1.3 水玻璃砂型(芯)
水玻璃砂制芯工艺流程
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第二节 水玻璃粘结剂砂型
将固体水玻璃装进蒸压釜内，通入水蒸 汽，使固体水玻璃溶解于水中，便获得液体 水玻璃。
钠水玻璃粘结剂的参数
模数
密度 浓度 含固量和水分 粘度
模数
钠水玻璃中SiO2和Na2O的摩尔数之比， 称为模数，用M来表示。
SiO M Na2 1.033 O· mSiO2 nNa O Na O
nSiO2
2 2 2
SiO2的质量分数
Na2O的质量分数
模数越高，聚合度越高，硬化速度越 快，达到最高强度的时间也越短。但过高 的模数，将使芯（型）砂的保存性差，不 适于造型和造芯。较合适的模数为2~3.3。 降低钠水玻璃模数可加入适量的NaOH； 提高钠水玻璃模数可加入HCl、NH4Cl等。
钠水玻璃砂型（芯）的制造工艺
1.造芯（型） 造芯（型）时可用手工或靠微震紧实， 也可采用吹射造芯（型）。 造芯（型）时为增加容让性和便于排 气，大砂芯内部一般放置焦炭块、炉渣或 干砂，并在中心挖出气孔通至箱口。型和 芯要扎通气孔，便于CO2通过，加速硬化。
2.吹CO2硬化
1)插管法 2)盖罩法 3)通过模样吹气法 4)脉冲吹气法 5)真空CO2 (VRH-CO2)法(真空置换硬化法 )
钠水玻璃砂的硬化机理
水玻璃的溶解 游离苛性碱的产生 胶溶及电离过程 凝胶的形成
钠水玻璃的硬化
水玻璃的溶解
1.水合过程 水和水玻璃的组分结合，生成化学组 成不固定的水合物：
Na2O· nSiO2+mH2O＝ Na2O· nSiO2· mH2O 2.初步溶解过程 生成的水合物Na2O· nSiO2· mH2O变成 溶液。SiO2含量越高，溶解度越大。
机械制造工艺基础第一章2-4节
主讲教师：周世权
1
1.2 砂型机器造型铸造工艺 Sand Mold Casting Process of Machine molding
-型砂和芯砂-造型和制芯；下芯并合型；金属液浇 入铸型中，冷却凝固，经落砂清理和检验-铸件的工艺过程。
一、型砂和芯砂
原砂、粘结剂、水及其他附加物(如煤粉、重油、木 屑等)按一定比例混制而成。根据粘结剂的种类不同，可分 为粘土砂、水玻璃砂、树脂砂等。
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1.2 砂型机器造型铸造工艺
四、铸造工艺参数的确定 主要工艺参数分述如下: 1．铸造收缩率 由于合金的线收缩，铸件冷却后的尺寸将比型腔的尺 寸小，为了保证铸件的应有尺寸，模样和芯盒的制造尺寸 应比铸件放大一个该合金的线收缩率。 式中： L模模样尺寸； L件铸件尺寸。 收缩率的大小取决于铸造合金的种类及铸件的结构、尺寸 等因素。通常灰铸铁为0.7%～1.0%，铸造碳钢为1.3%～2. 0%，铝硅合金为0.8%～1.2%，锡青铜为1.2%～1.4%。
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五、铸造工艺图的绘制
7．绘制铸造工艺图
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7．铸造工艺实例
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本节课程小结
1. 型砂和芯砂：原砂，粘结剂和水分；粘土砂，水玻璃砂 和树脂砂。
2. 造型方法：手工造型：整模，分模，活块，假箱，三箱 等；单件小批量生产。机器造型：两箱整模和分模，型 板（有模型，浇注系统），大批大量生产。
3. 铸件浇注位置：重要加工面？大平面？薄壁部分？壁厚 不均匀？分型面的选择：应便于起模，简化造型工艺。 全部或大部分放在同一个砂箱内。尽量减少型芯和活块 的数量。 4. 铸造工艺参数：收缩率，加工余量，起模斜度，圆角， 芯头。 5. 铸造工艺图的绘：质量要求和结构工艺性，选择造型方 法，浇注位置和分型面，确定工艺参数，设计型芯，设 计浇、冒口系统，绘制铸造工艺图。
铸造用型砂及型芯介绍
铸造用型砂及型芯介绍
一型砂(芯)性能
1强度:型砂在外力作用下,不易破坏的性能,强度不足,会造成塌箱,
砂眼等。
2透气性:型砂之间本身有空隙,具有透气的能力.透气性不好,易出现气孔。
3耐火性:型砂在高温金属液的作用下而不软化,熔化.若耐火性不足,砂粒粘在铸件表面上形成一层硬皮,造成切削加工困难,粘砂严重,铸
件报废。
4退让性:型(芯)砂具有随铸件的冷却收缩而被压缩其体积的性能。
若退让性不足,铸件收缩受阻,内应力加大,甚至产生裂纹、变形等。
通过增加锯末木屑等可提高退让性。
二型砂的分类、成分和应用
1 粘土砂
砂子、粘土、水和附加物(煤粉,木屑等)。
其应用广泛:
1) 不受铸件大小,重量,尺寸,批量影响。
2) 铸钢,铸铁,铜,铝合金等均可铸。
3)手工,机器造型均可。
4)粘土来源广,价低。
粘土砂分两类: 湿型砂:中,小件；干型砂:质量要求高的件,大件。
2 水玻璃砂
是以水玻璃(硅酸钠的水溶液)为粘结剂。
材料加工第2章作业参考答案
第2章作业参考答案1. 液态金属成形的一般工艺过程是怎样的？结合其工艺特点分析该类工艺的优点、缺点和和适用范围。
液态金属成形是将液态金属注入铸型中使之冷却、凝固而形成零件的方法，一般工艺过程包括模样制造、铸型制造、金属熔化与充型、凝固等关键步骤。
铸造为液体成形具有不受零件大小/薄厚/复杂程度限制、可制造各种合金铸件、相对焊接和塑性成形而言尺寸精度高、成本低等优点；但需要造型、浇注等步骤，工艺相对繁琐，工件承载能力不如锻件，同时工作环境差，粉尘多。
铸造适用于绝大部分零件，适用范围广。
（工艺过程三点明确。
明确分析优点、缺点和适用范围，同时结合其工艺特点）2.铸造合金流动性差对铸件质量有何影响？浇注时金属液过热温度及其他工艺条件相同的情况下，初步判断一下HT350和HT200两种合金，哪个流动性好，为什么？什么是液态金属的充型性能？它与那些因素有关？流动性差，金属充型能力差，铸件成形质量降低；液态金属中的气体夹杂物不易浮出，易产生气孔、夹杂；对缩孔和裂纹的充填和愈合作用减弱，易产生缩孔、裂纹等缺陷。
HT200流动性好，HT200碳含量在3.0~3.6%，HT350在2.7~3.2%，因HT200成分更靠近共晶点，固-液区间小，熔点较低，故流动性好（固液两相区越大，结晶温度范围越大，枝晶越发达，流动性越差）。
（流动性影响，判断及理由）充型能力：指液态金属充满型腔，获得形状完整、轮廓清晰健全铸件的能力。
充型能力首先取决于合金的流动性，同时又受到铸型性质（如铸型蓄热系数、铸型温度、铸型中的气体）、浇注条件（如浇注温度、充型压头、浇注系统结构）以及铸件结构（如模数、复杂程度等）的影响。
（充型能力定义，四个影响方面）3. 缩孔、缩松的区别是什么？什么样的合金容易出现疏松缺陷？生产中如何采取措施防止缩孔、缩松缺陷的产生？缩孔缩松的区别在形态，而取决于凝固方式，当铸件以逐层凝固方式凝固时，液态金属的流动使收缩集中到铸件最后凝固部分形成集中孔，即缩孔；而铸件以体积凝固方式凝固时，枝晶间隙的液体得不到补缩而形成小的孔洞，即缩松。
改性水玻璃砂型(芯)温度场的计算机模拟和出砂性研究
布 ， 拟 结 果 表 明 改 性 水 玻 璃 砂 有 好 的 出砂 性 ， 注 实验 证 实 了计 算机 模 拟 分 析 结 果 。 模 浇
关 键 词 ： 性 水 玻 璃 ； 度 场 ； 算机 模 拟 ； 改 温 计 出砂 性
中圈 分 类 号 ： Ｇ２ １ Ｔ ３ Ｉ Ｔ ２ ； Ｐ ９ 文 献 标识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ０８ ６ （ ０ ８ ０—８ ００ １０ —３ ５ ２ ０ ）６０ １—４
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摘 要 ： 据 Ｌ ｐａｅ 热 方 程 ， 立 了各 节 点 的 数 值 方 程 以及 求 解 条 件 ， 用计 算 机 编 程 对 圆 筒 彤 铸 件 及 其 砂 芯 、 型 进 行 从 根 ａｌｃ 导 建 使 铸
成形工艺基础砂型铸造
成形工艺基础－铸3
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合脂砂以合成脂肪酸残渣经煤油稀释而成的 合脂作粘结剂。
油砂或合脂砂制造结构复杂、要求高的型芯 4.树脂砂 树脂砂是以树脂为粘结剂配制成的型砂。 又分为热硬树脂砂、壳型树脂砂、覆模砂等。 用树脂砂造型或制芯，铸件质量好、生产率 高、节省能源和工时费用、工人劳动强度低、
成形工艺基础－铸3
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易于实现机械和自动化、适宜成批大量生产。 型砂还包括石墨型砂、水泥砂和流态砂等. 二、 型(芯)砂性能 为防止铸件产生粘砂、夹砂、砂眼、气孔和
裂纹等缺陷 ，型砂应具备下列性能。 1.型砂强度 指型砂试样抵抗外力破坏的能力。 2.透气性 表示紧实砂样孔隙度的指标。
成形工艺基础－铸3
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若透气性不好，易在铸件内部形成气孔等缺陷。
整模造型因操作简便，无砂箱错位现象，适 用于外形轮廓上有一个平面可作分型面的简单铸 件，如齿轮坯、轴承、皮带、轮罩等。
成形工艺基础－铸3
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2)分模造型 特点是：铸件的最大截面不在端部而在中部， 因而木模沿最大截面分成两半。
操作简便，适用于形状较复杂的铸件，特别 广泛用于有孔或带有型芯的铸件，如套筒、水管、 阀体、箱体、曲轴、立柱等。
后图为水管铸件的分模造型过程。
3)挖砂造型
成形工艺基础－铸3
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当铸件最大截面在中部，模样又不便分成 两半(如分模后模样太薄或分面是曲面)时，只能 将模样做成整模，造型时挖掉防碍起模的砂子。
挖砂造型操作麻烦，生产率低，要求操作 技术水平高，仅适用于单件小批量生产。
对于分型面为阶梯面或曲面的铸件，当生产 数量较多时，可用成形底板代替平面底板，并将 模样放置在成形底板上造型，可省去挖砂操作。
成形工艺基础－铸3
第二章 水玻璃砂
一、CO2硬化水玻璃砂的配制
2、混制：CO2硬化水玻璃砂可采用各种混砂机混制。
砂＋干粉状物 2~3min ＋ NaOH溶液 1~2min ＋水玻璃 ＋水 3min ＋渣油 混匀 出砂 混好的型砂应放在有盖的容器中，或用湿麻袋盖好， 以免砂中水分蒸发和与空气中CO2接触。
第二节 水玻璃砂的配制
二、酯硬化水玻璃砂的配制
二、酯硬化水玻璃砂的配制
2、混制：
混制酯硬化水玻璃砂在专用混砂机上进行。
混砂工艺：砂+酯 15s +水玻璃 40~45s 出砂。
酯硬化水玻璃砂适用于各种合金铸件。 主要用做：小型铸型、芯的单一砂 大、中型铸型、芯的面砂
第三节 水玻璃砂存在的问题及解决途径
目前，在水玻璃砂生产中，经常发生的问题主要有：
化反应速度，便于控制。
▲ 自硬化剂的种类：粉状硬化剂（硅铁粉、赤泥）、有机酯等
二、硬化机理
（1）粉状硬化剂自硬砂 ▲硅铁粉：其潜伏催化作用体现在粘结剂的反应由慢 速逐渐加快，最后随粘结剂的胶凝和硬化而放热。 潜伏催化作用是基于硅铁粉中的硅与氧具有很强的亲 和力，水解反应的结果使水玻璃严重脱水而硬化 硅铁粉的缺点：因反应过程中析出无色、无味、易爆 的氢气而不再继续使用。
M SiO2摩尔数 SiO2百分含量 ＝ 1.033 Na2O摩尔数 Na2O百分含量
模数是铸造用水玻璃的主要技术指标之一。 水玻璃模数大—SiO2的相对含量高—粘性大。 特别注意： SiO2 相对含量高，不说明水玻璃中Na4SiO4的质量分数高。
模数及其调整
设：原水玻璃中，SiO2＝a％，Na2O=b％，
二、硬化机理
吹气压力大，硬化速度快，硬化深度越大。但是：
压力太大：易使CO2泄漏，并有可能吹坏铸型 压力太低： CO2气体的流动能量低，需延长吹气时间。 一般情况下，吹气压力约为：0.15～0.3MPa 吹气时间过长，强度反而下降，可能导致砂型表面粉化，铸件 易出现砂眼、夹砂等缺陷。 一般情况下：当吹气压力为0.15～0.3MPa时，1M2的砂箱，吹
铸造用水玻璃标准
铸造用水玻璃标准
铸造用水玻璃的标准可能因不同的应用和地区而有所不同。
一般来说，铸造用水玻璃需要满足以下要求：
外观：无色透明或半透明玻璃状液体。
模数：3.2±0.5。
密度（20℃）：1.37—1.42g/cm3。
婆美度：40°。
Na2O含量：≥8.2%。
SiO2含量：≥28.0%。
粘度（25℃）：100—250 mPa·S。
此外，铸造用水玻璃的检测项目可能包括砂性能、模数、砂残钠、氧化钠、浓度、密度、二氧化硅、双液浆、黏度等。
具体标准可能因不同的行业和地区而有所不同。
因此，建议在选择铸造用水玻璃时，应参考当地或行业的具体标准，并咨询相关专家或专业机构的意见。
水玻璃砂造型、制芯、合箱作业指导书
无锡市灵通铸造有限公司作业指导书Z/LTZZ/SBLZXGY-2015A/0水玻璃砂造型、合箱工艺规程年月日批准年月日实施编制校核审核版本号/修改状态标记处数更改文件号签名时间批准水玻璃砂造型、合箱工艺规程1.目的本工艺规程通过对水玻璃砂混砂造型、制芯、合箱工艺和相关技术要求的描述，以期达到指导水玻璃砂型砂操作的目的。
2.范围本工艺规程规定了水玻璃砂型砂操作的基本要求。
本工艺规程适用于水玻璃砂型砂操作。
3.职责本工艺规程由技术部归口管理。
水玻璃砂按本工艺规程进行操作。
4.程序4.1水玻璃砂4.1.1材料4.1.1.1原砂宜采用天然优质石英砂，主要技术指标应满足下表要求。
粒度（目）含泥量（%）水分（%）PH值灼减量（%）角形系数微粉量（≥140目）40/100≤0.5≤0.5 6.5-7.5≤0.5≤1.35≤1% 4.1.1.2水玻璃水玻璃的主要性能指标为模数和密度，具体技术指标应符合下表要求：牌号密度（g/cm3）SiO2(%)Na2O(%)模数MFe(%)水不溶物（%）ZS-2.50 1.50-1.56≥29.2≥12.8 2.20-2.50≤0.05≤0.8一般根据气温的高低和湿度的大小选用不同牌号的水玻璃。
气温高、湿度小时可选用低模数的水玻璃，反之可选用模数较高的水玻璃。
4.1.2配比原砂（砂温≤35℃）100，水玻璃6～8%（M：2.2-2.9，ρ：1.40-1.56）2.0-5.0，4.1.3性能抗压强度（24小时）2.0-4.0Mpa，800℃-1000℃残留强度0.4-0.65Mpa。
4.1.4水玻璃砂的混制工艺4.1.4.1适用于碾轮式混砂机。
4.1.4.2先加砂，再加水玻璃混合。
4.1.4.3整个混砂时间应控制在6分钟内，以免长时间混砂导致型砂发热，水份挥发，从而影响型砂的可使用时间。
4.2造型4.2.1型（芯）砂的可使用时间一般是指型（芯）砂未开始发始发粘、呈粘连状态。
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。
水玻璃砂的配比及混制工艺和性能指标表格
水玻璃砂的配比及混制工艺和性能指标铸钢常用水玻璃技术参数注：夏季用下限，冬季用上限冶炼碳钢的合理供电制度铸钢件生产通用操作检验规程（试行稿）配砂操作检验规程造型操作检验规程上箱造型检验规程制芯操作检验规程冶炼作业指导书装配、合箱、浇注操作检验规程浇冒口切割操作检验规程清铲操作检验规程铸钢件缺陷焊补操作检验规程铸钢件热处理操作检验规程说明1.本操作检验规程是铸钢件生产各工序在进行工作时必须遵守的主要工艺文件之一。
也是生产组长、班长、副主任技术人员和检查人员在指导生产时的主要依据。
2.在操作检验规程所规定之项目如与工艺文件夹抵触时按专用工艺文件执行。
3.对设备的使用按设备安全技术操作规程进行。
4.本规程的解释和修订为公司技术部。
5.本规程自下发之日执行。
配砂操作检验规程一. 旧砂的准备1.旧砂必须经过处理，不能有碎的耐火砖块、杂草、木块、铁块等。
2.旧砂块度不能大于 50×50 毫米。
二. 砂型的配制与运送1.混砂前首先检查混砂机运转和润滑情况是否良好，称重装置是否准确，出砂装置是否灵活。
2.各种型砂的配比，见表 1：水玻璃砂的配比及混制工艺和性能指标铸钢常用水玻璃技术参数注：夏季用下限，冬季用上限。
3.加料不能超过混砂机的负荷，机器启动后方可按顺序加入原材料。
4.加料量力求准确，并尽量做到一次加入。
5.面砂和背砂要用专用的混砂机混制，不能共用一台机器。
6.送砂前砂斗要清理干净，各种型砂要装入指定砂斗，不能混杂。
三. 型砂的检验1.质检员对加料成分、加料顺序、混压时间情况进行检查，对违反工艺的现象要及时纠正。
2.型砂试验员每天对面砂要进行干拉强度、水分和透气性进行测定，对背砂要测定水分、通气性，每天抽检两次。
3.型砂试验员对测定结果进行记录，发现不合格及时通知操作者，每天整理记录报告组长，每月统计一次。
造型操作检验规程造型前的准备1.熟悉铸件工作图纸和有关文件，有异议及时和相关部门沟通。
2.检查模型是否完整，有无损坏变形，定位要准确，起模要牢固。
第二篇砂型和砂芯制造_无机化学粘结剂砂型(芯)
不同硅酸盐负离子的平衡是错综复杂的，它取决于pH 值、模数和温度，在特定的反应过程中达到平衡。硅酸 钠的钠—氧键水解(向右进行)和酸—碱反应(向左进行)：
钠—氧键离解： 水解产生的硅酸不稳定。
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第二篇
砂型和砂芯的制造
第二章
无机化学粘结剂砂型（芯）
（一）加热硬化—失水发生由液态到固态的转变
凡是能去除水玻璃中水分的方法， 如加热烘干、吹干燥的压缩空气、真 空脱水等都可使水玻璃硬化，这主要 是破坏了溶胶中的水化薄膜。 从状态图上可以看到，失水后水 玻璃变成粘稠液体→半固体→水合玻 璃→玻璃体。 在实际生产中，物理脱水和化学 硬化两者往往是伴生的，不过有一个 过程为主。 10
二、钠水玻璃的硬化机理 硅酸钠是弱酸盐，在水溶液中几乎完全电离，所以 钠水玻璃实际上是部分电离的聚硅酸负离子和钠离子在 水中的分散体系。 铸造生产中，主要通过两个途径使砂型或砂芯得到
硬化，它可以是单独的化学或物理脱水硬化，也可以是
化学硬化和物理脱水硬化同时进行 。
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第二篇
砂型和砂芯的制造
第二章
无机化学粘结剂砂型（芯）
依靠失水而超越临界值，被称为物理硬化；依靠升 高模数和失水而超越临界值，则被称为化学硬化，例如 吹C02和加有机酯等。
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第二篇
砂型和砂芯的制造
第二章
无机化学粘结剂砂型（芯）
如只升高模数而不创造失水条件，则生成含水软胶 或沉淀Si02，不能形成高杨氏模量的固相。
(2)强化阶段 硬化的水玻璃依赖进一步失水而增强， 称作强化阶段。可以采取各种措施来提高水玻璃模数和 去除水玻璃中的水分，促进水玻璃的硬化，如加热烘干 法、CO2气体硬化法、真空置换硬化(VRH)法等。适用于 单件、小批量、多品种的，或大批量的生产。 § 2 —2 C02—钠水玻璃砂及砂型（芯）的制造工艺 在铸造生产中，水玻璃砂的制备及造型工艺主要有 吹CO2法及有机酯硬化法等。
水玻璃砂型介绍
材料成型质量控制 第二章 铸型（芯）制备技术
（2）密度、含固量和粘度
密度低，水的质量分数高，含固量少，不宜用作型（芯）砂粘结
剂；反之，密度过大，粘稠，也不便定量和不利与砂子混合。铸造上 通常采用密度ρ=1.32～1.68 /cm3或波美度30～54的水玻璃。
水分和含固量比密度更能直接反映水玻璃的粘结力和价值。
材料成型质量控制 第二章 铸型（芯）制备技术
第二节 水玻璃粘结剂砂型（芯）
水玻璃及水玻璃砂的硬化机理 CO2-水玻璃砂 自硬水玻璃砂 烘干硬化水玻璃砂 微波硬化法硬化水玻璃砂
水玻璃砂溃散性问题及其解决途径 水玻璃砂的再生
材料成型质量控制 第二章 铸型（芯）制备技术
2.1 钠水玻璃及钠水玻璃砂的硬化机理
材料成型质量控制 第二章 铸型（芯）制备技术
CO2硬化方法
常 用 方 法
插管法-通过砂型中插入的空心金属杆吹入CO2
盖罩法-向扣在修好的砂型上的罩盖中通入CO2
真空硬化(VRH-CO2)法-砂型（芯）在真空
室内经真空脱水后，再经CO2硬化大量 节约气，硬化效果好。
材料成型质量控制 第二章 铸型（芯）制备技术
不同硬化方法的硬化结果
（1）粘结膜组织的密度和有序性排列不同，因而影响强度 的大小，加热硬化>酯硬化>铬铁渣硬化>CO2硬化。 （2）凝胶颗粒大小明显不同，强度明显不同。CO2硬化胶 粒直径为0.2-0.48um，酯硬化0.07-0.18um，真空硬 化0.06-0.16um，加热硬化0.035-0.4um。 （3）CO2硬化，硅酸凝胶中仍有大量未被蒸发的水，因而 强度低。
材料成型质量控制 第二章 铸型（芯）制备技术
（二）钠水玻璃砂硬化机理
实验二 水玻璃砂型(芯)性能测试
实验二水玻璃砂型（芯）性能测试
一、实验目的
1．熟悉水玻璃砂混砂制芯工艺流程
2．熟悉吹气硬化工艺参数的设置
3．掌握制芯、吹气实验操作
二、实验内容
1．利用“8”字型木模制备抗拉试样，并吹气硬化
2．根据硬化结果分析CO2流速和吹气时间对砂芯性能的影响
三、实验步骤
1．称取原砂800g，加入占砂量15%（生产上一般加入量为7%-8%）的水玻璃，混砂2．利用“8”字型木模制备抗拉试样
3．吹气硬化：打开气瓶上压力表总阀，调整流速，5L/min、10L/min、15L/min、20L/min、25L/min，分别选取20L/min，吹气2min、10min；25L/min，吹气5min；
生产上用2.5m3/h，即40L/min（实验室气瓶压力不够）
4．分析实验结果
（1）低流速短时间（20L/mi n×2min）吹气与高流速长时间（25L/min×5min）吹气对型砂性能的影响
（2）低流速(20L/min)短时间（2min）吹气与长时间（10min）吹气对型砂性能的影响。
四、实验结果及分析。
水玻璃砂铸造工艺全面解析
水玻璃砂铸造工艺全面解析一、影响水玻璃“老化-的因素有哪些？如何消除水玻璃“老化”？新制备的水玻璃是一种真溶液。
但是在存放过程中，水玻璃中硅酸要进行缩聚，将从真溶液逐步缩聚成大分子的畦酸溶液,最后成为睢酸凝胶。
因此，水玻璃实际上是一种由不同聚合度的聚硅酸组成的非均相混合物，易受其模数、浓度、温度、电解质含量和存放时间的影响。
水玻璃在存放过程中分子产生缩聚,形成凝胶，其粘结强度随着贮存时间的延长而逐渐降低,这一现象称为水玻璃“老化”。
“老化”现象可由下述两组试验数据来说明：高模数水玻璃(M=2.89,p=1.44g∕cm3)贮放20、60、120、180、240天后,吹CO2硬化的水玻璃砂干拉强度相应下降9.9%.14%.23.5%.36.8%和40%；低模数水坡璃(M=2.44,p=1.41g∕cm3)贮放7、30、60和90天后，干拉强度分别下降45%、5%、7.3%和11%。
水坡璃存放时间对酯硬化水玻璃自硬砂初期强度影响不大，但对后期强度影响明显，据测定，对于高模数水玻璃下降60%左右，对于低模数水玻璃下降15~2OM.残留强度也随存放时间的延长而降低。
水玻璃在存放过程中聚硅酸的缩聚反应和解聚反应同时进行着，分子量发生了歧化，最终生成单正硅酸和胶粒并存的多重分散体系，也就是在水玻璃的老化过程中，聚硅酸的聚合度发生了歧化，单正硅酸和高聚成酸的含量均随存放时间的延长而增多。
水玻璃在存放中缩聚、解聚反应的结果，使粘结强度下降了，即产生“老化”现象。
影响水玻璃“老化-的因素主要有：存放时间、水玻璃的模数和浓度。
存放时间越长，模数越高，浓度越大，则“老化”越严重。
对久存的水玻璃可以采用多种方法的改性处理，以消除“老化'使水玻璃恢复到新鲜水玻璃的性能：1、物理改性水玻璃老化是缓慢释放能量的自发过程，用物理改性处理“老化”的水玻璃就是用磁场、超声波、高频或加热等办法,向水玻璃体系提供能量，促使高聚合的聚硅酸胶粒重新解聚，促使聚硅酸的分子量重新均匀化,从而消除了老化现象.这就是物理改性的机理，例如,用磁场处理后，水玻璃砂的强度提高了20~30M,减少水玻璃加入量30~40⅜,节约CO2,改善溃散性，有较好的经济效益。
铸造复习题-全套题目+正确答案
铸造复习题-全套题⽬+正确答案铸造⼯程基础第⼀、第⼆章课外作业1、试叙铸造⽣产的基本过程答：有两个基本过程：充填铸型和冷却凝固。
这两个基本过程可在重⼒场或其它⼒的作⽤下完成。
充填铸型( 亦称浇注) 主要是⼀种运动速度变化的机械过程, 冷却凝固则为结晶和组织变化的热量传递过程。
2、铸造（成形⽅法）有⼏种类型？答：有普通砂型铸造、熔模精密铸造、压⼒铸造、差压铸造、离⼼铸造、挤压铸造、⾦属型铸造3、何谓型砂、芯砂、⾯砂、背砂、湿型、⼲型、表⾯⼲型？答：型砂——由原砂、粘结剂、附加物及⽔配制⽽成，⽤于制造铸型的砂⼦。
芯砂——由原砂、粘结剂、附加物及⽔配制⽽成，⽤于制造型芯的砂⼦。
⾯砂——特殊配制的在造型时铺覆在模样表⾯上构成型腔表⾯层的型砂。
背砂——在模样上覆盖在⾯砂背后，填充砂箱⽤的型砂。
湿型——不经烘⼲的粘⼟砂铸型称为湿型。
（主要⽤于中、⼩件，成本低，易于实现机械化和⾃动化⽣产）⼲型——烘⼲后的粘⼟砂铸型称为⼲型。
（主要⽤于⼤件,重要件,成本⾼）表⾯⼲型——只烘⼲表⾯⼀层（⼀般5—10mm，⼤件20mm以上），可⽤于中⼤型件，成本介于⼲型与湿型之间。
4、根据使⽤的粘结剂不同，常⽤的型（芯）砂有那些类型？其中那⼀类型（芯）砂使⽤最⼴？答：常⽤的型（芯）砂有粘⼟型砂（⽤粘⼟作粘结剂）、⽔玻璃型砂（⽤⽔玻璃作粘结剂）、植物油型砂（⽤植物油作粘结剂）、合脂型砂（⽤合脂作粘结剂）、树脂⾃硬型砂（⽤树脂作粘结剂）。
其中粘⼟型砂使⽤最⼴，⽬前⽤于造型的型砂，绝⼤部份是粘⼟型砂，⾄于⽔玻璃砂、植物油砂、合脂砂、树脂砂等，⼀般只⽤于制造型芯以及有特殊要求的铸型。
5、⽯英砂由那⼏种矿物组成？其耐⽕度主要由那⼀种矿物决定？答：组成：⽯英、长⽯、云母、铁的氧化物、硫化物和碱⾦属氧化物;⽯英砂的耐⽕度主要取决于Sio2的含量，欲使⽯英砂耐⽕度⾼，其Sio2的含量应尽可能⾼，⽽长⽯和云母应控制在较低的范围内。
6、⽯英质原砂的基本技术要求有那些？答：（1）含泥量尽可能低（含泥量⾼，透⽓性差，铸件易产⽣⽓孔及浇不⾜等缺陷，且耗费粘结剂多）（2）颗粒度均匀（3）Sio2含量⾼（Sio2含量愈⾼，耐⽕度愈⾼）（4）应为较均匀的单粒砂7、何谓普通粘⼟？何谓膨润⼟？它们性能上有何差别？为什么？各使⽤在什么场合？答：粘⼟是岩⽯经过长期风化作⽤分解和沉积⽽成。
型砂分析报告(干压)
CO2硬化水玻璃型砂分析报告王林摘要：通过调节型砂配方，比较三种型砂的抗拉、抗压，残压值，据数据比较我铸造厂造型及制芯所使用的3种型（芯）砂的铸造工艺性能，并对我公司技术改造项目及现场指导提出可行性参考。
关键词：残强；Co2水玻璃砂；溃散性在实际生产中，原材料的不稳定会对生产造成一定的困难，并导致种种铸造缺陷的发生，为了尽量避免损失，我们在不同的水玻璃加入配比，不同的水分配比以及不同的溃散剂配比情况下，测定了河北，湖南，海城三种型砂的抗拉、抗压以及残强等力学性能，在对大量数据进行对比分析后，发现三种砂子使用性能由好到坏依次是：湖南砂>海城砂>河北砂。
以下是我们的实验情况：1.实验仪器：SWY型液压万能强度试验机，SAC锤击式制样机，SHN型碾轮式混砂机，STZ直读式透气性测定仪，SRJX-4-13高温箱式电阻炉，SSZ震摆式筛砂机，红外线烘干器，分析天平等。
2. 试验步骤：2.1. 配砂称量5kg原砂，加入碾轮式混砂机，再按实验预定配比加入1.5％~2.0%的溃散剂，启动混砂机干料干混两分钟左右使之分布均匀，然后加入一定量的水玻璃继续混制3~5min,如需加入一定量的水份，可在加进水玻璃之后紧接加入，混制均匀后放密闭容器备用.2.2. 试样制备将混制均匀的砂子放进特制的圆柱形（Φ50mm×50mm）和∞字型标准试样盒里，经过手工紧实，刮去多余砂子，再经过Co2吹气硬化，达到一定硬度后，打开试样盒，得到所需手工试样；机制试样则是将定量的混好的型砂放进SAC锤击式制样机上舂三下制成的。
一般为了提高试验数据的精确度每类试样可制备3~5个。
2.3.湿强度测定用制样机制备出来的圆柱形标准试样放进直读式透气性测定仪的专用试样筒里做透气性测试，做完后立即将试样从试样筒中慢慢取出放进液压万能强度试验机的湿压夹具上逐渐加载（负载的加载速度一般为0.2Mpa/Min）直到试样破裂，从压力表上直接读出湿压强度。
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1.3 水玻璃砂型（芯） 水玻璃砂型（
化学硬化砂同粘土砂相比： ① 型(芯)砂流动性好，易于紧实，故造型(芯)劳动强度低。 ② 硬化快，硬化强度较高，可简化造型(芯)工艺，缩短生产 周期，提高劳动生产率。 ③ 可在型(芯)硬化后起模，型、芯尺寸精度高。 ④ 可取消或缩短烘烤时间，降低能耗，改善工作环境和工作 条件。 ⑤ 提高铸件质量，减少铸件缺陷。 但其溃散性差、旧砂再生困难等，使其应用收到一定限制。
二、CO2－钠水玻璃砂 1. 硬化机理： ①失水 CO2是一种脱水能力相当强的气体，从砂粒周围 流过，CO2与粘结剂接触面积大，使钠水玻璃 部分失水 ②化学反应 CO2与钠水玻璃中的水作用形成碳酸，从而使表 层钠水玻璃的pH值不断降低，并达到迅速硬化。
CO2 + H 2 O 2 H + + CO32− →
CO2硬化既有钠水玻璃的物理脱水作用，也有化学反应， 二种机理难以截然分开(尽管有一种作用占主导地位)， 通常其粘结是两种作用的结果。
二、CO2－钠水玻璃砂 2.制型（芯）及吹CO2硬化 制型（ 制型 及吹 硬化 钠水玻璃砂流动性好，制芯时可用手工或靠微震 紧实，也可采用吹射制芯(型)。 大的砂芯为增加容让性和便于排气，砂芯内部放 块度为30-40mm的焦炭块、炉渣或干砂，并在 中心挖出气孔，上部通至箱口。型和芯一般要 扎通气孔，使CO2气体能迅速均匀进入型(芯) 的各个部分，以最少CO2消耗量达到使型、芯 各部分硬化均匀，避免出现死角。
1.3 水玻璃砂型（芯） 水玻璃砂型（
一、钠水玻璃的质量要求 水玻璃：各种聚硅酸盐水溶液。铸造上最常用的 是钠水玻璃(Sodium silicate，water glass) －硅 酸钠的水溶液，其化学式为Na2O·mSiO2·nH2O Na
水玻璃又称泡花碱。有液体（图1.15）、固 体和粉状等多种产品。无色、无臭、无 毒，在造型、硬化和浇铸过程中，都没 有刺激性或有害物质释出，是无公害和 清洁的型砂粘结剂。但水玻璃砂易出现 溃散性不好，同样的原因使得水玻璃旧 砂中残留Na2O量过高，使旧砂再生困 难，会造成环境的“碱性污染”。
图1.15 液体水玻璃
钠水玻璃有几个重要参数 ① 模数 钠水玻璃中SiO2和Na2O的物质的量之比称为模数
M =
n SiO
2
n Na 2 O
= 1 . 033
w SiO w
Na
2
2O
模数越高，作为芯(型)砂粘结剂时的硬化速度也越 快，达到最高强度的时间也越短。但过高的模数， 将使芯(型)砂的保存性差，不适于造型和制芯。 铸造生产中，吹CO2硬化常用模数为2的钠水玻 璃。
钠水玻璃有几个重要参数 密度(density) 、含固量 含固量(solid content)和粘度 ② 密度 和粘度 （viscidity) 含固量：钠水玻璃除去水剩余物质的含量 钠水玻璃的密度ρ取决于钠水玻璃中水的质量分数。 密度低，水的质量分数高，含固量少，不宜用 作型(芯)砂粘结剂；反之，密度过大，粘稠， 也不便定量和不利于与砂子混合。 铸造上通常采用密度为1.32～1.68g/cm3或波美度 35～54的钠水玻璃。模数高的，密度反而低 一些，以利稳定贮存。
二、CO2－钠水玻璃砂 2.制型（芯）及吹CO2硬化 制型（ 制型 及吹 硬化
插管法：用于大型芯
二、CO2－钠水玻璃砂 2.制型（芯）及吹CO2硬化 制型（ 制型 及吹 硬化
盖罩法：用于小型芯