烘干硬化水玻璃砂的方法及特点

烘干硬化水玻璃砂除传统的窑炉加热外,现已发展了在芯盒内吹热风硬化、热芯盒内电加热硬化、微波加热硬化等新的制芯工艺。这些新的制芯工艺主要适用于制中、小砂芯。

(1)热气流烘干法 热气流烘干法是普通加热硬化水玻璃型砂的改进形式。采用热气流加热水玻璃砂型芯,有利于型芯内部水蒸气的迁出,可加快水玻璃砂的硬化速度,水玻璃砂硬化的均匀性也大为增加。其工艺效果取决于热气流的温度、流速、压力及加热时间等(见图4-26)。

(2)过热蒸汽硬化法 过热蒸汽硬化法是将粉末状固体水玻璃混合在砂中吹入芯盒,然后导入过热蒸汽,短时间内即可硬化。

图4-26 加热温度和时间对水玻璃型砂硬化(抗拉)强度的影响

注:试验条件:石灰石砂,水玻璃加入量为7.5%,模数为2.4,浓度51°Be′,电热鼓风烘箱烘干。(www.xing528.com)

(3)微波烘干法 微波烘干法是一项正在开发中的新工艺,它利用微波加热快而均匀的特点,充分发挥水玻璃脱水硬化粘结强度高的优势,使型砂中水玻璃加入量降低到最低限度。

微波由振荡频率为1000～300000MHz的振荡电场产生,它是一种波长为1～300nm的电磁波。当铸型(芯)放置在微波场中时,其中的水分子等将随电磁场的变化而变化。由于分子的振动落后于磁场的变化,所以会产生分子间的摩擦,相互摩擦而发热,使铸型(芯)的温度升高。与传导性质的加热相比,微波加热可以使物体的更大部分得到加热,且由于微波能透入砂型(芯)的内部,由内向外逐步加热,有利于水分从铸型(芯)的内部向外迁移挥发,因而水玻璃型砂的硬化速度快。

微波硬化不能使用金属模,因为金属能反射微波；也不能使用木模,因为木模在微波下会脱水变形。目前使用较多的是环氧强化橡胶模或合成高分子模。

为了解决通常情况下烘干硬化水玻璃砂的吸湿性问题,可采取以下几种措施:①采用改性水玻璃,如钠-锂复合水玻璃；②烘干硬化加化学硬化,如在烘干硬化后期通一定量的CO₂,或在型砂中加入少量慢酯；③加入少量Li₂CO₃。