一、前言 随着铸造行业发展和生产技术进一步需要,我厂研制并生产了MDT系列有机酯及HWG改性水玻璃,94年开始应用铸造生产,共有3个品种自硬特性好。水玻璃自硬砂无毒无害,在混砂,造型硬化和浇注过程中均无刺激气味有毒气体释出,一旦旧砂再生和回用解决后,不再有废砂排放,在黏结强度,溃散性和旧砂性方面,均接近甚至达到树脂砂同样的水平,在水玻璃中添加少量MDT有机脂后,便成为在常温下,型砂达到自硬程度,砂在模型内自硬后脱模不需要烘干。在全国不同地区大中型企业铸钢有色金属生产等方面验证,具有铸件尺寸精度高、加工余量小,溃散性好、发气能量少、生产能耗低等优点。
二、新工艺及材料的工艺性能 ⑴新工艺的工艺特点: a.改性水玻璃较普通水玻璃加入量大幅度降低。其加入量范围2.2-3.0%型砂抗压强度2.0-3.6MPa b.型芯砂工艺性能好,冬季硬透性好,硬化速度可调。 c.型砂溃散性好,铸件清砂容易旧砂易干法再生,回用率≥80%。 d.铸件质量和尺寸精度与树脂砂相近,内部质量优于呋喃树脂砂。 e.生产成本低,环境污染小。 ⑵新工艺用原辅材料: a.原砂 原砂要求指标可以适当放宽,而且原砂适用范围大。可用硅砂,烙铁矿砂,镁橄榄石砂。为了得到最佳的工艺性能,使用厂尽可能选取泥粉,微粉含量少,颗粒形貌好的原砂,最大限度发挥新工艺的优势。 b.改性水玻璃及水玻璃硬化剂多年的开发研制,生产应用。我公司先后开发系列化,改性水玻璃和水玻璃硬化剂。通过对水玻璃粘结剂体系活化改性,解决了水玻璃的加入量,型砂强度的问题,型砂度的问题,型砂硬化性能的可调性问题,旧砂再生及回用问题。通过3种水玻璃和3种硬化剂的配套使用。型砂工艺性能的可调性可与树脂砂工艺相比,可以满足各种铸造生产的要求。
三、混砂工艺 该工艺应用在大批量生产,快速起模。混砂量较大的情况下必须采用连续式混砂机。小批量或中试可采用间隙式混砂机。这时要考虑造型操作的时间,选取适当的可使用时间。
四、型砂的硬化性能 型砂的硬化剂性能主要指型砂的硬化速度、终强度和型砂的可使用时间和脱模时间。硬化性能主要影响因素:原砂质量(种类、砂温、含水量)、水玻璃和硬化剂种类及加入量、环境条件(温度、湿度),通过几年的试验开发和生产应用,生产厂可根据现场原砂的种类、状态、型砂的生产工艺要求、外界环境条件,选择相应的粘结剂种类及加入量来调整型砂的工艺性能,满足各种铸件生产的现场要求。 型砂硬化速度的改变:主要调整硬化剂及水玻璃种类,调整硬化速度。以硬化剂种类调整为主,水玻璃种类调整为辅。
五、新工艺的旧砂及再生回用 新工艺采用改性水玻璃和专用酯类固化剂,使水玻璃加入量大幅度降低≤3%,显著改善了型新砂的溃散性,旧砂溃散性优于水玻璃砂和树脂砂之间,接近树脂砂,砂易破碎成单个砂粒,这是旧砂能够进行再生回用的基本条件和主要原因:型芯浇铸受热后,有机物分解,使残膜脆化,易于通过机械再生除去;同时通过粘结剂和固化剂的配套使用,保证回用砂的综合性能,克服和减轻残膜对回用性能的影响。
六、新工艺及材料的生产应用 新工艺及材料自94年推出至今,已在国内得到大面积推广使用。已经正常运行的酯硬化水玻璃生产线有几十条。有铁路系统、军工系统、冶金部系统和原机械部系统等。尤其是中国机车车辆总公司所属企业的铸刚件、钢铁系统的铸刚件、原机械系统的泵、阀门及出口国外的优质钢件,军工系统军转民项目的铸钢、铸铜、铸铝件。
水玻璃硬化剂性能指标
型号 |
密度25℃ |
粘度 |
游离酸% |
酸含量 |
适用条件 |
MDT-800 |
1.15-1.23 |
≤100 |
≤0.5% |
≥97 |
夏天及大件 |
MDT-901 |
1.15-1.23 |
≤100 |
≤0.5% |
≥97 |
温度20℃-35℃ |
MDT-903 |
1.15-1.23 |
≤100 |
≤0.5% |
≥97 |
适用冬天 |
改性水玻璃性能指标
型号 |
粘度25℃ Mpa·s |
密度25℃ |
Fe% |
水不溶物 |
备注 |
HWG-1 |
≤350 |
1.40-1.56 |
≤0.05 |
≤0.2% |
适用于新砂 |
HWG-2 |
≤350 |
1.40-1.56 |
≤0.05 |
≤0.2% |
适用混合砂或再生效果比较好及温度≤20℃ |
HWG-3 |
≤350 |
1.40-1.56 |
≤0.05 |
≤0.2% |
适用于100%的再生砂比较好 |
根据实际使用要求和天气的变化进行选用和调配所需的硬化剂
硬化度 |
最快 |
特快 |
快 |
中偏快 |
中 |
中偏慢 |
慢 |
极慢 |
适用温度℃ |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
800 |
|
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20% |
40% |
901 |
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30% |
50% |
80% |
100% |
80% |
60% |
903 |
90% |
100% |
70% |
50% |
20% |
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Q |
10% |
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型砂配制
原砂 |
水玻璃 |
硬化剂占水玻璃量 |
原砂要求 |
100 |
2.2-2.3% |
14-15% |
含泥≤0.5% 含水≤0.5 角形系数≤1.25 |
100 |
2.6-3.0% |
14-15% |
含泥≤0.5% 含水≤0.5 角形系数≤1.25 |
100 |
3.2-3.8% |
14-15% |
含泥≤0.5% 含水≤0.5 角形系数≤1.25 |
以上是指对新砂的配比,若批量生产采用旧砂回用时,可适当降低水玻璃及硬化剂加入量。 |