论文摘要
实现绿色铸造是现代铸造企业发展的目标。水玻璃砂被认为是最有可能实现绿色铸造的型砂工艺,其最大难点在于水玻璃旧砂的再生。干法再生水玻璃旧砂,工艺简单、容易实现、二次污染最少,但水玻璃干法再生砂质量较差。提高干法再生水玻璃旧砂的效果及其再生砂的质量是水玻璃砂技术研究的热点问题。本文从化学反应原理出发,分析了硅酸盐体系高温下反应机制,探求了降低水玻璃砂高温残留强度的改性材料,从水玻璃改性和原砂改性两方面试验研究了改性粉末材料对水玻璃的改性效果。借助扫描电镜对改性与否的水玻璃砂高温残留强度砂样进行微观形貌分析对比,利用X射线衍射仪对高温焙烧后的粘结剂膜进行了成分分析。结果表明,当改性物质为硅酸铝复盐（ Ax O y? mAl 2 O3 ? nSiO2）和冰晶石（Na3A1F6）、生成物为[ ]K AlSi3 O8 （即钾长石）或[ ]Na AlSi3 O8 （钠长石）时,其熔点高、膨胀系数大,在高温下不易与水玻璃膜融合而形成均匀的陶瓷釉质膜,有利于改善水玻璃旧砂的溃散性。本文还试验研究了改善干法再生水玻璃砂循环使用溃散性的措施,分析了水玻璃再生砂的耗酸值与其可使用时间的关系。采用本研究开发的改性水玻璃,可使干法再生砂的常温强度与溃散性较普通水玻璃的干法再生砂的常温强度与溃散性较大地提高。改性水玻璃的“加热-干法”再生旧砂脱膜率达35%左右,“冰冻-干法”再生的脱膜率达42%左右。当水玻璃加入量固定时,随着酯加入量增加,再生砂中残留酯积累量增加,耗酸值测定过程中其水解出的H+量增加,耗酸值减小,再生砂的可使用时间随耗酸值的减小而缩短;当酯加入量固定时,随着水玻璃加入量增加,再生砂中残留Na2O积累量增多,耗酸值测定过程中Na2O与水反应生成的OH-量增加,耗酸值增大,再生砂的可使用时间随耗酸值的增大而缩短。