水玻璃砂铸造有什么优缺点？有哪些地方必须要格外注意？

　　很多大型铸造加工厂家因场地、技术和工艺的等影响采用的是水玻璃砂铸造。厂家在使用采用水玻璃砂时发现存放时间、水玻璃的模数和浓度等影响，会导致它老化。厂家会采用物流改性，用磁场、超声波、高频或加热等办法，向水玻璃体系提供能量，能有效的改善溃散性，缺点是不持久，最好是处理后立即使用；或进行化学改性往水玻璃中加入聚丙烯酰胺、改性淀粉、聚磷酸盐等，这样的水玻璃砂更适合有色合金；或物流+化学改性，能使水玻璃具有持久的改性效果。

　　大型铸造加工厂家常用水玻璃是因为它无色、无臭、无毒，它在混砂、造型、硬化和浇注过程中没有刺激性或有害化学气体释出，也没有黑色和酸性污染，另外不小心沾于皮肤和衣服后用，立刻用水冲洗即无大碍，须注意的是避免溅入眼中。其缺点是如厂家工艺设计不合理，水玻璃加入过多导致溃散性，在清砂时粉尘飞扬，会造成环境污染。也导致铸造厂的旧砂再生困难，对环境的造成碱性污染。因此厂家要把工艺设计合理，水玻璃根据铸件真实的情况、天气、温度等适当加入，大型铸造加工厂家对水玻璃旧砂再生时要除残留Na2O，旧砂就能循环使用。

　　特别是近些年代水玻璃硬化机理的研究取得了显著的效果，加上对不同的改性水玻璃以及溃散剂的开发以及利用，并且对水玻璃砂的溃散性以及旧砂再生、重复 回收利用等方面方面都已经取得了比较突破性的进展。

　　水玻璃砂的成本比较低，其本身的高温退让性比较好，本身的环保优势是非常容易受广大铸造者的青睐，在21世纪的今天，水玻璃砂已经在铸钢件生产厂商中发挥这重要的作用。

　　根据相关文献记载，水玻璃砂是1947年问世的，并且迅速得到的相关重视，水玻璃CO2吹气硬化法有着气硬法造型与制芯等各种相关的优点。而传统的CO2 的气硬砂型中加入的水玻璃比较多，就会直接引发众多问题的产生，例如溃散性差以及旧砂的再生很难，当时的技术还没有现在这么发达，其研究也比较滞后， 这样一些问题存在的 时间也比较长，导致后期 铸钢件厂家再使用的过程中受到了很多的限制。

　　水玻璃砂的硬化方法可分为热硬法、气硬法和自硬法三大类，包括很多种方法。但目前

　　此法是水玻璃粘结剂领域里应用最早的一种快速成型工艺，由于设备简单，操作方便，

　　CO2气体硬化水玻璃砂的主要优点是：硬化速度快，强度高；硬化后起模，铸件精度高。

　　普通CO2气体硬化水玻璃砂的缺点是：型（芯）砂强度低，水玻璃加入量（质量分数）往往高达7~8%或者更多；含水量大，易吸潮；冬季硬透性差；溃散性差，旧砂再生困难，大量旧砂被废弃，造成环境的碱性污染。

　　这种硬化工艺的优点是：型（芯）砂具有较高的强度，水玻璃加入量可降至3.5%以下；冬季硬透性好，硬化速度可依生产及环境条件通过改变粘结剂和固化剂种类而调整（5~150min）；型（芯）砂溃散性好，铸件出砂清理容易，旧砂易干法再生，回用率≥80%，减少水玻璃碱性废弃砂对生态环境的污染，节约废弃砂的运输、占地等费用，节约优质硅砂资源；型砂热塑性好，发气量低，可以克服呋喃树脂砂生产铸钢件时易出现的裂纹、气孔等缺陷；可以克服CO2水玻璃砂存在的砂型表面稳定性差、容易过吹等工艺问题，铸件质量和尺寸精度可与树脂砂相媲美；在所有自硬砂工艺中生产所带来的成本最低，劳动条件好。

　　目前铸造生产中，有时采用复合硬化工艺，例如短时吹CO2达到起模强度后先起模，再吹热空气，或烘干，或利用有机酯自硬，或自然脱水干燥，以获得较大的终强度，提高生产效率。

　　新制备的水玻璃是一种真溶液。但是在存放过程中，水玻璃中硅酸要进行缩聚，将从

　　真溶液逐步缩聚成大分子的硅酸溶液，最后成为硅酸凝胶。因此，水玻璃其实就是一种由不同聚合度的聚硅酸组成的非均相混合物，易受其模数、浓度、温度、电解质含量和存放时间的影响。

　　水玻璃在存放过程中分子产生缩聚，形成凝胶，其粘结强度随着贮存时间的延长而逐渐降低，这一现象称为水玻璃“老化”。

　　“老化”现象可由下述两组试验数据来说明：高模数水玻璃（M=2.89，ρ=1.44g/cm3）贮放20、60、120、180、240天后，吹CO2硬化的水玻璃砂干拉强度相应下降9.9%、14%、23.5%、36.8%和40%；低模数水玻璃（M=2.44，ρ=1.41g/cm3）贮放7、30、60和90天后，干拉强度分别下降4.5%、5%、7.3%和11%。

　　水玻璃存放时间对酯硬化水玻璃自硬砂初期强度影响不大，但对后期强度影响明显，据测定，对于高模数水玻璃下降60%左右，对于低模数水玻璃下降15~20%。残留强度也随存放时间的延长而降低。

　　水玻璃在存放过程中聚硅酸的缩聚反应和解聚反应一起进行着，分子量发生了歧化，最终生成单正硅酸和胶粒并存的多重分散体系，也就是在水玻璃的老化过程中，聚硅酸的聚合度发生了歧化，单正硅酸和高聚硅酸的含量均随存放时间的延长而增多。水玻璃在存放中缩聚、解聚反应的结果，使粘结强度下降了，即产生“老化”现象。

　　影响水玻璃“老化”的因素主要有：存放时间、水玻璃的模数和浓度。存放时间越长，模数越高，浓度越大，则“老化”越严重。