水玻璃砂的国内外应用现状分析

20世纪50年代，CO₂硬化水玻璃砂工艺引入我国铸造生产，这是无机化学粘结剂进入我国铸造生产领域的开始，也是铸造业中造型、制芯工艺的一个重大革新。与粘土砂比较，水玻璃砂具有很多优越性，例如：这种型砂使用十分灵活，它既可用于造型，也可用于制芯；可浇注铸钢件，也可浇注铸铁件和有色金属铸件；适用于单件、小批量、多品种的铸件生产，也适用于大量、成批的铸件生产。特别是它和粘土砂相比，具有成形硬化快、操作方便，无毒无味，成本低廉等许多特点，在世界各国，很快得到了广泛的应用，尤其是在我国，其使用量仅次于粘土砂而居第二位。随着CO₂硬化水玻璃砂日益扩大应用，它的一些固有缺点也都暴露了出来，其中最主要的有：粘结强度低，水玻璃加入量高；型、芯砂溃散性差，铸件清砂困难，旧砂不能再生回用；旧砂大量排放，造成资源的大量浪费和环境的严重污染等。

20世纪六七十年代，国内外的铸造工作者企图在较高水玻璃加入量的情况下，利用在其型、芯砂中加入各种有机、无机的增强剂、溃散剂等附加物的办法来解决水玻璃砂的上述不足。尽管做了大量的试验研究工作，但收效甚微。这是因为型、芯砂中水玻璃加入量对其残留强度和溃散性有着决定性的影响。由于在提高水玻璃本身的粘结强度，降低其在型、芯砂中加入量来改善它的溃散性的这个关键技术，没有取得突破性进展，从而使水玻璃砂进一步地推广应用受到了严重阻碍。

20世纪90年代，有机酯硬化水玻璃砂在我国的铸造生产中得到了应用。这种工艺型、芯砂强度虽然高于普通水玻璃砂，但是依然偏低，导致水玻璃加入量需要提高到3％～4％，这给浇注后铸件落砂以及旧砂干法再生带来困难。要解决这个问题，必须加强水玻璃的改性，提高水玻璃的粘结强度，进一步降低型芯砂中水玻璃的加入量，进而满足铸件落砂以及旧砂再生的需要。(www.xing528.com)

虽然水玻璃砂存在上述诸多问题，但是该工艺还是具有巨大的环境和经济效益，更加具有深入研究开发的价值。尤其是进入21世纪的今天，环保、成本和质量已成为铸造行业能否生存及稳步、持久发展的关键，而我国又是一个铸造大国，铸件年产量已连续十一年居世界第一位，而且80％以上的铸造企业都属于中、小型，甚至规模更小的乡镇铸造企业，环境污染大，铸件质量差、原材料、能源消耗多是其共同的缺点，技术力量薄弱，经济效益差，无能力投入大量资金来进行环保建设。所以开发无污染、高效、高溃散、低成本的改性水玻璃砂工艺，取代环境污染严重的树脂砂和大量排放旧砂而造成二次污染的CO₂普通水玻璃砂，从源头上来根治铸造生产的严重环境污染的大问题，对我国具有极大的现实意义和广阔的应用前景。