水玻璃砂型铸造在消失模铸造中的发展

　　在目前被广泛应用的粘土砂、水玻璃砂和树脂砂等三大砂型铸造中，水玻璃砂型铸造环境   为友好，被专家们认为是   有可能实现绿色清洁生产的铸造型砂种类及工艺。
我国90%以上的铸钢件生产采用水玻璃砂工艺，根据硬化方式及所采用的硬化剂的不同。目前应用   多是CO2硬化水玻璃砂及有机酯硬化水玻璃砂。
一、水玻璃砂的特点
水玻璃砂型铸造，与易产生黑色污染、灰尘污染的粘土砂型铸造(组份中含有煤粉等粉尘物质)相比，具有型砂流动性好、易紧实、劳动强度低，操作简便、能耗低、劳动条件好，型(芯)尺寸精度高、铸件质量好、铸件缺陷少等许多优点；与易产生化学污染的树脂砂(其中含有甲醛等有机挥发物组份)比较，又有成本低，生产现场   无味、劳动条件好等优势。不同种类的水玻璃砂具有不同的特点。
1)普通CO2水玻璃砂。水玻璃加入量多(6%~8%)，虽具易紧实、操作简单、型砂强度高等优点，但旧砂的溃散性差、旧砂   回用困难，已落后于时代要求，成了被改造的对象。
2)酯硬化水玻璃砂。通过采用   的纯净改性水玻璃及原砂，水玻璃的加入量可降低至2.0%~3.0%生产，水玻璃砂的溃散性及其旧砂的可   性大大改善。目前，有机酯硬化水玻璃砂工艺已成为我国各类工厂进行铸钢件生产技术改造时重要选择型砂种类，有普遍推广应用之趋势，较好的酯硬化水玻璃砂工艺应用厂家已可实现旧砂的      回用。
3)微波加热水玻璃砂。被认为是   有可能实现绿色铸造的水玻璃砂型铸造工艺。它具有水玻璃加入量低、强度高、硬化速度快、节能   、易于控制、清洁卫生等许多优点。微波加热水玻璃砂硬化原理是：微波以体积方式加热水玻璃砂，微波能量使水玻璃中的水分子和硅酸盐分子剧烈振荡，各部分的水玻璃砂同时升温，升温速度均匀，脱水充分，水分迁移由里向外，且各深度层同时进行，硅酸因脱水而硬化，并粘结砂子成砂芯(型)。该工艺由于可大大减少水玻璃的加入量，克服了常用水玻璃砂工艺溃散性差、旧砂   困难的缺点。微波硬化水玻璃砂的   大缺点是吸湿性太强，在强湿环境下硬化后的水玻璃砂强度下降过快。
CO2硬化、有机酯硬化、微波硬化水玻璃砂的常温强度和800℃残留强度比较。
二、基于水玻璃砂工艺的绿色铸造关键技术
1)高性能水玻璃粘结剂。强度   高、性能   且稳定(抗湿性好、砂型的表面稳定性高、不易老化、溃散性好等)的新型环保水玻璃粘结剂是实现水玻璃砂绿色铸造的基础。
2)水玻璃砂的硬化工艺。水玻璃砂的应用及发展历史表明，硬化工艺的   新会带来水玻璃砂技术进步的飞越。微波硬化水玻璃砂工艺具有很好的应用前景，深入研究微波硬化水玻璃砂工艺、装备及材料技术，解决微波硬化水玻璃砂工艺中的装备自动化、模具材料及硬化后砂型(芯)的防潮等问题，是实现基于水玻璃砂绿色铸造的   有效的途径之一。
3)新型水玻璃旧砂   工艺技术。实现水玻璃旧砂的      回用是实现水玻璃砂绿色铸造的核心。在现有“水玻璃旧砂干法回用与湿法   ”认识基础上，进一步研究环境温度(或受热温度)和湿度对水玻璃旧砂粒上残留粘结剂的影响，对开发新的水玻璃旧砂   技术对实现水玻璃砂绿色铸造具有重要意义。
三、存在的问题及发展方向
从目前水玻璃砂技术发展及其应用结果看，酯硬化改性水玻璃砂仍没有   解决水玻璃旧砂   回用过程中的溃散性差、回用   性能差的问题。提高水玻璃旧砂的溃散性差及回用   性仍然是水玻璃砂技术研究的难点问题，要使水玻璃旧砂的溃散性差及回用   性接近自硬树脂砂还有很长的路程。
随着微波加热与装备技术的快速发展，微波加热硬化水玻璃砂工艺的实际应用成为可能。微波加热水玻璃砂应是   有可能实现绿色铸造的砂型铸造工艺，因此，加强微波硬化水玻璃砂工艺应用技术研究具有重要意义。由于微波硬化水玻璃砂具有较强的吸湿性，研究微波硬化水玻璃砂抗吸湿性材料、方法及装备将是微波加热硬化水玻璃砂工艺实际应用的关键。
水玻璃砂作为21世纪   有可能实现绿色清洁生产的铸造型砂种类及工艺，基本要求包括：
1)水玻璃旧砂实现      回用；
2)解决水玻璃旧砂循环   回用过程中溃散性恶化、   砂性能质量下降问题；
3)进一步提高水玻璃砂的使用性能(如强度、表面安定性、操控性、环境适应性等)；
4)水玻璃砂相关材料(如：水玻璃品种、水玻璃改性剂、硬化剂)系列化、标准化，硬化方法的多样化、灵活化等。
机械制造工业是国民经济的基础，铸造工业是机械制造业中不可缺少的重要组成部分。绿色制造、发展循环经济是21世纪   关注的重点，因此发展绿色铸造迫在眉睫。21世纪，无粘结剂的消失模铸造、V法铸造以及水玻璃砂型铸造等绿色铸造方法将得到长足的发展。根据工厂的实际情况合理地选择绿色铸造、清洁生产工艺方法，对   发展循环经济、工厂降低成本、提高利润都具有重大的意义。
砂型铸造占整个铸件生产的80%~90%，是铸造工艺的主要方法，如将“微波硬化水玻璃砂制芯”与“真空V法造型”相结合，将是较理想的绿色铸造清洁生产砂型铸造工艺组合，较   地解决砂型铸造对环境的污染问题，实现真正意义上绿色铸造。