Solosil-433 是 Foseco公司生产的该性水玻璃的商品名,它与普通水玻璃对比试验的数据见第二张表 2- 54。( 4) CO 2硬化有机该性硅酸复盐水玻璃:有机该性硅酸复盐水玻璃是沈阳市汇亚通铸造材料有限责任公司的产品。采用该水玻璃, CO 2硬化的配比和性能见表 3- 18。表 3- 18 CO 2硬化有机该性硅酸复盐水玻璃砂配比和性能
序号
配比(质量比)
24h 抗拉强度 /MPa
对原砂的要求
原砂
水玻璃
1
100
3 ~ 3.5
0.3 ~ 0.5
ω(泥) ≤ 0.4 %,ω(水) ≤ 0.5 %,角形因数 ≤ 1.25
2
100
3.3 ~ 3.8
0.3 ~ 0.5
ω(泥) ≤ 0.8 %,ω(水) ≤ 0.5 %,角形因数 ≤ 1.35
( 5)脉冲 CO 2硬化水玻璃砂 :华中科技大学研制成功一种 CO 2吹气控制器,可以对 CO 2预热、稀释,并控制吹 CO 2的压力、流量、时间,实现定时、定量、间断或脉冲吹 CO 2。能够有效的防止 CO 2过吹,充分地发挥水玻璃砂地粘结强度,降低型砂重水玻璃加入量约 30%,也适用于 VRH法和各种该性水玻璃,是一种投入少,见效快的措施。表 3- 19是脉冲 VRH法与普通 VRH法抗压强度对比。表 3- 19 脉冲 VRH法与普通 VRH法的抗压强度对比 (单位 :Mpa)
图 3- 22 通过模样吹 CO 2硬化示意图1 -砂箱 2-模样 3-芯盒近年来在传统的吹 CO 2的基础上又有如下改进:
CO 2 预热后再吹入砂型(芯),增加 CO 2扩散能力,提高硬化效果。
将 CO 2用空气或氮气稀释,改善硬化效果,节省 CO 2
间断或脉冲吹 CO 2。
定压、定时、定量吹 CO 2(用于定型产品 )。
用测定水玻璃吹 CO 2时的电位变化控制吹气时间,能避免欠吹或过吹而降低 CO 2的消耗。
VRH 法(见 3.2.1 .5)
CO 2 的压力、流量和 CO 2的时间对硬化强度的影响如图 3- 23所示(型砂配比及吹 CO 2工艺见表 3- 21)。从图 3- 23可以看到,当初强度达 0.4~ 0.5Mpa时,即应停止吹 CO 2,起模后在贮放中强度明显升高。若吹 CO 210~ 15s,起模强度达到 0.8Mpa时,贮放后强度仅 0.8Mpa左右。若吹 CO 220s以上,已明显过吹,起模后贮放中强度反而下降。图 3- 23吹 CO 2工艺参数对水玻璃砂强度的影响
图中曲线编号所对应的型砂配比见表 3- 21
2. 实线为初强度,虚线为终强度表 3- 21 试验用型砂配比及吹 CO 2工艺
图 3- 23中曲线编号
型砂配比(质量比)
吹 CO 2工艺
新砂( 40/70筛号)
水玻璃 (ρ= 1.42g /cm 3
水
压力 /MPa
流量 /m 3· h -1
1
100
(普通 M=2.25) 5
1
0.2
1.0
2
100
(普通 M=2.74) 5
1
0.2
1.0
3
100
(普通 M=2.74) 5
1
0.15
0.5
3.2.1 .5 真空置换硬化 (VRH)法真空置换硬化( VRH)法是近年来开发成功并已应用于生产的先进水玻璃砂工艺之一。砂型(芯)在真空室内经真空脱水后,再吹 CO 2硬化。
V p=2.3Vi/lg(p1/p2)式中 V p-----真空泵排气量( m 3/min);V i----- 真空室容积( m 3);P 1----- 大气压( Pa);P 2----- 真空箱预期达到的真空度 (Pa);t----- 达到预期真空度的时间( min);抽真空应强力迅速在数分钟内达到所需真空度,此时型砂处于过冷状态。若抽真空的速度不够快,水分缓慢释出,水的蒸气压抵消部分真空度,使真空度难以达到规定要求。
往真空室导入 CO 2: VRH法水玻璃砂型(芯)吹 CO 2是在真空室内进行的,因为 CO 2在抽真空的砂型(芯)里运动没有障碍,扩散迅速,与水玻璃反应快而均匀,因此 CO 2耗量减少。 CO 2通气压力,视真空室剩余空间的大小而增或减,一般在 40kPa左右。
打开真空室:导入 CO 2一定时间后(夏季 1~ 2min,冬季 2~ 3min)即可打开真空室导入空气,然后型(芯)砂即可浇注。
注:真空室的真空度为 0.098Mpa。3.2.1 .6 水玻璃 CO 2硬化对原材料的要求水玻璃 CO 2硬化对原材料的要求,像其它型砂一样,要有利于减少混合料中水玻璃的加入量,又能保证型砂有足够的使用强度。1 、水玻璃 CO 2硬化对原砂的要求 CO 2硬化水玻璃砂对原砂的适应性很强,不论是中性砂、酸性砂或碱性砂均能适用,如硅砂、锆砂、烙铁矿砂、镁砂、橄榄石砂、石灰石砂、刚玉砂等均可适用。水玻璃 CO 2硬化砂除了对原砂中水的质量分数可以放宽到 0.5%外,对原砂的其它性状如粒形、比表面积、含泥量等与树脂自硬砂应有同样严格要求,因为这些参数直接影响型砂中水玻璃加入量,乃至型砂的使用强度盒残留强度。表 3- 23盒图 3- 25显示了 5种不同性状的原砂采用 VRH法工艺硬化后的抗压强度对比。数据充分说明,提高原砂质量是降低水玻璃加入量的重要途径之一。表 3- 23 5种不同性状的原砂