里應用最早的一種快速成型工藝,由于設備簡單,操作方便,    使用靈活,成本低廉,在國內外大多數的鑄鋼件生產中得到了廣泛的應用。    CO2氣體硬化水玻璃砂的主要優點是:硬化速度快,強度高;硬化后起模,鑄件精度高。    普通CO2氣體硬化水玻璃砂的缺點是:型(芯)砂強度低,水玻璃加入量(質量分數)往往高達7~8%或者更多;含水量大,易吸潮;冬季硬透性差;潰散性差,舊砂再生困難,大量舊砂被廢棄,造成環境的堿性污染。    2、有機酯自硬法    此法是采用液體的有機酯代替CO2氣體作水玻璃的硬化劑。    這種硬化工藝的優點是:型(芯)砂具有較高的強度,水玻璃加入量可降至3.5%以下;冬季硬透性好,硬化速度可依生產及環境條件通過改變粘結劑和固化劑種類而調整(5~150min);型(芯)砂潰散性好,鑄件出砂清理容易,舊砂易干法再生,回用率≥80%,減少水玻璃堿性廢棄砂對生態環境的污染,節約廢棄砂的運輸、占地等費用,節約優質硅砂資源;型砂熱塑性好,發氣量低,可以克服呋喃樹脂砂生產鑄鋼件時易出現的裂紋、氣孔等缺陷;可以克服CO2水玻璃砂存在的砂型表面穩定性差、容易過吹等工藝問題,鑄件質量和尺寸精度可與樹脂砂相媲美;在所有自硬砂工藝中生產成本最低,勞動條件好。    該硬化工藝的主要缺點是:型芯砂硬化速度較慢,流動性較差。    目前鑄造生產中,有時采用復合硬化工藝,例如短時吹CO2達到起模強度后先起模,再吹熱空氣,或烘干,或利用有機酯自硬,或自然脫水干燥,以獲得較大的終強度,提高生產效率。    水玻璃砂鑄造時,應重點注意以下幾個主要問題:    1 影響水玻璃“老化”的因素有哪些?如何消除水玻璃“老化”?    新制備的水玻璃是一種真溶液。但是在存  放過程中,水玻璃中硅酸要進行縮聚,將從真溶液逐步縮聚成大分子的硅酸溶液,最后成為硅酸凝膠。因此,水玻璃實際上是一種由不同聚合度的聚硅酸組成的非均相混合物,易受其模數、濃度、溫度、電解質含量和存放時間的影響。    水玻璃在存放過程中分子產生縮聚,形成凝膠,其粘結強度隨著貯存時間的延長而逐漸降低,這一現象稱為水玻璃“老化”。    “老化”現象可由下述兩組試驗數據來說明:高模數水玻璃(M=2.89,ρ=1.44g/cm3)貯放20、60、120、180、240天后,吹CO2硬化的水玻璃砂干拉強度相應下降9.9%、14%、23.5%、36.8%和40%;低模數水玻璃(M=2.44,ρ=1.41g/cm3)貯放7、30、60和90天后,干拉強度分別下降4.5%、5%、7.3%和11%。    水玻璃存放時間對酯硬化水玻璃自硬砂初期強度影響不大,但對后期強度影響明顯,據測定,對于高模數水玻璃下降60%左右,對于低模數水玻璃下降15~20%。殘留強度也隨存放時間的延長而降低。    水玻璃在存放過程中聚硅酸的縮聚反應和解聚反應同時進行著,分子量發生了歧化,最終生成單正硅酸和膠粒并存的多重分散體系,也就是在水玻璃的老化過程中,聚硅酸的聚合度發生了歧化,單正硅酸和高聚硅酸的含量均隨存放時間的延長而增多。水玻璃在存放中縮聚、解聚反應的結果,使粘結強度下降了,即產生“老化”現象。    影響水玻璃“老化”的因素主要有:存放時間、水玻璃的模數和濃度。存放時間越長,模數越高,濃度越大,則“老化”越嚴重。    對久存的水玻璃可以采用多種方法的改性處理,以消除“老化”,使水玻璃恢復到新鮮水玻璃的性能:    1、物理改性    水玻璃老化是緩慢釋放能量的自發過程,用物理改性處理“老化”的水玻璃就是用磁場、超聲波、高頻或加熱等辦法,向水玻璃體系提供能量,促使高聚合的聚硅酸膠粒重新解聚,促使聚硅酸的分子量重新均勻化,從而消除了老化現象,這就是物理改性的機理。例如,用磁場處理后,水玻璃砂的強度提高了20~30%,減少水玻璃加入量30~40%,節約CO2,改善潰散性,有較好的經濟效益。    物理改性的缺點是不持久,處理后再貯放,粘結強度又會下降,故適用于鑄造廠處理后盡快使用。尤其是M>2.6的水玻璃,硅酸分子濃度大,經過物理改性解聚后又會較快地縮聚,最好是處理后立即使用。    2、化學改性    化學改性是往水玻璃中加入少量化合物,這些化合物均含有羧基、酰胺基、羰基、羥基、醚基、氨基等極性基團,通過氫鍵或靜電將其吸附在硅酸分子或膠粒表面,改變其表面位能和溶劑化能力,提  高聚硅酸穩定性,從而阻止“老化”進行。    例如往水玻璃中加入聚丙烯酰胺、改性淀粉、聚磷酸鹽等,可取得較好的效果。    往普通水玻璃甚至改性水玻璃中摻入有機物可以起到多種作用,如:改變水玻璃的粘流性質;改善水玻璃混和料的造型性能;提高粘結強度,使水玻璃的絕對加入量減少;提高硅酸凝膠的可塑性;降低殘留強度,使水玻璃砂更適用于鑄鐵和有色合金。    3、物理—化學改性    物理改性適宜于已“老化”的水玻璃,改性后立即使用;瘜W改性適宜于處理新鮮水玻璃,改性后的水玻璃可較長時間的存放。物理改性與化學改性結合起來,能使水玻璃具有持久的改性效果,例如在高壓釜中加聚丙烯酰胺來改性“老化”的水玻璃效果很好,其中利用高壓釜的壓力和攪拌是屬于物理改性,加聚丙烯酰胺是化學改性。

西安華昌水玻璃有限公司是水玻璃又名硅酸鈉、泡花堿的研發與生產廠家,是西北地區專業的水玻璃粉狀速溶硅酸鈉、泡花堿)生產及銷售企業。公司面向陜西/水玻璃、西安/泡花堿、蘭州/硅酸鈉、銀川/水玻璃、西寧/泡花堿、烏魯木齊/硅酸鈉、萬州/水玻璃、拉薩/硅酸鈉、內蒙/水玻璃及周邊地區大量供應液體水玻璃粉狀速溶硅酸鈉,公司生產的液體水玻璃廣泛應用于地鐵、隧道、煤礦的防水堵漏以及土壤加固、防腐工程、石油勘探、鑄造、選礦、建筑施工等領域。

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