水玻璃砂和树脂砂造型制芯工艺分析

一、新型无机粘结剂工艺
我们针对目前铸钢件生产用造型制芯工艺的现状，结合国内生产工艺的需求，经过多年的开发研究，成功地研制出了铸造用无机粘结剂自硬砂工艺及材料，新工艺是我们在原水玻璃砂工艺的基础上开发研制出的新一代自硬砂工艺，它采用了我们研制的高强度、低粘度的新型水玻璃和专用酯类固化剂，通过对水玻璃粘结体系进行离子活化处理，使水玻璃砂树脂化，提高了型砂的工艺性能，改善了型（芯）砂的溃散性，实现了旧砂的干法再生回用，改善回用砂的工艺性能，旧砂回用率接近树脂砂的水平。
新工艺的工艺特点：粘结剂加入量低(≤2.8%)，型砂工艺性能良好，冬季硬透性好，硬化速度通过粘结剂和固化剂种类依生产及环境条件可调（5-40分钟），型芯砂溃散性好，铸件出砂清理容易，旧砂易干法再生回用，回用率≥85%，铸件质量和尺寸精度可与树脂砂相媲美，型砂热塑性好，发气量低，可防止铸件产生裂纹及气孔缺陷，在所有自硬砂工艺中生产成本低，环境污染小。
二、新工艺的型砂配制
1、工艺配比：
1)、原砂使用原则：由于型砂在使用和再生过程中会因为铸件的粘带和再生除尘而损耗，建议在使用时采用混合砂作业，新砂加入量高溃散水玻璃建议控制在10%左右，一般改性水玻璃控制在15%左右，杜绝单纯长时间单一使用旧砂作业。混合砂作业，适量的新砂补充既能保证用砂量平衡，同时可有效防止旧砂出现性能恶化的现象。
2)、液料配比原则：水玻璃加入量视铸件的大小、原砂质量及工装的情况来决定，建议中小件采用2.4—2.7%的加入量（占原砂的重量比），中大件采用2. 6-3. 0%。其中砂箱的强度和箱带箱挡对加入量影响比较大，砂箱强度好、箱带密实、箱挡设计合理可降低水玻璃的加入量。尤其是焊接砂箱没有箱挡、强度不够的砂箱会出现沉型或坏型的可能。水玻璃的加入量作业时可以根据现场实际情况进行一下微调。固化剂的加
入量通常为水玻璃重量的16-20%，反应速度根据环境温度和砂温的实际情况选择不同型号的固化剂来实现调节，两种固化剂可以实现快慢酯的混搭。
2、性能要求
型砂强度抗拉超过0. lMPa或者抗压超过0.4MPa时可进行起模；强度抗拉超过0.3MPa或者抗压超过lMPa时可进行涂料涂刷和合箱作业。
三、新工艺的旧砂及再生回用
新工艺的粘结剂加入量少(≤2.8%)，型砂浇注受热后溃散性显著改善，介于水玻璃砂和树脂砂之间，接近树脂砂，1日砂易破碎成单个砂粒，这为旧砂再生创造了条件，型（芯）砂浇注受热后，1日砂表面的残留膜脆性较大，并且成不连续状态，易于通过机械再生除去，同时通过工艺材料配套机械再生处理保证回用砂的综合性能。克服和减轻旧砂残留粘结剂膜对回用砂性能（可使用时间、工艺强度等）的影响。
1．旧砂再生回用的工艺方法
新工艺的旧砂回用可以采取两种再生方法
◆干法再生回用
旧砂一砂块破碎磁选一机械干法再生（2-3级硬）一风选一砂温调节
◆干热联合冉生回用
旧砂一砂块破碎磁选一低温加热（出砂口砂温180--200℃）一机械干法再生（1-2级硬再生）一风选一砂温调节
2．再生砂质量控制指标
四、新工艺的综合社会效益
采用无机粘结剂工艺及材料，可以降低C02水玻璃砂工艺和呋喃树脂砂工艺造成的废品，提高铸件的质量，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，具有深远的社会经济效益。