微波硬化水玻璃砂應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ).pdf

1、微波加熱硬化水玻璃砂可充分發(fā)揮水玻璃的粘結(jié)效率，具有水玻璃加入量低、強(qiáng)度高、硬化時(shí)間短、舊砂潰散及再生回用性好、清潔生產(chǎn)等一系列優(yōu)勢(shì)。本文針對(duì)微波硬化水玻璃砂應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題開(kāi)展了如下研究：
　　1、試驗(yàn)研究了普通微波硬化水玻璃砂的加熱特征、強(qiáng)度特征和存放特征，分析了加熱時(shí)間和功率、水玻璃加入量、水玻璃模數(shù)、存放時(shí)間和存放環(huán)境等對(duì)砂型強(qiáng)度的影響，研究了砂型抗?jié)裥圆?、?qiáng)度快速下降的原因，并通過(guò)測(cè)試微波加熱作用下型砂試樣的溫度場(chǎng)分布，探

2、索了微波加熱硬化水玻璃砂的傳熱特征。
　　2、針對(duì)造型模具要求高的問(wèn)題，開(kāi)展了四種少模或無(wú)模硬化新工藝的系統(tǒng)研究：
　?。?）研究了二次微波硬化水玻璃砂新工藝的特征及其影響因素。結(jié)果表明，10-30s微波初次硬化可達(dá)到15KPa的脫模強(qiáng)度，90-100s的二次無(wú)模具直接微波硬化能達(dá)到可使用強(qiáng)度，該工藝具有模具要求低、直接加熱、硬化效率高等優(yōu)點(diǎn)。
　　（2）研究了有機(jī)酯―微波復(fù)合硬化水玻璃砂工藝。測(cè)試了有機(jī)酯加入量、加熱

3、時(shí)間、微波功率等對(duì)砂型強(qiáng)度和抗?jié)裥缘挠绊憽Ｔ摴に嚹芴岣呱靶偷目節(jié)裥阅?，硬化過(guò)程中生成的三水醋酸鈉晶體和甘油、高模數(shù)水玻璃等疏水性物質(zhì)保護(hù)了粘結(jié)橋。
　?。?）研究了CO2―微波復(fù)合硬化水玻璃砂工藝。測(cè)試了CO2吹氣流量、吹氣時(shí)間、微波硬化時(shí)間、微波功率等對(duì)砂型強(qiáng)度和抗?jié)裥缘挠绊?。發(fā)現(xiàn)該工藝能提高砂型的抗吸濕性能，硬化產(chǎn)生的十水碳酸鈉和高模數(shù)水玻璃保護(hù)了粘結(jié)橋。
　?。?）研究了熱空氣―微波復(fù)合硬化水玻璃砂工藝。測(cè)試結(jié)果表明，

4、該工藝硬化時(shí)間較慢，砂型的抗?jié)裥暂^差，需要熱空氣保溫設(shè)備。
　　3、結(jié)合水玻璃本身的特征（富含硅原子或者硅氧鍵、本身即為表面活性劑），開(kāi)展了微波硬化水玻璃砂的抗吸濕性材料及其方法的研究；開(kāi)發(fā)了三類(lèi)水玻璃砂抗吸濕涂料（層）。
　　（1）對(duì)粘結(jié)劑或原砂進(jìn)行改性以提高型砂的抗吸濕性。采用納米氮化硅、納米碳化硅、納米絹云母等無(wú)機(jī)硅質(zhì)粉末改性水玻璃；甲基硅酸鈉、甲基硅油的液體有機(jī)硅及烷基苯磺酸鈉、Span-80等表面活性劑改性原砂，添

5、加了改性劑的砂型恒濕瓶4h存放強(qiáng)度較未改性砂型大都能提高90％左右。
　?。?）開(kāi)發(fā)了以PbO-ZnO低溫陶瓷粉為骨料的醇基涂料來(lái)改善砂型的抗?jié)裥裕c(diǎn)火燒結(jié)后，生成了Al2TiO5、NaAlO2、PbTiO3等物質(zhì)，涂覆了涂料的水玻璃砂樣恒濕瓶4h存放強(qiáng)度較普通砂樣提高了將近2.33倍。
　?。?）研究了在水玻璃砂型表面生成低共熔體鋰鹽涂層的方法，來(lái)提高砂型的抗?jié)裥?。首先在水玻璃砂型表面噴?.38LiOH-0.62LiNO

6、3混合鋰鹽（共熔點(diǎn)溫度最低只有175.7℃）飽和水溶液，再將砂型放入微波爐加熱硬化制得表面有致密混合鋰鹽涂層的水玻璃砂型。砂型硬化溫度高達(dá)370℃，遠(yuǎn)高于普通微波硬化砂型（110℃），表面涂層處理的砂型恒濕瓶4h存放強(qiáng)度較未處理的提高了將近2倍。
　?。?）以PbO-ZnO系低溫陶瓷粉為骨料，再加入3.5%V2O5、2.5%Al2O3、2.5%TiO2及20%的0.38LiOH-0.62LiNO3混合鋰鹽而制備了低溫涂料，在微波燒

7、結(jié)和硬化作用下，表面具有低溫涂料的砂樣在恒濕瓶中存放4h的強(qiáng)度較未處理提高6倍多，砂型被Zn2TiO4、Pb5O8、PbTiO3、PbSiO3、Pb6Al2Si6O21和Al2SiO5等無(wú)機(jī)物質(zhì)的致密熔體包裹。該涂層開(kāi)始燒結(jié)溫度僅為259.6℃，砂型的硬化溫度高達(dá)390℃。
　　4、針對(duì)目前水玻璃砂工藝應(yīng)用仍未很好解決的舊砂再生問(wèn)題，提出了生物再生水玻璃舊砂新方法，初步研究了水玻璃舊砂生物再生的可行性及其影響因素。
　　對(duì)比