無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型化學(xué)硬化砂(69張)課件

2-2無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型（芯）—化學(xué)硬化砂

1、無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑的種類(lèi)

鈉水玻璃——最廣泛水泥——其次

磷酸鹽聚合物——近年新開(kāi)發(fā)分類(lèi)鈉水玻璃水泥磷酸鹽聚合物

2-2無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型（芯）—化學(xué)硬化砂

分類(lèi)鈉水水12、化學(xué)硬化砂的優(yōu)點(diǎn)(5方面）1）砂流動(dòng)性好，易緊實(shí)，故造型勞力強(qiáng)度低。2）可簡(jiǎn)化造型工藝—縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)率。3）提高鑄件質(zhì)量—減少缺陷。4）型芯尺寸精度高，可在型硬化后起模。5）取消或縮短烘烤時(shí)間，降低能耗，工作環(huán)境和工作條件改善。3、鈉水玻璃砂的硬化方法1）二氧化碳法2）自硬法（粉狀硬化劑或液態(tài)硬化劑）3）加熱硬化法無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型化學(xué)硬化砂(69張)課件24.缺點(diǎn)：缺點(diǎn)潰散性差保存性差強(qiáng)度局限性再生性差4.缺點(diǎn)：缺點(diǎn)潰散性差保存性差強(qiáng)度局限性再生性差35、應(yīng)用的局限性及發(fā)展方向?qū)δ承╄T件，硬化后強(qiáng)度還不夠理想,應(yīng)用受限，但從環(huán)保，成本，材料來(lái)源方面占優(yōu)勢(shì)。5、應(yīng)用的局限性及發(fā)展方向42-2-1鈉水玻璃及鈉水玻璃砂的硬化機(jī)理一、鈉水玻璃及其質(zhì)量要求水玻璃—各種聚硅酸鹽水溶液的通稱(chēng)。種類(lèi)：鈉水玻璃鉀水玻璃季銨鹽水玻璃的水溶液鈉水玻璃的化學(xué)式—Na2O﹒mSiO2﹒nH2O成分—根據(jù)氧化鈉與二氧化硅之比和結(jié)晶水的分子數(shù)分為：①原硅酸鈉（Na4SiO4）一水原硅酸鈉(Na3HSiO4·1H2O)二水原硅酸鈉(Na3HSiO4·2H2O)五水原硅酸鈉(Na3HSiO4·5H2O)2-2-1鈉水玻璃及鈉水玻璃砂的硬化機(jī)理5②偏硅酸鈉（Na2SiO3）一水偏硅酸鈉(Na2HSiO3·1H2O)五水偏硅酸鈉(Na2HSiO35·H2O)六水偏硅酸鈉(Na2HSiO3·6H2O)八水偏硅酸鈉(Na2HSiO3·8H2O)九水偏硅酸鈉(Na2HSiO3·9H2O)③二硅酸鈉(Na2Si2O5)

④四硅酸鈉水合物(Na6Si13O29·11H2O)

⑤焦磷酸鈉(Na6Si2O7)無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型化學(xué)硬化砂(69張)課件6存在問(wèn)題：①鈉水玻璃中的硅酸鹽究竟以哪些化合物的形態(tài)存在于水溶液中還不太清楚？②盡管將偏硅酸鈉寫(xiě)成Na2

SiO3,但簡(jiǎn)單的偏硅酸離子（SiO32-）并不存在。偏硅酸鈉的結(jié)構(gòu)實(shí)際為Na2(H2SiO4)和Na(H3SiO4)，因此水溶液中的負(fù)離子只有H3SiO4-和H2SiO42-特性：強(qiáng)堿性，PH=11～13直接影響它的化學(xué)和物理性質(zhì)的重要參數(shù)：模數(shù)，密度，含固量，粘度。無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型化學(xué)硬化砂(69張)課件7㈠模數(shù)1、M=nSiO2/nNa2O=1.033wSiO2/wNa2O2、模數(shù)的意義M大小僅表示鈉水玻璃中二氧化硅和氧化鈉的物質(zhì)的量比。并不表示鈉水玻璃中硅酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；模數(shù)高的鈉水玻璃，其硅酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不一定高。無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型化學(xué)硬化砂(69張)課件83、常用M大小—2～3.34、改變M大小的化學(xué)方法1）降低M—加入適量NaOH，即提高氧化鈉的含量。2）提高M(jìn)—加入HCl、NH4Cl,即中和部分氧化鈉。無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型化學(xué)硬化砂(69張)課件9㈡鈉水玻璃密度、含固量和粘度1、密度ρ和含固量S1）密度ρ取決于鈉水玻璃中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，而不是它的模數(shù)。常用ρ=1.32～1.68g/cm3或波美度35～54的鈉水玻璃。2）水分和含固量的測(cè)定將已知重量的鈉水玻璃同煅燒硫酸鈣或干凈石英砂混合，再將混合物在104℃左右烘至恒重，計(jì)算水分。無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型化學(xué)硬化砂(69張)課件10ωH2O=[(W+G-W’-G’)/W]×100%式中：W—混合物中鈉水玻璃的質(zhì)量；G—混合物中顆粒材料的質(zhì)量；G’—單獨(dú)將同樣顆粒材料烘干后損失的質(zhì)量；W’—混合物烘至恒重的質(zhì)量；含固量S=100-ωH2OωH2O=[(W+G-W’-G’)/W]×100%112、粘度:隨鈉水玻璃的水分、密度和模數(shù)而定。1）水分一定，模數(shù)↑，粘度↑—P132表2-2-12）模數(shù)一定，水分↑，ρ↓，粘度↓—P132表2-2-23、硬化方式與鈉水玻璃模數(shù)、密度的關(guān)系—P132表2-2-3二、鈉水玻璃砂的硬化機(jī)理1、硅酸鈉水溶液體系≡Si-O-Na++H2O≒≡Si-O-H+Na++OH-

2、水解平衡方向及水解度—P133式（2-2-9，2-2-10)

縮聚≡Si-O-H

+H-O-Si≡

≒≡Si-O-Si≡+H2O

解聚2、粘度:隨鈉水玻璃的水分、密度和模數(shù)而定。12或≡Si-O-+H-O-Si≡

≒≡Si-O-Si≡+OH-水解產(chǎn)生的硅酸不穩(wěn)定可以縮聚為多硅酸，硅氧烷鏈沿線(xiàn)性方向生長(zhǎng)形成高聚物。進(jìn)一步形成凝膠導(dǎo)致硬化。

目前，鑄造生產(chǎn)中常用的一些硬化方法，都是基于加入能直接或間接影響上述反應(yīng)平衡點(diǎn)的氣態(tài)、液態(tài)或粉狀硬化劑，以與氫氧根離子作用，并降低PH值，或靠失水，或靠上述二者的復(fù)合作用來(lái)達(dá)到硬化。無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型化學(xué)硬化砂(69張)課件13㈠失水發(fā)生由液態(tài)向固態(tài)的轉(zhuǎn)變1、去除鈉水玻璃中水分的方法：烘、吹熱空氣或干燥的壓縮空氣，真空脫水，微波照射以及加入產(chǎn)生放熱反應(yīng)的化合物等，都可使鈉水玻璃硬化。

2、P133圖2-2-2為氧化鈉、二氧化硅和水三元系統(tǒng)的常溫狀態(tài)圖。鑄造用區(qū)域陰影部分—M=2.0～3.3，ρ=1.2～1.7g/cm3㈠失水發(fā)生由液態(tài)向固態(tài)的轉(zhuǎn)變14

3、失水機(jī)理解釋鈉水玻璃中的硅酸鈉溶于水，產(chǎn)生溶劑化作用，使其周?chē)纬伤?，水化膜將硅酸鈉質(zhì)點(diǎn)隔離，使鈉水玻璃呈穩(wěn)定狀態(tài)，鈉水玻璃的粘結(jié)性能和強(qiáng)度的增長(zhǎng)，源于水分降低，水化膜被破壞，致使其粘度迅速增加所致，其最高強(qiáng)度，在變?yōu)槊撍后w區(qū)域內(nèi)就可以得到。產(chǎn)生主要是無(wú)水玻璃狀多聚硅酸鈉。

15㈡化學(xué)反應(yīng)、形成新的產(chǎn)物1、鈉水玻璃的穩(wěn)定性鈉水玻璃在PH＞10以上很穩(wěn)定;PH＜10穩(wěn)定性下降。2、PH值對(duì)鈉水玻璃膠凝時(shí)間的影響曲線(xiàn)

—P134圖2-2-3呈N字形PH在6.8～9.1之間，膠凝速度最快；PH在3.2～3.9和10以上，膠凝速度最慢，鈉水玻璃最穩(wěn)定。膠凝時(shí)間的測(cè)定方法：用50ml鈉水玻璃置于250ml涂蠟燒杯內(nèi)，恒速攪拌，用滴定管加入50ml酸液。膠凝時(shí)間：從兩種液體開(kāi)始混合完畢到所形成的溶膠失去流動(dòng)性為止所經(jīng)歷的時(shí)間。

㈡化學(xué)反應(yīng)、形成新的產(chǎn)物163、硅酸在溶液內(nèi)的聚合作用機(jī)制(尚無(wú)定論）

1）戴安邦觀點(diǎn)（兩種不同機(jī)制）以原硅酸鈉為例，硅酸離子的逐步酸化過(guò)程：H+H+H+

H2SiO42-→H3SiO4-→H4SiO4→H5SiO4+

①在堿性、中性和微酸性溶液中的縮聚作用；

H4SiO4+

H3SiO4-→(HO)3Si—O—Si(HO)3+OH-

②在濃酸溶液內(nèi)的聚合作用；主要是中性分子與一價(jià)陽(yáng)離子的聚合作用，在溶液PH=1.5～4.5之間，兩種作用同時(shí)并進(jìn)。3、硅酸在溶液內(nèi)的聚合作用機(jī)制(尚無(wú)定論）

1）戴安邦172）水解單聚物化合觀點(diǎn)在H+作用下，鈉水玻璃水解成中性硅酸分子，它是單聚物，不穩(wěn)定。會(huì)與另一單聚物化合成二硅酸，二硅酸又與另一單聚物反應(yīng)產(chǎn)生三硅酸，如此下去形成高聚物。3）混雜觀點(diǎn)上述幾種縮聚反應(yīng)均存在。4、硅酸凝膠中水分的保持極其與強(qiáng)度的關(guān)系硅酸凝膠帶有6個(gè)分子水時(shí)具有最大強(qiáng)度。無(wú)水硅膠較脆，強(qiáng)度很低。2）水解單聚物化合觀點(diǎn)185、鈉水玻璃砂的CO2硬化機(jī)制砂粒表面有很薄的水玻璃膜（3.8um），如吹CO2硬化，CO2是一種脫水能力相當(dāng)強(qiáng)的氣體，從砂粒周?chē)鬟^(guò)，CO2與粘結(jié)劑接觸面積大，使鈉水玻璃部分失水，同時(shí)CO2與鈉水玻璃中的水作用形成碳酸：

CO2+H2O→2H++CO32-從而使表層鈉水玻璃的PH值不斷降低，并達(dá)到迅速硬化。CO2硬化既有鈉水玻璃的物理脫水作用，也有化學(xué)反應(yīng)，二種機(jī)理難以截然分開(kāi)。

無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型化學(xué)硬化砂(69張)課件19鈉水玻璃膜：①膜由兩層組成表層Ⅰ:主要成分是硅酸膠體以及碳酸鈉、碳酸氫鈉結(jié)晶。里層Ⅱ:主要成分硅酸鈉膠體。鈉水玻璃膜：20②兩層的相對(duì)厚度取決于鈉水玻璃的化學(xué)反應(yīng)程度，受硬化工藝，鈉水玻璃模數(shù)等因素的影響。6、各種硬化方法所得鈉水玻璃砂的強(qiáng)度—P136表2-2-4②兩層的相對(duì)厚度212-2-2二氧化碳-鈉水玻璃砂及砂型（芯）的制造工藝一、芯（型）砂及芯盒（模樣）1、二氧化碳—鈉水玻璃砂組成2、鈉水玻璃砂的混制（可使用各種混砂機(jī)，放有蓋的容器中或覆以濕的麻袋）3、造型模樣要求（起模難，拔模斜度大，木模采用活塊，氣化模，組芯造型，易粘模砂中加重油，）

2-2-2二氧化碳-鈉水玻璃砂及砂型（芯）的制造工藝22二、制芯（型）及吹二氧化碳硬化1、制芯緊實(shí)方法—手工、微震、吹射2、吹二氧化碳方法—據(jù)型（芯）的大小和形狀選擇二、制芯（型）及吹二氧化碳硬化23吹二氧化碳方法插管法脈沖吹氣法真空二氧化碳硬化法模樣通氣法蓋罩法吹二氧化碳插管法脈沖吹氣法真空二氧模樣通氣法蓋罩法243、吹二氧化碳時(shí)鈉水玻璃的溫度20～30℃為宜。常用促硬劑：酸性鹽如硫酸亞鐵。硫酸亞鐵可發(fā)生水解，增加[H+]濃度，使鈉水玻璃不穩(wěn)定，再吹二氧化碳，就可以很快強(qiáng)化。4、吹氣流速和吹氣時(shí)間的影響1)流速2)時(shí)間對(duì)即用型芯—高V流，長(zhǎng)τ吹長(zhǎng)達(dá)一星期內(nèi)使用—低V流，短τ吹

無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型化學(xué)硬化砂(69張)課件253）吹氣壓力—0.15～0.2MPa。4）據(jù)砂箱面積定吹氣時(shí)間一般10秒～幾分鐘。P140表2-2-55）計(jì)算法確定Q氣（吹氣量）①按件重：1t鑄件用二氧化碳量，Q氣=10～12kg②按水玻璃量：QCO2=1/9W水玻璃重（理論）

QCO2=1/2W水玻璃重（實(shí)際）QCO2=2%鈉水玻璃砂重

（實(shí)際）

③據(jù)QCO2確定τ吹

無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型化學(xué)硬化砂(69張)課件265、二氧化碳節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)（QCO2：W水玻璃重）＜0.75最好0.75～1.0良好

＞1.0不好6、二氧化碳的硬化深度一般可達(dá)20～30mm以上。無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型化學(xué)硬化砂(69張)課件272-2-3自硬鈉水玻璃砂芯（型）是由砂內(nèi)硬化劑致硬的。由原砂、鈉水玻璃；粉狀或液態(tài)有機(jī)酯硬化劑，以及為改善砂芯（型）的保持性、出砂性、減少鑄件缺陷、提高件表面質(zhì)量的附加物所組成。一、粉狀硬化劑的自硬砂要求：具有潛伏性，能延緩鈉水玻璃的膠凝反應(yīng)。1、硅鐵粉—75Si-Fe,140目，加入1～2%1）自硬反應(yīng)是基于硅與氧的親和力很強(qiáng)，硅-鐵中的硅與鈉水玻璃水解的氫氧化鈉和水反應(yīng)。

2-2-3自硬鈉水玻璃28

2）粘結(jié)形成機(jī)制由于脫水以及二氧化硅與氧化鈉的摩爾比即M變化引起的粘度改變。3）負(fù)作用—目前較少用鐵-硅粉。氫氣易爆炸，加入高錳酸鉀之類(lèi)的氯化劑可使氫氣濃度降低。2、含硅酸二鈣的粉末及硅酸鹽水泥廣泛采用。由于赤泥、鉻鐵渣、堿性電爐爐渣、熔煉氧化鎂鋁的還原渣等殘?jiān)驈U料中存在大量的硅酸二鈣，實(shí)際生產(chǎn)中廣泛用作鈉水玻璃硬化劑。

29

1）赤泥：鋁釩土提取氧化鋁后的殘?jiān)?jīng)過(guò)水洗去堿，在800～850℃焙燒和磨細(xì)而成的粉末，因含氧化鐵而呈紅色而得名。主要成分：氧化鈣—50～60%二氧化硅—20～30%熔點(diǎn)：1200～1250℃體積密度：0.47～0.58g/cm3

粒度：95%通過(guò)140目篩。無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型化學(xué)硬化砂(69張)課件30

2）硅酸二鈣的硬化機(jī)理①水化脫水說(shuō)認(rèn)為硅酸二鈣是一種水溶性物質(zhì)，具有良好的水化性質(zhì)，水化時(shí)放出水化熱并吸出Ga2+，促使水玻璃水解和硅酸膠體脫水而凝膠化。②硅酸凝膠說(shuō)在硬化過(guò)程中，硅酸二鈣與鈉水玻璃反應(yīng)生成含鈣和鈉的含水硅酸鹽，而使型砂獲得一定強(qiáng)度。③水解生成氫氧化鈣說(shuō)硅酸二鈣水解生成氫氧化鈣與鈉水玻璃反應(yīng)生成硅酸鈣和硅酸膠體，然后變成凝膠體，再變成凝膠使型砂硬化。

31較公認(rèn)的說(shuō)法：赤泥顆粒細(xì)，表面積大，具有吸水特性，造成鈉水玻璃脫水，粘度增加，產(chǎn)生粘結(jié)。另外，由氧化鈣和氧化硅組成硅酸二鈣加入到由氧化鈉和氧化硅組成的鈉水玻璃中，充分混合有可能反應(yīng)成為類(lèi)似軟玻璃的組分。新的產(chǎn)物和任何未反應(yīng)的鈉水玻璃一樣，也能在這一過(guò)程中變得高度粘稠并產(chǎn)生粘結(jié)力。較公認(rèn)的說(shuō)法：32

3）赤泥等加入量①赤泥占砂質(zhì)量的3～6%②水玻璃加入量為砂質(zhì)量的5.5～8%③水量（型砂總含量）為4～6%4）型砂的混制首先：（原砂+硬化劑+其它粉狀物）在混砂機(jī)中干態(tài)混勻其次：[（原砂+硬化劑+其它粉狀物）+鈉水玻璃]濕混勻無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型化學(xué)硬化砂(69張)課件335）制芯（型）填砂后隔40～180分鐘就可脫模。24小時(shí)后，抗壓強(qiáng)度達(dá)0.6MPa以上。原砂：30/50～40/706）粉狀硬化劑自硬砂的優(yōu)缺點(diǎn)簡(jiǎn)單、方便，但不易混勻，活性不穩(wěn)定，受爐渣成分、粒度、貯存期間吸水等因素的影響，粘結(jié)劑的粘結(jié)強(qiáng)度得不到充分發(fā)揮。無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型化學(xué)硬化砂(69張)課件34二、液態(tài)有機(jī)酯硬化劑自硬砂1、液態(tài)硬化劑——P142表2-2-6。2、硬化機(jī)理:類(lèi)似于二氧化碳硬化法,也基于消耗羥基陰離子。3、酯硬化特點(diǎn):混合均勻，型、芯所有部分以相同速度建立強(qiáng)度,改善出砂性。減少鈉水玻璃用量，存放性好。

無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型化學(xué)硬化砂(69張)課件354、酯的水解（在硬化時(shí)）酯在堿性鈉水玻璃中水解，產(chǎn)生醇和酸。

0H-RCOOR’+H2O→RCOOH+R’OHRCOOH→RCOO-+H+氫離子與氫氧根離子結(jié)合，醋酸根與鈉離子結(jié)合，均有利于酯的進(jìn)一步水解，并促使生成大的凝聚的硅酸分子，由溶膠變成凝膠，使水玻璃砂的強(qiáng)度增加。也有人認(rèn)為后期生成的醋酸鈉凝結(jié)成晶體，最后形成高強(qiáng)度的整體凝膠。無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型化學(xué)硬化砂(69張)課件365、使用對(duì)象：?jiǎn)渭膳a(chǎn)鋼鐵及其它合金鑄件。小的型、芯：?jiǎn)我簧按?、中型砂型：面?、典型配方(質(zhì)量分?jǐn)?shù)）：石英砂：95.6～97%鈉水玻璃：3～4.4%有機(jī)酯為鈉水玻璃質(zhì)量的8～12.5%要求：鈉水玻璃M=2.3～2.85、使用對(duì)象：?jiǎn)渭?，成批生產(chǎn)鋼鐵及其它合金鑄件。377、酯的加入量：酯一定，M增大，反應(yīng)加快酯%<8%，鈉水玻璃砂硬化不足。酯%>15%，不會(huì)加快硬化時(shí)間，反而有可能降低σ拉。成本提高。8、存放性—比二氧化碳硬化好，受制芯（型）工藝過(guò)程的影響。無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型化學(xué)硬化砂(69張)課件382-2-4鈉水玻璃砂存在的問(wèn)題及其解決途徑一、出砂性差鈉水玻璃砂的主要缺點(diǎn)：潰散性差，出砂困難，從而限制了它在鑄造上獲得更廣泛的應(yīng)用。圖2-2-9CO2鈉水玻璃砂的加熱溫度與殘留強(qiáng)度關(guān)系2-2-4鈉水玻璃砂存在的問(wèn)題及其解決途徑一、出砂性差圖39重點(diǎn)：

1.殘強(qiáng)的兩個(gè)峰值一個(gè)谷值產(chǎn)生的原因?2.高溫強(qiáng)度峰值在400℃，與殘強(qiáng)不同步，而且在400℃以前幾乎所有溫度下的高溫強(qiáng)度都大于相應(yīng)模數(shù)鈉水玻璃砂的殘強(qiáng)？3.為什么400～600℃，σ殘，σ高溫都顯著降低？4.為什么800℃左右σ殘出現(xiàn)第二峰值，σ高溫達(dá)最低到零？5.800℃～1000℃，σ殘下降？大于1200℃，σ殘上升？6.模數(shù)與σ殘、σ高溫的關(guān)系？重點(diǎn)：407.改善鈉水玻璃出砂性的途徑及措施？1)在鈉水玻璃砂中加入附加物a、有機(jī)附加物—糖類(lèi)、樹(shù)脂類(lèi)、油類(lèi)、纖維素類(lèi)。b、無(wú)機(jī)附加物—二價(jià)或三價(jià)的金屬氧化物c、復(fù)合附加物—無(wú)機(jī)+有機(jī)2)減少鈉水玻璃用量3)降低易熔融物質(zhì)的含量

無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型化學(xué)硬化砂(69張)課件41二、鑄鐵件粘砂1、常嚴(yán)重粘砂：限制了鈉水玻璃砂在鑄鐵件上的應(yīng)用。2、中小鑄鋼：細(xì)粒砂，二氧化硅含量高的石英砂，提高緊實(shí)率，通常可獲得表面光潔的鑄件。3、重大鑄鋼件：粘砂較嚴(yán)重。4、粘砂形式：機(jī)械與化學(xué)并存。5、粘砂機(jī)制：氧化鈉、二氧化硅等與液態(tài)金屬在澆注時(shí)產(chǎn)生的鐵的氧化物，形成低熔點(diǎn)的硅酸鹽。

無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型化學(xué)硬化砂(69張)課件42（1）硅酸鹽結(jié)構(gòu)玻璃體—與鑄件表面的結(jié)合力小，易清除。結(jié)晶體—結(jié)合牢固，產(chǎn)生粘砂。（2）鑄鋼T澆

高，鋼水易氧化，粘砂層中氧化鐵，氧化錳含量高，粘砂層易于清除。（3）鑄鐵T澆低，鐵、錳不易氧化，粘砂層不易清除。（4）厚大鋼件熱作用時(shí)間長(zhǎng)且強(qiáng)烈，鈉水玻璃嚴(yán)重?zé)Y(jié)，型表面孔多，鋼水侵入造成嚴(yán)重粘砂。無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型化學(xué)硬化砂(69張)課件436、防止措施（1）刷涂料：最好刷醇基涂料。（2）加煤粉（3～6%）。（3）加有填料效能的高嶺土或粘土（2%）。6、防止措施44三、型、芯表面粉化（白霜）吹二氧化碳硬化后，放一段時(shí)間，有時(shí)在型、芯表面會(huì)出現(xiàn)象白霜一樣的物質(zhì)，嚴(yán)重降低該處表面強(qiáng)度，澆注時(shí)易產(chǎn)生沖砂缺陷。成分：碳酸氫鈉原因：鈉水玻璃砂中含水分或二氧化碳過(guò)多而引起的。NaCO3+H2O→NaHCO3+NaOHNaO+CO2+H2O→2NaHCO3碳酸氫鈉易隨水分向外遷移，使型、芯表面出現(xiàn)類(lèi)似霜的粉狀物。

無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型化學(xué)硬化砂(69張)課件45

防止措施：控制水分，吹二氧化碳時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，型芯不要久放，加占砂重1%、ρ=1.3g/cm3的糖漿。四、砂芯抗吸濕差原因：在潮濕環(huán)境中，由于鈉水玻璃重新發(fā)生水合作用。鈉水玻璃粘結(jié)劑基體中的鈉離子與氫氧離子吸收水分并侵蝕基體，最后使硅氧鍵斷裂重新溶解，致使鈉水玻璃砂粘結(jié)強(qiáng)度猛降。無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型化學(xué)硬化砂(69張)課件46解決措施：

（1）加入無(wú)機(jī)附加物在鈉水玻璃中加入：鉀水玻璃、碳酸鋰、碳酸鈣、碳酸鋅。減少游離的鈉離子，改善鈉水玻璃粘結(jié)劑的抗吸濕性。（2）加起表面活性劑作用的有機(jī)物粘結(jié)劑硬化時(shí)，鈉水玻璃凝膠內(nèi)親水的鈉離子和氫氧離子或?yàn)橛袡C(jī)憎水基取代，或相互結(jié)合，外露的為有機(jī)憎水基，從而改善吸濕性。解決措施：47五、其它1、發(fā)起量大—粘結(jié)劑本身的蒸氣,要注意排氣。2、舊砂再生和回用困難舊砂再生的困難—在于難以去掉包覆在砂粒表面的鈉水化合物，這就增加了砂中氧化鈉的含量，降低其耐火度，同時(shí)引起殘留強(qiáng)度增加，惡化出砂性。五、其它48再生方法：

再生方法干摩擦法超聲波處理法熱法+機(jī)械法化學(xué)法濕法再生方法：再生方法干摩擦法超聲波熱法+化學(xué)法濕法49

①干摩擦法：難以清除砂中堿分。②濕法：效果較好，但增加砂子的烘干工序。廢水的循環(huán)使用也還存在問(wèn)題，同時(shí)也不能去掉砂粒表面的鈉水玻璃膜。③化學(xué)法：熱水、酸化水或者堿溶液增加對(duì)鈉水玻璃膜的溶解。④超聲波處理法：用超聲波對(duì)砂漿（含水40%面砂重）處理，有學(xué)者認(rèn)為可得到近似新砂的再生砂。去掉舊砂表面的鈉水玻璃膜；消除砂粒不平和凸起部分，圓整砂粒。最佳時(shí)間：20～30分鐘，過(guò)長(zhǎng)破壞砂粒。⑤最有發(fā)展前途的方法之一：熱法+機(jī)械法。加熱使膜脆化，再用機(jī)械搓擦破碎，最后用抽風(fēng)方法將粉塵徹底去除。①干摩擦法：難以清除砂中堿分。503、熱膨脹問(wèn)題加熱溫度及時(shí)間對(duì)鈉水玻璃砂熱膨脹的影響曲線(xiàn):0～250℃—脫水收縮250～800℃—膨脹增大800～1000℃—鈉水玻璃熔融，收縮1000℃—膨脹增大。鈉水玻璃可改變二氧化硅晶型轉(zhuǎn)變：例：方石英不是在1470℃迅速形成，而是1018℃迅速形成。這些突變易引起：型、芯開(kāi)裂和砂粒裂開(kāi)，導(dǎo)致鑄件粘砂或鑄件表面粗糙。無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型化學(xué)硬化砂(69張)課件51

防止措施：加入4%高齡土粘土形式的鋁(氧）土，可使上述晶型轉(zhuǎn)化降至最低限度，甚至不發(fā)生。

522-2-5鈉水玻璃—石灰石砂1、優(yōu)點(diǎn)出砂性好，無(wú)硅肺??；可就地取材。2、缺點(diǎn)及防止措施缺點(diǎn)

易粉化易產(chǎn)生“縮沉”、“蚯裂”舊砂再生較困難耐高溫和沖刷性差發(fā)氣量大型砂保存性差2-2-5鈉水玻璃—石灰石砂缺點(diǎn)易粉化易產(chǎn)生舊砂再生耐53防止措施：①提高緊實(shí)度；②涂料；③砂中摻附加物—碳素材料防氧化亞鐵生成數(shù)量；④插釘—在型壁立面中下部。無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型化學(xué)硬化砂(69張)課件54設(shè)計(jì)鑄造工藝時(shí)應(yīng)注意做到：（8條)1）澆道盡量采用耐火磚材料；2）內(nèi)澆道盡量分散，并盡量才用底注法；3）控制面砂厚度，一般偏薄，多為50～100mm；4）注意排氣。多排氣道，以減少排氣阻力；確保背砂透氣性；在砂芯中填充爐渣塊等干、散塊料，并注意砂芯排氣道與外型排氣道相互連通。

設(shè)計(jì)鑄造工藝時(shí)應(yīng)注意做到：（8條)555）在鋼水流盡頭或鋼水交匯處，設(shè)置集渣槽或冒口。6）控制縮尺。對(duì)鑄鋼件，模型縮尺比使用石英砂時(shí)大0.5～1.0%，通常為0.8～2.5%；鑄孔為3.5～4.0%。這是由于石灰石分解，體積收縮，燒結(jié)層容讓性好，致使鑄件收縮阻力小造成的。7）反“縮沉”設(shè)計(jì)。對(duì)厚壁鑄鋼件或鑄件的厚壁部位。8）鋼水加鋁脫氧和采取低溫澆注。5）在鋼水流盡頭或鋼水交匯處，設(shè)置集渣槽或冒口。564、芯、型砂配方及性能特點(diǎn)1）不用粘土用二氧化碳硬化：鈉水玻璃：（M=2.2～2.6，ρ=1.48～1.5g/cm3）6～7%砂粒度：20/40(60Q)和40/70(30Q)各46.5～47%水分：適量。4.5～5.5%濕壓強(qiáng)度：＜0.01MPa濕透氣性：≥5004、芯、型砂配方及性能特點(diǎn)572）加粘土：鈉水玻璃：7～8%粘土（過(guò)200目）：2～3%→5.5～6%水分：粘土少時(shí)：3.4～4.2%粘土多時(shí)：6.0～7.0%濕壓強(qiáng)度：σ=0.015～0.03MPa3）夏天：加（0.1～0.5%的工業(yè)用碳酸鈉作緩凝劑。4）背砂：用回用砂，只加適量粘土和水。2）加粘土：585、造型制芯過(guò)程應(yīng)遵守的五字原則:1）“硬”2）“光”3）“通”4）“干”5）“凈”6、應(yīng)用局限薄壁鑄件和不太厚實(shí)鑄件以及具有一定深度的鑄孔較合適。無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型化學(xué)硬化砂(69張)課件592-2-6水泥及水泥砂芯（型）水泥—與水混合后可以膠凝、硬化，因而可以作為自硬砂的粘結(jié)劑。一、硅酸鹽水泥砂—又名“波特蘭水泥”或“普通水泥砂”1、主要成分：（硅酸鹽水泥）氧化鈣62～69%二氧化硅20～24%三氧化二鋁4～7%三氧化二鐵2～5%2-2-6水泥及水泥砂芯（型）602、主要礦物組成：硅酸三鈣3CaO?SiO2(簡(jiǎn)寫(xiě)：C3S)37.5～60%硅酸二鈣2CaO?SiO2(簡(jiǎn)寫(xiě)：C2S)15～37.5%鋁酸三鈣3CaO?Al2O3(簡(jiǎn)寫(xiě)：C3A)7～15%鐵鋁酸四鈣4CaO?Al2O3?Fe2O3(簡(jiǎn)寫(xiě)：C4AF)10～18%無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型化學(xué)硬化砂(69張)課件613、水泥標(biāo)號(hào)及其含義：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：200，250，300，400，500，600等。表示：按標(biāo)準(zhǔn)制定的混凝土試樣，經(jīng)28天硬化后達(dá)到的抗壓強(qiáng)度數(shù)值。鑄造常用：≥400#水泥。無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型化學(xué)硬化砂(69張)課件624、硬化過(guò)程：水化反應(yīng)。

水泥用水調(diào)勻后進(jìn)行水化反應(yīng)，生成溶于水的水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣和氫氧化鈣。當(dāng)溶液達(dá)到飽和后，水化產(chǎn)物以極細(xì)的分散固體顆粒析出，成膠凝體。同時(shí)氫氧化鈣與水化鋁酸鈣也由膠體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的結(jié)晶狀態(tài)，析出晶體，并互相交織在一起充填在膠凝體內(nèi)，使水泥產(chǎn)生強(qiáng)度。無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型化學(xué)硬化砂(69張)課件635、使用合金對(duì)象及配方性能特點(diǎn)1）主要用于制作鑄鐵和有色合金的砂型和芯。2）配方及性能特點(diǎn)原砂：100%水泥加入量；8～14%水份—水：水泥=0.6～1.0鑄型在澆注時(shí)的殘留水分控制在：2～3%以下。水泥抗壓強(qiáng)度達(dá)0.2～0.4MPa，就可起模，達(dá)1～2MPa時(shí)，可澆注。

無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型化學(xué)硬化砂(69張)課件64

速凝劑：氯化鈣、鋁酸鈉、磷酸鈉、硫酸鈉；三乙醇胺（有機(jī)速凝劑）。緩凝劑：二水硫酸鈣、硼酸、酒石酸減水劑：木質(zhì)磺酸鈣、亞甲基雙萘磺酸鈉，甲基萘磺酸甲醛縮合物（MF）。3）國(guó)內(nèi)目前常用：水泥糖漿自硬砂。糖漿的作用是使水泥早凝早硬。加入量：3～4%。加入1%聚乙烯醇，提高自硬性和出砂性。配方質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為：砂100，聚乙烯醇1、水泥3、水4～4.6。

65二、礬土水泥自硬砂以氧化鋁為主要原料，配以適量石灰石，經(jīng)煅燒磨細(xì)而成。主要礦物成分：鋁酸一鈣、二鋁酸一鈣、三鋁酸五鈣、硅酸二鈣?；瘜W(xué)成分：與硅酸鹽水泥的化學(xué)成分大不相同。主要差別：礬土水泥氧化鈣含量低，氧化鋁很高，幾乎與氧化鈣相同。具體為：氧化鈣35～55、二氧化鈣5～10、氧化鋁35～55、氧化鐵0～15。標(biāo)號(hào):以試樣硬化3天的強(qiáng)度確定，分為300，400，500三種。無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型化學(xué)硬化砂(69張)課件66配方質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為：砂100礬土水泥：9～12%水：7～10%糖漿：1～3%（有時(shí)加入）性能特點(diǎn)：礬土水泥的水化物中，不象硅酸鹽水泥那樣存在大量氫氧化鈣，所以高溫下體積收縮和強(qiáng)度降低較小，故可用于鑄鋼的型和芯。無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型化學(xué)硬化砂(69張)課件67三、雙快水泥自硬砂“快凝快硬水泥”—雙快水泥。凝結(jié)時(shí)間達(dá)到強(qiáng)度普通水泥2～8h28天雙快水泥30min內(nèi)8～24h分類(lèi)：三種硅酸鹽類(lèi)——國(guó)內(nèi)多用氟鋁酸鈣類(lèi)硫鋁酸鈣類(lèi)無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型化學(xué)硬化砂(69張)課件68雙快水泥砂的配方：砂：100%水泥：7～10%水：6～10%硼酸：0.02～0.05%混制：先將砂與水泥干混均勻，在加入水和其它附加物，濕混1～2分鐘，出碾使用。

無(wú)機(jī)化學(xué)粘結(jié)劑砂型化學(xué)硬化砂(69張)課件69

1、最孤獨(dú)的時(shí)光，會(huì)塑造最堅(jiān)強(qiáng)的自己。

2、把臉一直向著陽(yáng)光，這樣就不會(huì)見(jiàn)到陰影。

3、永遠(yuǎn)不要埋怨你已經(jīng)發(fā)生的事情，要么就改變它，要么就安靜的接受它。

4、不論你在什么時(shí)候開(kāi)始，重要的是開(kāi)始之后就不要停止。

5、通往光明的道路是平坦的，為了成功，為了奮斗的渴望，我們不得不努力。

6、付出了不一定有回報(bào)，但不付出永遠(yuǎn)沒(méi)有回報(bào)。

7、成功就是你被擊落到失望的深淵之后反彈得有多高。

8、為了照亮夜空，星星才站在天空的高處。

9、我們的人生必須勵(lì)志，不勵(lì)志就仿佛沒(méi)有靈魂。

10、拼盡全力，逼自己優(yōu)秀一把，青春已所剩不多。

11、一個(gè)人如果不能從內(nèi)心去原諒別人，那他就永遠(yuǎn)不會(huì)心安理得。

12、每個(gè)人心里都有一段傷痕，時(shí)間才是最好的療劑。

13、如果我不堅(jiān)強(qiáng)，那就等著別人來(lái)嘲笑。

14、早晨給自己一個(gè)微笑，種下一天旳陽(yáng)光。

15、沒(méi)有愛(ài)不會(huì)死，不過(guò)有了愛(ài)會(huì)活過(guò)來(lái)。

16、失敗的定義：什么都要做，什么都在做，卻從未做完過(guò)，也未做好過(guò)。

17、當(dāng)我微笑著說(shuō)我很好的時(shí)候，你應(yīng)該對(duì)我說(shuō)，安好就好。

18、人不僅要做好事，更要以準(zhǔn)確的方式做好事。

19、我們并不需要用太華麗的語(yǔ)言來(lái)包裹自己，因?yàn)槲覀円鲎钫鎸?shí)的自己。

20、一個(gè)人除非自己有信心，否則無(wú)法帶給別人信心。

21、為別人鼓掌的人也是在給自己的生命加油。

22、失去金錢(qián)的人損失甚少，失去健康的人損失極多，失去勇氣的人損失一切。

23、相信就是強(qiáng)大，懷疑只會(huì)抑制能力，而信仰就是力量。

24、那些嘗試去做某事卻失敗的人，比那些什么也不嘗試做卻成功的人不知要好上多少。

25、自己打敗自己是最可悲的失敗，自己戰(zhàn)勝自己是最可貴的勝利。

26、沒(méi)有熱忱，世間便無(wú)進(jìn)步。

27、失敗并不意味你浪費(fèi)了時(shí)間和生命，失敗表明你有理由重新開(kāi)始。

28、青春如此華美，卻在煙火在散場(chǎng)。

29、生命的道路上永遠(yuǎn)沒(méi)有捷徑可言，只有腳踏實(shí)地走下去。

30、只要還有明天，今天就永遠(yuǎn)是起跑線(xiàn)。

31、認(rèn)真可以把事情做對(duì)，而用心卻可以做到完美。

32、如果上帝沒(méi)有幫助你那他一定相信你可以。

33、只要有信心，人永遠(yuǎn)不會(huì)挫敗。

34、珍惜今天的美好就是為了讓明天的回憶更美好。

35、只要你在路上，就不要放棄前進(jìn)的勇氣，走走停停的生活會(huì)一直繼續(xù)。

36、大起大落誰(shuí)都有拍拍灰塵繼續(xù)走。

37、孤獨(dú)并不可怕，每個(gè)人都是孤獨(dú)的，可怕的是害怕孤獨(dú)。

38、寧可失敗在你喜歡的事情上，也不要成功在你所憎惡的事情上。

39、我很平凡，但骨子里的我卻很勇敢。

40、眼中閃爍的淚光，也將化作永不妥協(xié)的堅(jiān)強(qiáng)。

41、我不去想是否能夠成功，既然選了遠(yuǎn)方，便只顧風(fēng)雨兼程。

42、寧可自己去原諒別人，莫等別人來(lái)原諒自己。

43、踩著垃圾到達(dá)的高度和踩著金子到達(dá)的高度是一樣的。

44、每天告訴自己一次：我真的很不錯(cuò)。

45、人生最大的挑戰(zhàn)沒(méi)過(guò)于戰(zhàn)勝自己！

46、愚癡的人，一直想要?jiǎng)e人了解他。有智慧的人，卻努力的了解自己。

47、現(xiàn)實(shí)的壓力壓的我們喘不過(guò)氣也壓的我們走向成功。

48、心若有陽(yáng)光，你便會(huì)看見(jiàn)這個(gè)世界有那么多美好值得期待和向往。

49、相信自己，你能作繭自縛，就能破繭成蝶。

50、不能強(qiáng)迫別人來(lái)愛(ài)自己，只能努力讓自己成為值得愛(ài)的人。

51、不要拿過(guò)去的記憶，來(lái)折磨現(xiàn)在的自己。