1.原砂
虽然新型水玻璃自硬砂工艺对原砂的要求相对树脂砂的敏感性要小,但必须象对待树脂砂一样,选用优质原砂。选择粒形好、粉尘少的原砂是降低水玻璃加入量是关键,因旧砂能再生回用,原砂成本可在再生中扣除。
因自硬砂是水解反应,型砂中含有少量水,可加速型砂硬化速度,后期强度还稍有提高,但原砂水份不能过高,否则强度会下降,这是由于硅胶的凝变得迟缓。一般原砂水份控制在0.3-0.5左右。
原砂温度对超过42℃时,混砂时就开始硬化,可使用时间极短,表面稳定性很差。因此,对经烘干或回用的原砂必须冷却后才能使用。
2.新型水玻璃
新型水玻璃是在普通水玻璃的基础上通过一系列的化学和物理改性和电离子架接而成。它具有高强度、低粘度的特性,它比普通水玻璃的强度提高30%左右。水玻璃的粘度决定着粘结剂在砂粒表面流动的难易程度,在模数、密度、温度相同的情况下,水玻璃的粘度越低,它的湿润角最大,表面张力最小,使水玻璃粘结膜在短时间内较好地包覆砂粒表面,提高型砂的强度,从而使水玻璃的加入量大大减少。另外水玻璃的粘度低,配比时定量准确,容易组织流水线生产。
新型水玻璃采用不同的物化改性,具有不同的硬化速度,ZCS101-106系列水玻璃的理化性能如表2所示,我们可根据铸件大小、气温、湿度、砂子种类,与固化剂匹配,可如意地调节型(芯)砂的硬化速度和可使用时间。因此,型砂的硬化性能优于普通水玻璃自硬砂,尤其是气温较低的冬季,型砂硬透性、硬化速度远优于普通水玻璃。
新型水玻璃硬化特性
牌号 粘度(MPa.s) 密度(g/cm3) 硬化速度(℃) 适用温度(℃) 型砂抗拉强度(MPa)24h
Zcs101 150~350 1.3~1.6 中速 35~25 0.5~1.2
Zcs102 150~350 1.3~1.6 特速 -5~-15 0.4~1.2
Zcs103 150~350 1.3~1.6 快速 5~10 0.4~1.2
Zcs104 150~350 1.3~1.6 特慢 40~30 0.4~1.0
Zcs105 150~350 1.3~1.6 慢速 35~25 0.4~1.0
Zcs106 150~350 1.3~1.6 中速偏慢 25~10 0.4~1.0
新型水玻璃的加入量高,硬化速度快,终强度提高。但型砂中Na离子含量增加,溃散性变差,严重地恶化旧砂的再生回用,因此在使用中不要片面地追求型(芯)砂的强度,只要强度满足生产工艺的前提下,尽可能降低新型水玻璃的加入量。 3.酯类固化剂
新工艺配有6种牌号的不同硬化速度的有机脂专用固化剂ZCG130-135系列,它与新型水玻璃发生作用,具有反应均一,强失水、低失碱的特性,硬透性比普通有机酯要好,特别在低温、高湿,硬化性能远优于普通酯。酯类固化剂的性能和适用温度见表3。
表3 酯类固化剂的性能和适用温度
牌号 密度(g/cm3) 粘度(MPa.s) 残酸量(%) 适用浓度(℃)
ZCG 130 1.1-1.2 <100 ≤2 特慢 ≥40
ZCG 131 1.1-1.2 <100 ≤2 慢速 ≥25
ZCG 132 1.1-1.2 <100 ≤2 中速 -25
ZCG 133 1.1-1.2 <100 ≤2 中速偏快 -10
ZCG 134 1.1-1.2 <100 ≤2 快速 -10
ZCG 135 1.1-1.2 <100 ≤2 特快 ≤5
1.可使用时间
应掌握好型(芯)砂的可使用时间,一般是观察型(芯)砂开始发粘,呈粘连状时即认为超过了可使用,时间超过可使用时间的型(芯)砂,流动性恶化,充型能力变差,造型(芯)后的强度大大降低,表面稳定性差,很容易造成塌箱及冲砂、砂眼等缺陷。所以刚混制好的型(芯)砂要尽快成型,务必在可使用时间之内完成造型制芯操作。
2.型砂紧实度
型砂要紧实,新型水玻璃自硬砂流动性很好,容易紧实,但不能因此而忽视紧实作业。砂型紧实程度对铸件表面质量有重要影响。紧实得好,可显著减少铸件表面粘砂,尤其对难以舂到部位及拐角要注意紧实。
3.起模时间
应掌握好起模时间,要等砂型硬化到适当强度后才能起模,砂型强度随时间延长而增大。过早起模砂型强度低,不能支撑自重而变形,甚至塌箱。过迟起模砂型强度高,起模阻力大而造成砂型损坏,模具损伤,一般将型(芯)砂抗拉强度0.14MPa(或抗压强度0.4MPa)时即为起模时间,按经验用手指按压型(芯)硬了按不动了即可起模。
4.修型方法
修型方法一般有两种:一种是砂型整块断裂,采用型(芯)粘合剂粘接;另一种是砂型粉碎性,损坏一般在损伤部位划出沟槽(必要时插几枚钉子),清除浮砂后覆上新配制的型砂,根据情况可直接修整成形或待其硬化到一定强度后修整成形。
5.涂料
涂料选择,因新型水玻璃自硬砂一般不需烘烤,所以最好选用醇基涂料。