水玻璃砂用在铸造球铁上的可行性

寂静回声

问








答

水玻璃砂在高温下凝胶膜会熔融，砂粒间出现液相，高温强度明显下降。
球铁是糊状凝固，凝固过程中先有收缩、后有石墨化膨胀。工艺上靠的是高刚性铸型顶住型壁移动，让石墨膨胀转化为自补缩，才能做无冒口或小冒口铸造。水玻璃砂在关键温度段软化退让，型壁刚度不足，容易胀箱、缩松，尺寸精度也控不住。再加上球铁浇注温度低，砂型里相当一部分粘结膜没被充分烧透，冷却后重新固结，残留强度高，铸件清砂费劲，旧砂再生也难。
水玻璃本身无毒、浇注时烟气小是真的，但旧砂表面残留碱金属，湿法再生废水带碱，干法再生脱膜率有限，废砂堆存同样是污染，所以这些年改性水玻璃加酯硬化、VRH 真空置换硬化这些工艺，就是为了克服溃散性和旧砂再生。

但为什么水玻璃砂能用于铸钢件生产呢，铸钢浇注时温度不是更高吗？
的确，水玻璃砂在高温下凝胶膜会熔融，金属液浇注期间水玻璃砂软化退让。
但冷却后液相又重新固结成玻璃态骨架，残留强度反而很高。
对铸钢件来说，这两点都是益处。
铸钢是逐层凝固，凝固收缩大，热裂风险高，正需要型壁在高温下退让。
同时钢液温度高、热作用时间长，表层粘结膜熔融充分，冷却后玻璃相热裂崩解，落砂并不困难。

而高压湿型砂、树脂自硬砂、铁型覆砂工艺是目前球墨铸铁的主要工艺。