水玻璃型壳的缺陷及防止方法
缺陷名称
产 生 原 因
防 止 措 施表面蚁孔
1涂料中硬脂酸配比过低,蜡模表面未进行脱脂处理
2涂料润湿性差
3涂料的粉液比低,流杯粘度小,涂层薄,面层撒砂粒度粗
1模料中硬脂酸配比不能低于50%
2模料进行脱脂处理
3涂料中加入适当配比表面润湿剂
4提高涂料粉液比,提高流杯粘度
5降低面层撒砂粒度
表面圆珠状小孔
1表面层涂料搅拌时卷入过多气体而产生气孔
2未加消泡剂
1用发泡力低的表面润湿剂
2涂料中加入适量的消泡剂
3用毛笔刷涂或用压缩空气喷吹气泡
钠水玻璃砂型的优点、硬化机理
吹C02硬化
C02与钠水玻璃中的水作用形成碳酸 :
CO2 + H20---- 2H+ + C032-
产生的H+使表面钠水玻璃的pH值不断降低,并达到迅速硬化。
钠水玻璃同C02反应,消耗Na20,把凝胶化的水玻璃推到图的不稳定液体和凝胶区域(图区域11)。这种Si02凝胶含$i02高,并使砂芯和砂型建立强度。
C02是一种脱水能力相当强的气体,从砂粒周围流过,C02与粘结剂接触面积大,使钠水玻璃部分失水,因此,C02硬化既有钠水玻璃的物理脱水作用,也有化学反应,两种机理难以截然分开,通常其粘结是两种作用的结果。(哪一种作用占主导地位?)
采用C02法硬化,有人认为仅发挥了钠水玻璃粘结性能的10%,:因此不得不把砂中钠水玻璃加入量提高到6%-7%(质量分数)。图所示为C02硬化后包裹在砂粒表面的钠水玻璃膜的结构模型,膜由两层组成,表层Ι的主要成分是硅酸胶体以及Na2C03和NaHC03结晶(粉化即白霜),里层Ⅱ的主要成分是尚未反应的硅酸钠胶体。
B)有机酯液态硬化剂
酯促使钠水玻璃砂硬化建立强度分两阶段,酯使钠水玻璃胶凝化,产生强度;最终强度来自硅酸钠脱水。用酯硬化时,酯在钠水玻璃中进行水解生成有机酸和醇,水玻璃剂,有机酸提供氢离子,其反应通式是
RCOOR’+H2O-------RCOOH+R’OH
RCOO-与钠水玻璃电离的钠离子Na+发生皂化反应,生成脂肪酸钠;H+与钠水玻璃的OH-结合,均有利于酯的进一步水解和使钠水玻璃析出硅酸溶胶,并促使朝着生成大的凝聚的硅酸分子方向移动,当它在三维空间任意生长时,就形成凝胶,这就导致钠水玻璃硬化。
(3)不同硬化方法所得钠水玻璃砂的强度是不同的。
其原因为:
①所得到的粘结剂膜组织的密度和有序性排列不同,水玻璃,因而影响强度的大小,钠水玻璃,其顺序为加热硬化、酯硬化、铬铁渣硬化、CO2硬化,相应的粘结膜的内聚强度为41MPa、29.8MPa、20.5MPa、14.9MPa;
②所得钠水玻璃的凝胶胶粒大小明显不同,水玻璃厂,C02硬化的胶粒直径为0.2—0.48μm,酯硬化的为0.07-0.18μm,真空硬化的为0.06-0.16μm,加热硬化的只有0.035-0.04μm,因而强度会明显不同。
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