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                            成都水玻璃砂鑄造應注意的幾個問題,這些你都知道嗎?

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                            成都水玻璃砂鑄造應注意的幾個問題,這些你都知道嗎?

                            發布日期:2021-12-17 作者: 點擊:

                            影響水玻璃“老化”的因素有哪些?如何消除水玻璃“老化”?

                            新制備的水玻璃是一種真溶液。但是在存放過程中,水玻璃中硅酸要進行縮聚,將從真溶液逐步縮聚成大分子的硅酸溶液,.后成為硅酸凝膠。因此,水玻璃實際上是一種由不同聚合度的聚硅酸組成的非均相混合物,易受其模數、濃度、溫度、電解質含量和存放時間的影響。

                            水玻璃在存放過程中分子產生縮聚,形成凝膠,其粘結強度隨著貯存時間的延長而逐漸降低,這一現象稱為水玻璃“老化”。

                            “老化”現象可由下述兩組試驗數據來說明:高模數水玻璃(M=2.89,ρ=1.44g/cm3)貯放20、60、120、180、240天后,吹CO2硬化的水玻璃砂干拉強度相應下降9.9%、14%、23.5%、36.8%和40%;低模數水玻璃(M=2.44,ρ=1.41g/cm3)貯放7、30、60和90天后,干拉強度分別下降4.5%、5%、7.3%和11%。

                            水玻璃存放時間對酯硬化水玻璃自硬砂初期強度影響不大,但對后期強度影響明顯,據測定,對于高模數水玻璃下降60%左右,對于低模數水玻璃下降15~20%。殘留強度也隨存放時間的延長而降低。

                            水玻璃在存放過程中聚硅酸的縮聚反應和解聚反應同時進行著,分子量發生了歧化,.終生成單正硅酸和膠粒并存的多重分散體系,也就是在水玻璃的老化過程中,聚硅酸的聚合度發生了歧化,單正硅酸和高聚硅酸的含量均隨存放時間的延長而增多。水玻璃在存放中縮聚、解聚反應的結果,使粘結強度下降了,即產生“老化”現象。

                            影響水玻璃“老化”的因素主要有:存放時間、水玻璃的模數和濃度。存放時間越長,模數越高,濃度越大,則“老化”越嚴重。

                            對久存的水玻璃可以采用多種方法的改性處理,以消除“老化”,使水玻璃恢復到新鮮水玻璃的性能:

                            (1)物理改性

                            水玻璃老化是緩慢釋放能量的自發過程,用物理改性處理“老化”的水玻璃就是用磁場、超聲波、高頻或加熱等辦法,向水玻璃體系提供能量,促使高聚合的聚硅酸膠粒重新解聚,促使聚硅酸的分子量重新均勻化,從而消除了老化現象,這就是物理改性的機理。例如,用磁場處理后,水玻璃砂的強度提高了20~30%,減少水玻璃加入量30~40%,節約CO2,改善潰散性,有較好的經濟效益。

                            物理改性的缺點是不持久,處理后再貯放,粘結強度又會下降,故適用于鑄造廠處理后盡快使用。尤其是M>2.6的水玻璃,硅酸分子濃度大,經過物理改性解聚后又會較快地縮聚,.好是處理后立即使用。

                            (2)化學改性

                            化學改性是往水玻璃中加入少量化合物,這些化合物均含有羧基、酰胺基、羰基、羥基、醚基、氨基等極性基團,通過氫鍵或靜電將其吸附在硅酸分子或膠粒表面,改變其表面位能和溶劑化能力,提高聚硅酸穩定性,從而阻止“老化”進行。

                            例如往水玻璃中加入聚丙烯酰胺、改性淀粉、聚磷酸鹽等,可取得較好的效果。往普通水玻璃甚至改性水玻璃中摻入有機物可以起到多種作用,如:改變水玻璃的粘流性質;改善水玻璃混和料的造型性能;提高粘結強度,使水玻璃的**加入量減少;提高硅酸凝膠的可塑性;降低殘留強度,使水玻璃砂更適用于鑄鐵和有色合金。

                            (3)物理—化學改性

                            物理改性適宜于已“老化”的水玻璃,改性后立即使用?;瘜W改性適宜于處理新鮮水玻璃,改性后的水玻璃可較長時間的存放。物理改性與化學改性結合起來,能使水玻璃具有持久的改性效果,例如在高壓釜中加聚丙烯酰胺來改性“老化”的水玻璃效果很好,其中利用高壓釜的壓力和攪拌是屬于物理改性,加聚丙烯酰胺是化學改性。

                            2、如何防止CO2吹氣硬化水玻璃砂型(芯)表面粉化?

                            鈉水玻璃砂吹CO2硬化并放置一段時間后,有時在下型(芯)表面會出現象白霜一樣的物質,嚴重降低該處表面強度,澆注時易產生沖砂缺陷。根據分析,這種白色物質的主要成分是NaHCO3,可能是由于鈉水玻璃砂中含水分或CO2過多而引起的,其生成的反應如下:

                            Na2CO3+H2O→NaHCO3+NaOH

                            Na2O+2CO2+H2O→2NaHCO3

                            NaHCO3易隨水分向外遷移,使型、芯表面出現類似霜的粉狀物。

                            解決的方法如下:

                            (1)控制鈉水玻璃砂的水分不要偏高(特別是雨季和冬季)。

                            (2)吹CO2時間不宜過長。

                            (3)硬化的型、芯不要久放,應及時合型澆注。

                            (4)在鈉水玻璃砂中加入占砂1%(質量分數)左右、密度為1.3g/cm3的糖漿,可以有效地防止表面粉化。

                            3、為什么采用水玻璃砂工藝生產鑄鐵件時容易產生粘砂?如何防止?

                            用鈉水玻璃砂制造的砂型(芯)澆注鑄鐵件時,常產生嚴重粘砂,這限制了它在鑄鐵生產中的應用。

                            鈉水玻璃砂中的Na2O、SiO2等與液態金屬在澆注時產生的鐵的氧化物,形成低熔點的硅酸鹽。前已述及,如果這種化合物中含有較多易熔性非晶態的玻璃體,那么這層玻璃體與鑄件表面結合力很小,而且收縮系數與金屬也不相同,它們之間就會有較大應力,易于從鑄件表面清除,不產生粘砂。如果在鑄件表面形成的化合物中SiO2含量高,FeO、MnO等含量少,它的凝固組織基本上具有晶體結構,會與鑄件牢固地結合在一起,就產生粘砂。

                            鈉水玻璃砂生產鑄鐵件時,由于鑄鐵件澆注溫度低,碳含量高,鐵、錳等不易氧化,形成的粘砂層呈晶體結構,而且鑄鐵件與粘砂層之間難以建立起適宜的氧化鐵層厚度,鑄件與粘砂層間不像樹脂砂生產鑄鐵件時能夠通過樹脂熱解產生光亮碳膜,所以粘砂層不易清除。

                            為了防止鈉水玻璃砂生產鑄鐵件時產生粘砂,可采用合適的涂料。如用水基涂料,涂刷后需進行表面烘干,故采用醇基快干涂料比較好。

                            一般鑄鐵件也可在鈉水玻璃砂中加入適量的煤粉(如3%~6%)(質量分數),使鑄件與粘砂層間能夠通過煤粉的熱解產生光亮碳膜,由于它不被金屬及其氧化物所潤濕,使得粘砂層容易從鑄件上剝離下來。


                            本文網址:http://www.aodnetwork.com/news/533.html

                            關鍵詞:成都水玻璃

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