水玻璃的强化与水玻璃砂溃散性的改善
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水玻璃的强化与水玻璃砂溃散性的改善
周健，崔晓莉
（湖南建材高等专科学枝机械来，湖南荷阳４２１００８）
Ｉ■耍：水玻璃曲疆化是为了提高它的比强度，从而降低在茎砂中的加入量，有效地改善水玻璃砂的潢散性。奉研究
以ＹＭ碱盘■无机盐为增疆荆对永玻璃进行强化赴理。当强化永玻璃加入量为３．４６％时。水玻璃砂的最大强度可选１．舵ＭＰ丑。且使水驶璃砂的溃散性得到改善。
关ｔ词：水玻璃牯结剂；增强剂；水玻璃砂；干强度；湿强度；溃散性
中囝分类号：ＴＧ２２１＋．２文献标识玛：Ｂ文章绾号：１００１—４９７７（２００１）０４一０２３１－０２
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（Ｍｅｃｈ鲫ｉ∞ＩＤｅｐａｒｔｎｌｅｍ，Ｈｕ怕ｎＢｕ¨ｄ旧ＭａｔｅｒｉａＪｏｏ¨叼ｅ，№ｎｇｙａｎｇ４２１００８，Ｈ啪卸，ｃｈｉ舱）水玻璃作为型（芯）砂粘结剂，能较好地满足技术、经济和生态方面的要求，是一种具有广泛应用前途的铸造用粘结荆。但是，由于水玻璃砂溃散性差。阻碍了它的推广和应用。普通水玻璃的比强度≤０．３ＭＰａ（１％），若加入量太少，不能满足高强度砂型（芯）的工艺要求，如一级或二级砂芯要求比强度≥０．ｓＭＰａ。通过增强处理，可以在限制水玻璃用量的前提下提高它的比强度，因而利用溃散性好的水玻璃砂可以取代桐油砂、合脂砂或树脂砂，制作一、二级砂芯。
型（芯）砂的强度取决于附着强度和内聚强度，水玻璃砂的破坏一般是内聚破坏。加入增强荆，对水玻璃进行增强处理，使其本身结构发生改变或细化胶凝硬结时的晶粒，则可提高内聚强度。本试验着重探讨了增强剂ＹＭ碱金属无机盐对水玻璃的比强度和芯砂的影响。
ＡＢＣ
２．２５２
一
——
Ｂ：水玻璃＋ＹＭ（溶液）＋纤维紊，加压加热处理；
ｃ：水玻璃＋ＹＭ（干物质），加压加热＋纤维素，继续加压加热处理；
Ｄ：水玻璃＋Ⅵｄ（干物质）＋纤维素。常温处理；Ｅ：水玻璃＋ＹＭ（溶液），加压加热＋纤维紊，继续加压加热处理；
Ｆ：水玻璃＋ＹＭ（溶液）＋纤维素，常温处理。
２试验结果与分析
采用不同方法配制的改性水玻璃砂试样在８ｈ后的抗拉强度见表１。
衰ｌ增强处理工艺对抗拉量鏖的髟响
处理方法
ＹＭ加入量（％）
／胁
０．５２●０，５４２
折合成水囊璃的比强度
３５
２．７９２．４５２．７３２．７２
０．７１ｌ０．６２３
０．７２５０．７０１
ｌ试验方法
试验材料：４０／７０目硅砂。ｓｉｑ＞９７％，含泥量＜１％；水玻璃Ｍ＝２．３，’Ｂｅ’＝５０；增强剂ＹＭ；附加物为淀粉、纤维素、铁红粉。
混砂工艺：１００％硅砂＋１％铁红粉＋Ｏ．５％淀粉＋有机酯混２ｍ．ｍ，加入４．Ｏ％增强改性水玻璃混６ｍｉｎ后出砂。
配制增强改性水玻璃采用以下六种方法：
Ａ：水玻璃＋ＹＭ（干物质）＋纤维素，加压加热处理；
ＤＥＦ
一
一一
由表１可见，处理方法ｃ比Ｄ好。处理方法Ｅ比Ｆ好，说明在热压状态下处理的增强改性水玻璃比常温效果好；处理方法Ｂ比Ａ好，处理方法Ｅ比Ｂ好，说明ＹＭ以液体加入比干物质效果好，纤维素、ＹＭ、水玻璃分步处理比一次处理效果好。
用ＹＭ处理后，在水玻璃中可能存在影响其性能的新的化合物（水合阴离子、氧化物阴离子）。ＹＭ的离子能以游离状态存在或进入硅酸的复杂阴离
收辅日新：２∞Ｏ＿０５＿０８收蓟初稿．２０∞．１１．２８收到修订稿。
作者膏介：用健（１９６６一），男，葫甫常宁入．讲师，学士，主要从事永玻璃材辩的研究厦教学工作。
万方数据
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以Ｂ组工艺为例，加入０．０５％ＹＭ、Ｏ．３％有机醇配制型砂。测其吸湿性、抗拉强度和残留强度，结果见表２和表３。吸湿性用吸湿率表示，其测试方法是将试样称重后放入有水的干燥器中，放置一定时间子成分中。当以游离状态存在时，增加形成硅酸凝胶胶粒核心的数目，使凝胶微粒增加，胶粒尺寸减小。硅酸凝肢的强度取决于“球”的大小和它的聚集状态，凝胶的强度与它的比表面积成正比。凝胶微粒增加，球形胶粒尺寸变小；数量增加，总比表面积增大．接触强度增加，故牯结强度得以提高。
如果ＹＭ的离子进入硅酸的复杂阴离子成分中，则导致凝胶的结构发生改变，使粘结强度增高。此外．纤维素是一种高分子阴离子型电解质．具有增稠、粘结、分散和保护胶体等作用．对球形胶粒的大小、聚集的类型和性质也有影响。当然水玻璃中加入纤维素更重要的作用是改善水玻璃砂的渍散性。
ＹＭ加入量对水玻璃砂抗拉强度的影响见图。由图看出。强度曲线呈波动状态。这可能与球形粒子配位数有关，还有待于进一步的研究。但从图中可知，ＹＭ加入量在Ｏ．０９％时．水玻璃砂强度高达１．８２ＭＰａ，此时，加入的纯水玻璃为３．４６％（比强度０．５２６ＭＰａ）．为制作一、二级砂芯创造了条件。
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圈ＹＭ加入量对水玻璃砂抗拉强度的影响
后。计算其增加重量的百分比。
裹２水玻璃自硬砂的叠度和吸沮事
磊水玻璃自硬砂的残留量度
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１．７
１．５５
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３５
０．２３
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在衡阳冶金厂铸钢分厂生产现场试验表明，用增强改性水玻璃砂作推力头铸件（材质为ｚＧ２３０．４５０）的砂芯，能满足生产要求，浇注后砂芯溃散性较好，铸件稍经敲击，芯砂全部散落。
３结论
水玻璃中加入ＹＭ碱金属无机盐，可提高水玻璃的比强度，降低水玻璃的加入量，改善水玻璃砂的溃散性；当强化水玻璃加入量为３．４６％时．水玻璃砂的最大强度可达１．８２ＭＰａ；ＹＭ强化处理水玻璃工
艺简单，材料来源广、成本低。
（编辑：张允华）
水玻璃的强化与水玻璃砂溃散性的改善
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
周健， 崔晓莉
湖南建材高等专科学校机械系，湖南衡阳421008铸造FOUNDRY2001,50(4)3次
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