分析钠水玻璃砂溃散性问题及其解决途径

   2020-09-01 互联网黎美容53830
核心提示:在前面中国铸造网已经为大家介绍了影响钠水玻璃砂性能的因素,本文重点介绍钠水玻璃砂溃散性问题及其解决

 

 

    在前面中国铸造网已经为大家介绍了影响钠水玻璃砂性能的因素,本文重点介绍钠水玻璃砂溃散性问题及其解决途径

   钠水玻璃砂工艺在生产中存在的主要问题是溃散性差,砂型芯表面易粉化(即白霜),用它浇注铸铁件易产生粘砂,砂型芯抗吸湿性差以及旧砂再生和回用困难等。本节仅就水玻璃砂溃散性差的原因及解决途径作简单介绍。

  钠水玻璃砂的主要缺点是溃散性差,使出砂困难,从而限制了它在铸造上获得更广泛的应用。

  残留强度(retained stren甜h)是评定钠水玻璃砂的溃散性常用方法之一,是将~30mm×50mm环形钠水玻璃砂试样加热到一定温度,并在该温度下保温30~40rain,再随炉冷却到室温后所测定的抗压强度,如果保温后,试样在炉外冷却,既不符合铸造生产实际,也使所测残留强度偏低。钠水玻璃砂残留强度随温度的改变呈双峰特性。这两个峰值的高低决定了钠水玻璃砂溃散性的好坏,铸件出砂的难易,其第一个峰值在200%:左右出现,是由于硅酸凝胶和未反应的硅酸钠脱水强化的结果。此后由于粘结膜脱水收缩及温度变化引起应力并出现裂纹,以及由于水分大量脱失,粘结膜上出现气泡,使残留强度随之而下降。至于高温强度则呈单峰特性,由于是高温,不受冷却过程应力、裂纹的影响,因此直到400%:仍然是脱水强化的因素占优势。800℃时硅酸钠开始熔融出现液相,使粘结膜的内应力、裂纹、气孔等消失,高温强度降到零。熔融的硅酸钠冷却后形成坚固的玻璃体或晶体,因而800℃左右钠水玻璃砂残留强度出现第二个峰值。800℃以后,熔融的硅酸钠与硅砂中的si0,反应加剧,成为si0。的过饱和溶液。当冷却时,过饱和的siO:先以鳞石英析出,低于870℃时转变为石英,它在凝固的钠水玻璃中起着切口的作用;故1000cc左右时钠水玻璃砂的残留强度又下降。而在1200℃之后,钠水玻璃砂的烧结是主要的,所以这时残留强度又会上升。

  钠水玻璃模数越低,高温强度和残留强度越高,这是因为模数低,N如O的质量分数高,吹cO:硬化后,粘结膜中硅酸钠凝胶量比模数高的要多,而硅酸钠凝胶比硅酸凝胶加热脱水后的脆性小,因而模数低的高温强度和残留强度比模数高的高。

  为改善钠水玻璃砂的出砂性,遵循的主要途径及采取的主要措施为:

  (一)在钠水玻璃砂中加入附加物有机附加物如糖类、树脂类、油类、纤维素类等多种材料在高温下挥发、汽化或燃烧碳化,可在一定程度上破坏钠水玻璃粘结剂膜的完整性,因此可显著改善钠水玻璃砂600℃以前的出砂性,但800℃以上钠水玻璃熔化后,液相会弥合有机物造成的不完整性,故效果并不明显。

  1)在高温下与熔融硅酸钠形成高熔点相,使800%的残留强度峰值后移。

  2)无机物本身或形成的新产物相变膨 。

  (二)减少钠水玻璃用量

  出砂的难易,在很大程度上取决于钠水玻璃的加入量。例如将钠水玻璃的加入量从占砂质量的8%降到4%,出砂工作量可减少4/5。但降低钠水玻璃的加入量应以不损害常温强度和表安性为前提。为达此目的,应着重发挥钠水玻璃的粘结效率。例如前述的真空一cO:法,有机酯硬化是从硬化工艺、固化剂着手的,既减少了钠水玻璃用量,强度和表安性也得到了保证。例如采用磁场和超声波处理钠水玻璃溶液来增加溶胶胶粒的分散性和均匀性,降低其粘度和表面张力

  (三)降低易熔融物质的含量

  减少钠的存在,是提高钠水玻璃粘结剂熔融温度、降低其残留强度的关键。例如采用较高模数、较低粘度的钠水玻璃;使用Na20含量低的优质原砂;将钠玻璃改成锂一钾一钠或钾.钠或锂一钠水玻璃等,均有利于改善出砂性。应指出的是,钠水玻璃、钾水玻璃、锂水玻璃三者就其粘结力的大小顺序来看,为Na>K>IJi;就其出砂性的好坏,亦即从抗烧结的顺序看,是IJi>K>Na;从抗吸湿性看,锂水玻璃最好,但价格也远比钠或钾水玻璃高。

  (四)采用以石灰石作原砂的钠水玻璃CO:硬化砂

  过去很长一段期,采用植物油等有机粘结剂配制芯砂应用较多。由于机器制造业的迅速发展,对铸件的产量和精度的要求愈来愈高,同时由于化学工业的发展,人工合成的有机高分子材料和化工副产品也越来越广泛地应用于铸造生产,为提高经济效益,必须根据不同要求合理选用粘结剂及新工艺。

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