•西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>2-2 2-2 无机化学粘结剂砂型（芯）无机化学粘结剂砂型（芯）——化学硬化砂化学硬化砂n1 1、无机化学粘结剂的种类、无机化学粘结剂的种类n n 钠水玻璃钠水玻璃——最广泛最广泛n 水泥水泥——其次其次n 磷酸盐聚合物磷酸盐聚合物——近年新近年新开发开发分类分类钠水钠水玻璃玻璃水水泥泥磷酸盐磷酸盐聚合物聚合物 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n2 2、化学硬化砂的优点、化学硬化砂的优点(5(5方面）方面）n1 1）砂流动性好，易紧实，故造型劳力强度低砂流动性好，易紧实，故造型劳力强度低 2 2）可简化造型工艺）可简化造型工艺——缩短生产周期，提高生产率缩短生产周期，提高生产率 3 3）提高铸件质量）提高铸件质量——减少缺陷减少缺陷 4 4）型芯尺寸精度高，可在型硬化后起模型芯尺寸精度高，可在型硬化后起模n5 5）取消或缩短烘烤时间，降低能耗，工作环境和工作）取消或缩短烘烤时间，降低能耗，工作环境和工作条件改善条件改善n3 3、钠水玻璃砂的硬化方法、钠水玻璃砂的硬化方法n 1 1）二氧化碳法）二氧化碳法n 2 2）自硬法（粉状硬化剂或液态硬化剂））自硬法（粉状硬化剂或液态硬化剂）n 3 3）加热硬化法）加热硬化法 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n4.缺点：缺点：缺点溃散性差保存性差强度局限性再生性差 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n5 5、应用的局限性及发展方向、应用的局限性及发展方向n 对某些铸件，硬化后强度还不够理想对某些铸件，硬化后强度还不够理想, ,应用应用受限，但从环保，成本，材料来源方面占优势。
受限，但从环保，成本，材料来源方面占优势 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n2-2-1 2-2-1 钠水玻璃及钠水玻璃砂的硬化机理钠水玻璃及钠水玻璃砂的硬化机理n一、钠水玻璃及其质量要求一、钠水玻璃及其质量要求n水玻璃水玻璃——各种聚硅酸盐水溶液的通称各种聚硅酸盐水溶液的通称n种类：钠水玻璃种类：钠水玻璃n 钾水玻璃钾水玻璃 n 季铵盐水玻璃的水溶液季铵盐水玻璃的水溶液n钠水玻璃的化学式钠水玻璃的化学式—Na—Na2 2O O﹒﹒mSiOmSiO2 2﹒﹒nHnH2 2O On成分成分——根据氧化钠与二氧化硅之比和结晶水的分子数根据氧化钠与二氧化硅之比和结晶水的分子数分为：分为：n①① 原硅酸钠（原硅酸钠（NaNa4 4SiOSiO4 4））n 一水原硅酸钠一水原硅酸钠(Na(Na3 3HSiOHSiO4 4·1H1H2 2O)O) 二水原硅酸钠二水原硅酸钠(Na(Na3 3HSiOHSiO4 4·2H2H2 2O)O) 五水原硅酸钠五水原硅酸钠(Na(Na3 3HSiOHSiO4 4·5H5H2 2O)O) •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n②② 偏硅酸钠（偏硅酸钠（NaNa2 2SiOSiO3 3））n 一水偏硅酸钠一水偏硅酸钠 (Na (Na2 2HSiOHSiO3 3·1H1H2 2O)O)n 五水偏硅酸钠五水偏硅酸钠(Na(Na2 2HSiOHSiO3 35 5·H H2 2O)O)n 六水偏硅酸钠六水偏硅酸钠 (Na (Na2 2HSiOHSiO3 3·6H6H2 2O)O)n 八水偏硅酸钠八水偏硅酸钠 (Na (Na2 2HSiOHSiO3 3·8H8H2 2O)O)n 九水偏硅酸钠九水偏硅酸钠 (Na (Na2 2HSiOHSiO3 3·9H9H2 2O)O) ③③ 二硅酸钠二硅酸钠(Na(Na2 2SiSi2 2O O5 5) ) ④④ 四硅酸钠水合物四硅酸钠水合物(Na(Na6 6SiSi1313O O2929·11H11H2 2O)O) ⑤⑤ 焦磷酸钠焦磷酸钠(Na(Na6 6SiSi2 2O O7 7) ) •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n存在问题：存在问题：n ① ①钠水玻璃中的硅酸盐究竟以哪些化合物的钠水玻璃中的硅酸盐究竟以哪些化合物的形态存在于水溶液中还不太清楚？形态存在于水溶液中还不太清楚？n ②②尽尽管管将将偏偏硅硅酸酸钠钠写写成成NaNa2 2 SiOSiO3 3, ,但但简简单单的的偏偏硅硅酸酸离离子子（（SiOSiO3 32-2-））并并不不存存在在。
偏偏硅硅酸酸钠钠的的结结构构实实际际为为NaNa2 2(H(H2 2SiOSiO4 4) )和和Na(HNa(H3 3SiOSiO4 4) )，，因因此此水水溶溶液液中中的的负负离子只有离子只有H H3 3SiOSiO4 4- -和和 H H2 2SiOSiO4 42-2-n特性：强碱性，特性：强碱性，PH=11PH=11～～1313n直接影响它的化学和物理性质的重要参数：直接影响它的化学和物理性质的重要参数：n模数，密度，含固量，粘度模数，密度，含固量，粘度 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n㈠模数㈠模数n1 1、、M=M=n nSiO2SiO2/ /n nNa2ONa2O=1.033=1.033w wSiO2SiO2 / /w wNa2ONa2On2 2、模数的意义、模数的意义n M M大小仅表示钠水玻璃中二氧化硅和氧化钠的大小仅表示钠水玻璃中二氧化硅和氧化钠的物质的量比并不表示钠水玻璃中硅酸钠的质量物质的量比并不表示钠水玻璃中硅酸钠的质量分数；模数高的钠水玻璃，其硅酸钠的质量分数分数；模数高的钠水玻璃，其硅酸钠的质量分数不一定高不一定高 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n3 3、常用、常用M M大小大小—2—2～～3.33.3n4 4、改变、改变M M大小的化学方法大小的化学方法n1 1）降低）降低M—M—加入适量加入适量NaOHNaOH，即提高氧化钠的含量。
即提高氧化钠的含量n2 2）提高）提高M—M—加入加入HClHCl、、NHNH4 4Cl,Cl,即中和部分氧化钠即中和部分氧化钠 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n㈡钠水玻璃密度、含固量和粘度㈡钠水玻璃密度、含固量和粘度n1 1、密度、密度ρρ和含固量和含固量S Sn1 1）密度）密度ρρ取决于钠水玻璃中水的质量分数，而不取决于钠水玻璃中水的质量分数，而不是它的模数是它的模数n常用常用ρ=1.32ρ=1.32～～1.68g/cm1.68g/cm3 3 或波美度或波美度3535～～5454的钠水玻的钠水玻璃n2 2）水分和含固量的测定）水分和含固量的测定n将已知重量的钠水玻璃同煅烧硫酸钙或干净石英砂将已知重量的钠水玻璃同煅烧硫酸钙或干净石英砂混合，再将混合物在混合，再将混合物在104℃104℃左右烘至恒重，计算水左右烘至恒重，计算水分 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>nωH2O=[(W+G-W’-G’)/W] ×100%n式中：式中：W—混合物中钠水玻璃的质量；混合物中钠水玻璃的质量；n G—混合物中颗粒材料的质量；混合物中颗粒材料的质量；n G’—单独将同样颗粒材料烘干后损失的质单独将同样颗粒材料烘干后损失的质量；量；n W’—混合物烘至恒重的质量；混合物烘至恒重的质量；n含固量S=100- ωH2O •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n2 2、粘度、粘度: :随钠水玻璃的水分、密度和模数而定。
随钠水玻璃的水分、密度和模数而定n1 1）水分一定，模数）水分一定，模数↑↑，粘度，粘度↑—P↑—P132132表表2-2-12-2-1n2 2）模数一定，水分）模数一定，水分↑↑，，ρ↓ρ↓，粘度，粘度↓—P↓—P132132表表2-2-22-2-2n3 3、硬化方式与钠水玻璃模数、密度的关系、硬化方式与钠水玻璃模数、密度的关系n —P —P132132表表2-2-32-2-3n二、钠水玻璃砂的硬化机理二、钠水玻璃砂的硬化机理 1 1、硅酸钠水溶液体系、硅酸钠水溶液体系 ≡Si-O-NaSi-O-Na+ + + H+ H2 2O O ≒ ≒ ≡Si-O-H + NaSi-O-H + Na+ + + OH+ OH- - 2 2、水解平衡方向及水解度、水解平衡方向及水解度—P—P133133式（式（2-2-92-2-9，，2-2-10)2-2-10) 缩缩聚聚 ≡Si-O-HSi-O-H + H-O-Si + H-O-Si ≡ ≒ ≒ ≡Si-O-Si Si-O-Si ≡ + H + H2 2O O 解聚解聚 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>> 或或 ≡Si-O-+ H-O-Si ≡ ≒ ≡Si-O-Si ≡ +OH- 水解产生的硅酸不稳定可以缩聚为多硅酸，水解产生的硅酸不稳定可以缩聚为多硅酸，硅氧烷链沿线性方向生长形成高聚物。
进一步硅氧烷链沿线性方向生长形成高聚物进一步形成凝胶导致硬化形成凝胶导致硬化n 目前，铸造生产中常用的一些硬化方法，目前，铸造生产中常用的一些硬化方法，都是基于加入能直接或间接影响上述反应平衡都是基于加入能直接或间接影响上述反应平衡点的气态、液态或粉状硬化剂，以与氢氧根离点的气态、液态或粉状硬化剂，以与氢氧根离子作用，并降低子作用，并降低PH值，或靠失水，或靠上述二值，或靠失水，或靠上述二者的复合作用来达到硬化者的复合作用来达到硬化 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>㈠失水发生由液态向固态的转变㈠失水发生由液态向固态的转变n 1 1、去除钠水玻璃中水分的方法：烘、吹、去除钠水玻璃中水分的方法：烘、吹热空气或干燥的压缩空气，真空脱水，微波照热空气或干燥的压缩空气，真空脱水，微波照射以及加入产生放热反应的化合物等，都可使射以及加入产生放热反应的化合物等，都可使钠水玻璃硬化钠水玻璃硬化n 2 2、、P P133133图图2-2-22-2-2为为氧化钠、二氧化硅和水三氧化钠、二氧化硅和水三元系统的常温状态图铸造用区域阴影部分元系统的常温状态图。
铸造用区域阴影部分——M=2.0M=2.0～～3.33.3，，ρ=1.2ρ=1.2～～1.7g/cm1.7g/cm3 3 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n n 3 3、失水机理解释、失水机理解释n 钠水玻璃中的硅酸钠溶于水，产生溶剂钠水玻璃中的硅酸钠溶于水，产生溶剂化作用，使其周围形成水化膜，水化膜将硅化作用，使其周围形成水化膜，水化膜将硅酸钠质点隔离，使钠水玻璃呈稳定状态，钠酸钠质点隔离，使钠水玻璃呈稳定状态，钠水玻璃的粘结性能和强度的增长，源于水分水玻璃的粘结性能和强度的增长，源于水分降低，水化膜被破坏，致使其粘度迅速增加降低，水化膜被破坏，致使其粘度迅速增加所致，其最高强度，在变为脱水液体区域内所致，其最高强度，在变为脱水液体区域内就可以得到产生主要是无水玻璃状多聚硅就可以得到产生主要是无水玻璃状多聚硅酸钠 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>㈡化学反应、形成新的产物㈡化学反应、形成新的产物n 1 1、钠水玻璃的稳定性、钠水玻璃的稳定性n 钠水玻璃在钠水玻璃在PHPH＞＞10以上很以上很稳定稳定;PH;PH＜＜10 稳定性下稳定性下降。
降n 2 2、、PHPH值对钠水玻璃胶凝时间的影响曲线值对钠水玻璃胶凝时间的影响曲线n —P—P134134图图2-2-3 2-2-3 呈呈N N字形字形n PH PH在在6.86.8～～9.19.1之间，胶凝速度最快；之间，胶凝速度最快； PH PH在在3.23.2～～3.9 9和和1010以上，胶凝速度最慢，钠水玻璃最稳定以上，胶凝速度最慢，钠水玻璃最稳定n 胶凝时间的测定方法：用胶凝时间的测定方法：用50ml50ml钠水玻璃置于钠水玻璃置于250ml250ml涂蜡烧杯内，恒速搅拌，用滴定管加入涂蜡烧杯内，恒速搅拌，用滴定管加入50ml50ml酸液n 胶凝时间：从两种液体开始混合完毕到所形成的胶凝时间：从两种液体开始混合完毕到所形成的溶胶失去流动性为止所经历的时间溶胶失去流动性为止所经历的时间 n •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n3 3、硅酸在溶液内的聚合作用机制、硅酸在溶液内的聚合作用机制( (尚无定论）尚无定论） 1 1）戴安邦观点（两种不同机制））戴安邦观点（两种不同机制）n 以原硅酸钠为例，硅酸离子的逐步酸化过程：以原硅酸钠为例，硅酸离子的逐步酸化过程：n H H+ + H H+ + H H+ +n H H2 2SiOSiO4 42-2-→H H3 3SiOSiO4 4- -→H H4 4SiOSiO4 4→H H5 5SiOSiO4 4 + +n ①① 在碱性、中性和微酸性溶液中的缩聚作用；在碱性、中性和微酸性溶液中的缩聚作用；n H H4 4SiOSiO4 4+ + H H3 3SiOSiO4 4- - →(HO)→(HO)3 3Si—O—Si(HO)Si—O—Si(HO)3 3+OH+OH- -n ②② 在浓酸溶液内的聚合作用；在浓酸溶液内的聚合作用；n 主要是中性分子与一价阳离子的聚合作用，在主要是中性分子与一价阳离子的聚合作用，在溶液溶液PH=1.5PH=1.5～～4.54.5之间，两种作用同时并进。
之间，两种作用同时并进 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n2 2）水解单聚物化合观点）水解单聚物化合观点n 在在H H+ +作用下，钠水玻璃水解成中性硅酸分子，作用下，钠水玻璃水解成中性硅酸分子，它是单聚物，不稳定会与另一单聚物化合成二它是单聚物，不稳定会与另一单聚物化合成二硅酸，二硅酸又与另一单聚物反应产生三硅酸，硅酸，二硅酸又与另一单聚物反应产生三硅酸，如此下去形成高聚物如此下去形成高聚物 3 3）混杂观点）混杂观点 上述几种缩聚反应均存在上述几种缩聚反应均存在 4 4、硅酸凝胶中水分的保持极其与强度的关系、硅酸凝胶中水分的保持极其与强度的关系n 硅酸凝胶带有硅酸凝胶带有6 6个分子水时具有最大强度无个分子水时具有最大强度无水硅胶较脆，强度很低水硅胶较脆，强度很低 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n5 5、钠水玻璃砂的、钠水玻璃砂的COCO2 2硬化机制硬化机制n 砂粒表面有很薄的水玻璃膜（砂粒表面有很薄的水玻璃膜（3.8um3.8um），如吹），如吹 CO CO2 2硬化，硬化，COCO2 2是一种脱水能力相当强的气体，从砂粒周围流过，是一种脱水能力相当强的气体，从砂粒周围流过， CO CO2 2与与粘结剂接触面积大，使钠水玻璃部分失水，同时粘结剂接触面积大，使钠水玻璃部分失水，同时COCO2 2与钠水玻与钠水玻璃中的水作用形成碳酸：璃中的水作用形成碳酸：n CO2+H2O→2H++CO32-n 从而使表层钠水玻璃的从而使表层钠水玻璃的PH值不断降低，并达到迅速值不断降低，并达到迅速硬化。
硬化n CO CO2 2硬化既有钠水玻璃的物理脱水作用，也有化学反应，硬化既有钠水玻璃的物理脱水作用，也有化学反应，二种机理难以截然分开二种机理难以截然分开n •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n钠水玻璃膜：钠水玻璃膜：n ① ①膜由两层组成膜由两层组成n 表层表层Ⅰ:Ⅰ:主要成分是主要成分是硅酸胶体以及碳酸钠、硅酸胶体以及碳酸钠、碳酸氢钠结晶碳酸氢钠结晶n 里层里层Ⅱ:Ⅱ:主要成分硅主要成分硅酸钠胶体酸钠胶体 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n ② ②两层的相对厚度两层的相对厚度n 取决于钠水玻璃的化学反应程度，受硬化取决于钠水玻璃的化学反应程度，受硬化工艺，钠水玻璃模数等因素的影响工艺，钠水玻璃模数等因素的影响n 6 6、各种硬化方法所得钠水玻璃砂的强度、各种硬化方法所得钠水玻璃砂的强度——P P136136表表2-2-42-2-4 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n2-2-2 2-2-2 二氧化碳二氧化碳- -钠水玻璃砂及砂型（芯）的制造钠水玻璃砂及砂型（芯）的制造工艺工艺n一、芯（型）砂及芯盒（模样）一、芯（型）砂及芯盒（模样）n1 1、二氧化碳、二氧化碳——钠水玻璃砂组成钠水玻璃砂组成n2 2、钠水玻璃砂的混制（可使用各种混砂机，放有、钠水玻璃砂的混制（可使用各种混砂机，放有盖的容器中或覆以湿的麻袋）盖的容器中或覆以湿的麻袋）n3 3、造型模样要求（起模难，拔模斜度大，木模采、造型模样要求（起模难，拔模斜度大，木模采用活块，气化模，组芯造型，易粘模砂中加重油，）用活块，气化模，组芯造型，易粘模砂中加重油，）n •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n二、制芯（型）及吹二氧化碳硬化二、制芯（型）及吹二氧化碳硬化n1 1、制芯紧实方法、制芯紧实方法——手工、微震、吹射手工、微震、吹射n2 2、吹二氧化碳方法、吹二氧化碳方法——据型（芯）的大小和据型（芯）的大小和形状选择形状选择 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>吹二氧化碳吹二氧化碳方法方法插管法插管法脉冲吹气法脉冲吹气法真空二氧真空二氧化碳硬化法化碳硬化法模样通气法模样通气法盖罩法盖罩法 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n3 3、吹二氧化碳时钠水玻璃的温度、吹二氧化碳时钠水玻璃的温度n 20 20～～3030℃℃为宜。
为宜n 常用促硬剂：酸性盐如硫酸亚铁常用促硬剂：酸性盐如硫酸亚铁n 硫酸亚铁可发生水解，增加硫酸亚铁可发生水解，增加[H[H+ +] ]浓度，使钠水浓度，使钠水玻璃不稳定，再吹二氧化碳，就可以很快强化玻璃不稳定，再吹二氧化碳，就可以很快强化n4 4、吹气流速和吹气时间的影响、吹气流速和吹气时间的影响n 1) 1)流速流速n 2) 2)时间时间n 对即用型芯对即用型芯——高高V V流流，长，长ττ吹吹n 长达一星期内使用长达一星期内使用——低低V V流流，短，短ττ吹吹 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n3 3）吹气压力）吹气压力—0.15—0.15～～0.2MPa0.2MPan4 4）据砂箱面积定吹气时间）据砂箱面积定吹气时间n 一般一般1010秒秒～～几分钟P P140140表表2-2-52-2-5n5 5）计算法确定）计算法确定Q Q气气（吹气量）（吹气量）n ① ①按件重：按件重：1t1t铸件用二氧化碳量，铸件用二氧化碳量，Q Q气气=10=10～～12kg12kgn ② ②按水玻璃量：按水玻璃量：Q QCO2CO2 =1/9W =1/9W水玻璃重水玻璃重（理论）（理论） n Q QCO2CO2=1/2W=1/2W水玻璃重水玻璃重 （实际）（实际）n Q QCO2CO2 =2% =2%钠水玻璃砂重钠水玻璃砂重 （实际）（实际）n ③③据据Q QCO2CO2 确定确定ττ吹吹 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n5 5、二氧化碳节约标准、二氧化碳节约标准n （（ Q QCO2CO2：：W W水玻璃重水玻璃重 ））＜＜0.750.75最好最好n 0.75 0.75～～1.0 1.0 良好良好n ＞＞1.0 1.0 不好不好n6 6、二氧化碳的硬化深度、二氧化碳的硬化深度n 一般可达一般可达2020～～30mm30mm以上。
以上 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>2-2-3 2-2-3 自硬钠水玻璃自硬钠水玻璃n 砂芯（型）是由砂内硬化剂致硬的砂芯（型）是由砂内硬化剂致硬的n 由原砂、钠水玻璃；粉状或液态有机酯硬化剂，由原砂、钠水玻璃；粉状或液态有机酯硬化剂，以及为改善砂芯（型）的保持性、出砂性、减少铸以及为改善砂芯（型）的保持性、出砂性、减少铸件缺陷、提高件表面质量的附加物所组成件缺陷、提高件表面质量的附加物所组成n一、粉状硬化剂的自硬砂一、粉状硬化剂的自硬砂n 要求：具有潜伏性，能延缓钠水玻璃的胶凝反要求：具有潜伏性，能延缓钠水玻璃的胶凝反应n1 1、硅铁粉、硅铁粉—75Si-Fe,140—75Si-Fe,140目，加入目，加入1 1～～2%2%n 1 1）自硬反应是基于硅与氧的亲和力很强，硅）自硬反应是基于硅与氧的亲和力很强，硅- -铁中的硅与钠水玻璃水解的氢氧化钠和水反应铁中的硅与钠水玻璃水解的氢氧化钠和水反应n •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n n 2 2）粘结形成机制）粘结形成机制n 由于脱水以及二氧化硅与氧化钠的摩尔比即由于脱水以及二氧化硅与氧化钠的摩尔比即M M变化引起的粘度改变。
变化引起的粘度改变n 3 3）负作用）负作用——目前较少用铁目前较少用铁- -硅粉n 氢气易爆炸，加入高锰酸钾之类的氯化剂可使氢气易爆炸，加入高锰酸钾之类的氯化剂可使氢气浓度降低氢气浓度降低n2 2、含硅酸二钙的粉末及硅酸盐水泥、含硅酸二钙的粉末及硅酸盐水泥n 广泛采用由于赤泥、铬铁渣、碱性电炉炉渣、广泛采用由于赤泥、铬铁渣、碱性电炉炉渣、熔炼氧化镁铝的还原渣等残渣或废料中存在大量熔炼氧化镁铝的还原渣等残渣或废料中存在大量的硅酸二钙，实际生产中广泛用作钠水玻璃硬化的硅酸二钙，实际生产中广泛用作钠水玻璃硬化剂 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n n 1 1）赤泥：铝钒土提取氧化铝后的残渣，经过）赤泥：铝钒土提取氧化铝后的残渣，经过水洗去碱，在水洗去碱，在800800～～850850℃℃焙烧和磨细而成的粉末，焙烧和磨细而成的粉末，因含氧化铁而呈红色而得名因含氧化铁而呈红色而得名n 主要成分：氧化钙主要成分：氧化钙—50—50～～60%60%n 二氧化硅二氧化硅—20—20～～30%30%n 熔点：熔点：12001200～～12501250℃℃n 体积密度：体积密度：0.470.47～～0.58g/cm0.58g/cm3 3n 粒度：粒度：95%95%通过通过140140目筛。
目筛 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n n2 2）硅酸二钙的硬化机理）硅酸二钙的硬化机理n ① ①水化脱水说水化脱水说n 认为硅酸二钙是一种水溶性物质，具有良好的水认为硅酸二钙是一种水溶性物质，具有良好的水化性质，水化时放出水化热并吸出化性质，水化时放出水化热并吸出GaGa2+2+，促使水玻璃，促使水玻璃水解和硅酸胶体脱水而凝胶化水解和硅酸胶体脱水而凝胶化n ② ②硅酸凝胶说硅酸凝胶说n 在硬化过程中，硅酸二钙与钠水玻璃反应生成含在硬化过程中，硅酸二钙与钠水玻璃反应生成含钙和钠的含水硅酸盐，而使型砂获得一定强度钙和钠的含水硅酸盐，而使型砂获得一定强度n ③ ③水解生成氢氧化钙说水解生成氢氧化钙说n 硅酸二钙水解生成氢氧化钙与钠水玻璃反应生成硅酸二钙水解生成氢氧化钙与钠水玻璃反应生成硅酸钙和硅酸胶体，然后变成凝胶体，再变成凝胶硅酸钙和硅酸胶体，然后变成凝胶体，再变成凝胶使型砂硬化使型砂硬化n •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n较公认的说法：较公认的说法：n 赤泥颗粒细，表面积大，具有吸水特性，赤泥颗粒细，表面积大，具有吸水特性，造成钠水玻璃脱水，粘度增加，产生粘结。
另造成钠水玻璃脱水，粘度增加，产生粘结另外，由氧化钙和氧化硅组成硅酸二钙加入到由外，由氧化钙和氧化硅组成硅酸二钙加入到由氧化钠和氧化硅组成的钠水玻璃中，充分混合氧化钠和氧化硅组成的钠水玻璃中，充分混合有可能反应成为类似软玻璃的组分新的产物有可能反应成为类似软玻璃的组分新的产物和任何未反应的钠水玻璃一样，也能在这一过和任何未反应的钠水玻璃一样，也能在这一过程中变得高度粘稠并产生粘结力程中变得高度粘稠并产生粘结力 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n 3 3）赤泥等加入量）赤泥等加入量n ① ①赤泥占砂质量的赤泥占砂质量的3 3～～6% 6% n ② ②水玻璃加入量为砂质量的水玻璃加入量为砂质量的5.55.5～～8%8%n ③ ③水量（型砂总含量）为水量（型砂总含量）为4 4～～6%6%n 4 4）型砂的混制）型砂的混制n 首先：（原砂首先：（原砂+ +硬化剂硬化剂+ +其它粉状物）在混砂机其它粉状物）在混砂机中干态混匀中干态混匀n 其次：其次：[ [（原砂（原砂+ +硬化剂硬化剂+ +其它粉状物）其它粉状物）+ +钠水玻钠水玻璃璃] ] 湿混匀湿混匀 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n5 5）制芯（型））制芯（型）n 填砂后隔填砂后隔4040～～180180分钟就可脱模。
分钟就可脱模n 24 24小时后，抗压强度达小时后，抗压强度达0.6MPa0.6MPa以上n 原砂：原砂：30/5030/50～～40/70 40/70 n6 6）粉状硬化剂自硬砂的优缺点）粉状硬化剂自硬砂的优缺点n 简单、方便，但不易混匀，活性不稳定，受炉渣简单、方便，但不易混匀，活性不稳定，受炉渣成分、粒度、贮存期间吸水等因素的影响，粘结剂成分、粒度、贮存期间吸水等因素的影响，粘结剂的粘结强度得不到充分发挥的粘结强度得不到充分发挥 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>二、液态有机酯硬化剂自硬砂二、液态有机酯硬化剂自硬砂n1 1、液态硬化剂、液态硬化剂——P P142142表表2-2-62-2-6n2 2、硬化机理、硬化机理: :类似于二氧化碳硬化法类似于二氧化碳硬化法, ,也基于消耗也基于消耗羟基阴离子羟基阴离子n3 3、酯硬化特点、酯硬化特点: : n混合均匀，型、芯所有部分以相同速度建立强度混合均匀，型、芯所有部分以相同速度建立强度, ,n改善出砂性改善出砂性n减少钠水玻璃用量，存放性好减少钠水玻璃用量，存放性好n •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n4 4、酯的水解（在硬化时）、酯的水解（在硬化时）n 酯在碱性钠水玻璃中水解，产生醇和酸。
酯在碱性钠水玻璃中水解，产生醇和酸n 0H0H- -n RCOOR’+H2O→RCOOH+R’OHn RCOOH →RCOO- -+H+n 氢离子与氢氧根离子结合，醋酸根与钠离子结氢离子与氢氧根离子结合，醋酸根与钠离子结合，均有利于酯的进一步水解，并促使生成大的凝合，均有利于酯的进一步水解，并促使生成大的凝聚的硅酸分子，由溶胶变成凝胶，使水玻璃砂的强聚的硅酸分子，由溶胶变成凝胶，使水玻璃砂的强度增加n 也有人认为后期生成的醋酸钠凝结成晶体，最也有人认为后期生成的醋酸钠凝结成晶体，最后形成高强度的整体凝胶后形成高强度的整体凝胶 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n5 5、使用对象：单件，成批生产钢铁及其它合金铸件使用对象：单件，成批生产钢铁及其它合金铸件 小的型、芯小的型、芯 ：单一砂：单一砂n 大、中型砂型：面砂大、中型砂型：面砂n6 6、典型配方、典型配方( (质量分数）：质量分数）：n 石英砂：石英砂：95.695.6～～97%97%n 钠水玻璃：钠水玻璃：3 3～～4.4%4.4%n 有机酯为钠水玻璃质量的有机酯为钠水玻璃质量的8 8～～12.5%12.5%n 要求：钠水玻璃要求：钠水玻璃 M=2.3 M=2.3～～2.82.8 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n7 7、酯的加入量：酯一定，、酯的加入量：酯一定，M M增大，反应加快增大，反应加快n 酯酯%<8%%<8%，钠水玻璃砂硬化不足。
钠水玻璃砂硬化不足n 酯酯%>15%%>15%，不会加快硬化时间，反而有可，不会加快硬化时间，反而有可能降低能降低σσ拉拉 成本提高成本提高n8 8、存放性、存放性——比二氧化碳硬化好，受制芯（型）比二氧化碳硬化好，受制芯（型）工艺过程的影响工艺过程的影响 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>2-2-4 2-2-4 钠水玻璃砂存在的问题及其解决途径钠水玻璃砂存在的问题及其解决途径n一、出砂性差一、出砂性差n 钠水玻璃砂的主要缺钠水玻璃砂的主要缺点：溃散性差，出砂困点：溃散性差，出砂困难，从而限制了它在铸难，从而限制了它在铸造上获得更广泛的应用造上获得更广泛的应用 n图2-2-9 CO2钠水玻璃砂的加钠水玻璃砂的加热温度与残留强度关系热温度与残留强度关系 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>重点：重点： n1.1.残强的两个峰值一个谷值产生的原因残强的两个峰值一个谷值产生的原因? ? n2.2.高高温温强强度度峰峰值值在在400400℃℃，，与与残残强强不不同同步步，，而而且且在在400400℃℃以以前前几几乎乎所所有有温温度度下下的的高高温温强强度度都都大大于于相应模数钠水玻璃砂的残强？相应模数钠水玻璃砂的残强？ n3.3.为什么为什么400400～～600600℃℃，，σσ残残，，σσ高温高温都显著降低？都显著降低？ n4.4.为为什什么么800800℃℃左左右右σσ残残出出现现第第二二峰峰值值，，σσ高高温温 达达最低到零？最低到零？n5.8005.800℃℃～～10001000℃℃，，σσ残残下下降降？？大大于于12001200℃℃，，σσ残残上升？上升？n6.6.模数与模数与σσ残残、、σσ高温高温的关系？的关系？ •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n7.7.改善钠水玻璃出砂性的途径及措施？改善钠水玻璃出砂性的途径及措施？ 1) 1)在钠水玻璃砂中加入附加物在钠水玻璃砂中加入附加物n a a、有机附加物、有机附加物——糖类、树脂类、油类、纤维糖类、树脂类、油类、纤维素类。
素类n b b、无机附加物、无机附加物——二价或三价的金属氧化物二价或三价的金属氧化物n c c、复合附加物、复合附加物——无机无机+ +有机有机n2)2)减少钠水玻璃用量减少钠水玻璃用量n3)3)降低易熔融物质的含量降低易熔融物质的含量n •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n二、铸铁件粘砂二、铸铁件粘砂n1 1、常严重粘砂：限制了钠水玻璃砂在铸铁件上的应、常严重粘砂：限制了钠水玻璃砂在铸铁件上的应用n2 2、中小铸钢：细粒砂，二氧化硅含量高的石英砂，、中小铸钢：细粒砂，二氧化硅含量高的石英砂，提高紧实率，通常可获得表面光洁的铸件提高紧实率，通常可获得表面光洁的铸件n3 3、重大铸钢件：粘砂较严重重大铸钢件：粘砂较严重n4 4、粘砂形式：机械与化学并存粘砂形式：机械与化学并存n5 5、粘砂机制：氧化钠、二氧化硅等与液态金属在浇、粘砂机制：氧化钠、二氧化硅等与液态金属在浇注时产生的铁的氧化物，形成低熔点的硅酸盐注时产生的铁的氧化物，形成低熔点的硅酸盐 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n（（1 1）硅酸盐结构）硅酸盐结构n 玻璃体玻璃体——与铸件表面的结合力小，易清除。
与铸件表面的结合力小，易清除n 结晶体结晶体——结合牢固，产生粘砂结合牢固，产生粘砂n（（2 2）铸钢）铸钢n T T浇浇 高，钢水易氧化，粘砂层中氧化铁，氧化锰含高，钢水易氧化，粘砂层中氧化铁，氧化锰含量高，粘砂层易于清除量高，粘砂层易于清除n（（3 3）铸铁）铸铁n T T浇浇低，铁、锰不易氧化，粘砂层不易清除低，铁、锰不易氧化，粘砂层不易清除n（（4 4）厚大钢件）厚大钢件n 热作用时间长且强烈，钠水玻璃严重烧结，型表热作用时间长且强烈，钠水玻璃严重烧结，型表面孔多，钢水侵入造成严重粘砂面孔多，钢水侵入造成严重粘砂 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n6 6、防止措施、防止措施n （（1 1）刷涂料：最好刷醇基涂料刷涂料：最好刷醇基涂料n （（2 2）加煤粉（）加煤粉（3 3～～6%6%）n （（3 3）加有填料效能的高岭土或粘土（）加有填料效能的高岭土或粘土（2%2%） •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n三、型、芯表面粉化（白霜）三、型、芯表面粉化（白霜）n 吹二氧化碳硬化后，放一段时间，有时在型、芯表吹二氧化碳硬化后，放一段时间，有时在型、芯表面会出现象白霜一样的物质，严重降低该处表面强度，面会出现象白霜一样的物质，严重降低该处表面强度，浇注时易产生冲砂缺陷。
浇注时易产生冲砂缺陷n 成分：碳酸氢钠成分：碳酸氢钠n 原因：钠水玻璃砂中含水分或二氧化碳过多而引起原因：钠水玻璃砂中含水分或二氧化碳过多而引起的n NaCO NaCO3 3+H+H2 2O O→NaHCONaHCO3 3+NaOH+NaOHn NaO+CO NaO+CO2 2+H+H2 2O O→2NaHCONaHCO3 3n 碳酸氢钠易随水分向外迁移，使型、芯表面出现类碳酸氢钠易随水分向外迁移，使型、芯表面出现类似霜的粉状物似霜的粉状物n •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n 防止措施：控制水分，吹二氧化碳时间不防止措施：控制水分，吹二氧化碳时间不宜过长，型芯不要久放，加占砂重宜过长，型芯不要久放，加占砂重1%1%、、ρ=1.3g/cmρ=1.3g/cm3 3 的糖浆n 四、砂芯抗吸湿差四、砂芯抗吸湿差n 原因：原因：在潮湿环境中，由于钠水玻璃重新在潮湿环境中，由于钠水玻璃重新发生水合作用发生水合作用钠水玻璃粘结剂基体中的钠离钠水玻璃粘结剂基体中的钠离子与氢氧离子吸收水分并侵蚀基体，最后使硅子与氢氧离子吸收水分并侵蚀基体，最后使硅氧键断裂重新溶解，致使钠水玻璃砂粘结强度氧键断裂重新溶解，致使钠水玻璃砂粘结强度猛降。
猛降 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n解决措施解决措施：： n n （（1 1）加入无机附加物）加入无机附加物n 在钠水玻璃中加入：钾水玻璃、碳酸锂、碳在钠水玻璃中加入：钾水玻璃、碳酸锂、碳酸钙、碳酸锌减少游离的钠离子，改善钠水玻酸钙、碳酸锌减少游离的钠离子，改善钠水玻璃粘结剂的抗吸湿性璃粘结剂的抗吸湿性n （（2 2）加起表面活性剂作用的有机物）加起表面活性剂作用的有机物 n 粘结剂硬化时，钠水玻璃凝胶内亲水的钠离粘结剂硬化时，钠水玻璃凝胶内亲水的钠离子和氢氧离子或为有机憎水基取代，或相互结合，子和氢氧离子或为有机憎水基取代，或相互结合，外露的为有机憎水基，从而改善吸湿性外露的为有机憎水基，从而改善吸湿性 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n五、其它五、其它n1 1、发起量大、发起量大——粘结剂本身的蒸气粘结剂本身的蒸气, ,要注意排气要注意排气n2 2、旧砂再生和回用困难、旧砂再生和回用困难n 旧砂再生的困难旧砂再生的困难——在于难以去掉包覆在砂粒表在于难以去掉包覆在砂粒表面的钠水化合物，这就增加了砂中氧化钠的含量，面的钠水化合物，这就增加了砂中氧化钠的含量，降低其耐火度，同时引起残留强度增加，恶化出降低其耐火度，同时引起残留强度增加，恶化出砂性。
砂性 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n再生方法：再生方法：n 再生方法再生方法干摩擦法干摩擦法超声波超声波处理法处理法热法热法+机械法机械法化学法化学法湿法湿法 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n ①①干摩擦法：难以清除砂中碱分干摩擦法：难以清除砂中碱分n ② ②湿法：效果较好，但增加砂子的烘干工序废水的湿法：效果较好，但增加砂子的烘干工序废水的循环使用也还存在问题，同时也不能去掉砂粒表面的钠水循环使用也还存在问题，同时也不能去掉砂粒表面的钠水玻璃膜n ③ ③化学法：热水、酸化水或者碱溶液增加对钠水玻璃化学法：热水、酸化水或者碱溶液增加对钠水玻璃膜的溶解膜的溶解n ④ ④超声波处理法：用超声波对砂浆（含水超声波处理法：用超声波对砂浆（含水40%40%面砂重）面砂重）处理，有学者认为可得到近似新砂的再生砂去掉旧砂表处理，有学者认为可得到近似新砂的再生砂去掉旧砂表面的钠水玻璃膜；消除砂粒不平和凸起部分，圆整砂粒面的钠水玻璃膜；消除砂粒不平和凸起部分，圆整砂粒n 最佳时间：最佳时间：2020～～3030分钟，过长破坏砂粒。
分钟，过长破坏砂粒n ⑤ ⑤最有发展前途的方法之一：热法最有发展前途的方法之一：热法+ +机械法加热使机械法加热使膜脆化，再用机械搓擦破碎，最后用抽风方法将粉尘彻底膜脆化，再用机械搓擦破碎，最后用抽风方法将粉尘彻底去除 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n3 3、热膨胀问题、热膨胀问题n 加热温度及时间对钠水玻璃砂热膨胀的影响曲加热温度及时间对钠水玻璃砂热膨胀的影响曲线线: :n 0 0～～250250℃℃——脱水收缩脱水收缩n 250 250～～800800℃℃——膨胀增大膨胀增大n 800 800～～10001000℃℃——钠水玻璃熔融，收缩钠水玻璃熔融，收缩n 1000 1000℃℃——膨胀增大膨胀增大 钠水玻璃可改变钠水玻璃可改变二氧化硅晶型转变：二氧化硅晶型转变： 例：方石英不是在例：方石英不是在14701470℃℃迅速形成，而是迅速形成，而是10181018℃℃迅速形成迅速形成 这些突变易引起：型、芯开裂和砂粒裂开，导致铸这些突变易引起：型、芯开裂和砂粒裂开，导致铸件粘砂或铸件表面粗糙。
件粘砂或铸件表面粗糙 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n n n防止措施：加入防止措施：加入4%4%高龄土粘土形式的铝高龄土粘土形式的铝( (氧）土，可使上述晶型转化降至最低限氧）土，可使上述晶型转化降至最低限度，甚至不发生度，甚至不发生 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>2-2-5 2-2-5 钠水玻璃钠水玻璃——石灰石砂石灰石砂n1 1、优点、优点n 出砂性好，无硅肺病；可就地取材出砂性好，无硅肺病；可就地取材n2 2、缺点及防止措施、缺点及防止措施缺点缺点 易粉化易粉化易产生易产生 “缩沉缩沉”、、“蚯裂蚯裂”旧砂再生旧砂再生较困难较困难耐高温耐高温和冲刷和冲刷性差性差发气量大发气量大型砂保型砂保存性差存性差 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n防止措施：防止措施：n ① ①提高紧实度；提高紧实度；n ② ②涂料；涂料； n ③ ③砂中掺附加物砂中掺附加物——碳素材料防氧化亚铁生成碳素材料防氧化亚铁生成数量数量 ；；n ④ ④插钉插钉——在型壁立面中下部。
在型壁立面中下部 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>设计铸造工艺时应注意做到：（设计铸造工艺时应注意做到：（8 8条条) )n 1 1）浇道尽量采用耐火砖材料；）浇道尽量采用耐火砖材料；n 2 2）内浇道尽量分散，并尽量才用底注法；）内浇道尽量分散，并尽量才用底注法；n 3 3）控制面砂厚度，一般偏薄，多为）控制面砂厚度，一般偏薄，多为5050～～100mm100mm；；n 4 4）注意排气多排气道，以减少排气阻）注意排气多排气道，以减少排气阻力；确保背砂透气性；在砂芯中填充炉渣块力；确保背砂透气性；在砂芯中填充炉渣块等干、散块料，并注意砂芯排气道与外型排等干、散块料，并注意砂芯排气道与外型排气道相互连通气道相互连通 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n 5 5）在钢水流尽头或钢水交汇处，设置集渣）在钢水流尽头或钢水交汇处，设置集渣槽或冒口槽或冒口n 6 6）控制缩尺对铸钢件，模型缩尺比使用）控制缩尺对铸钢件，模型缩尺比使用石英砂时大石英砂时大0.50.5～～1.0%1.0%，通常为，通常为0.8 0.8 ～～ 2.5% 2.5%；铸；铸孔为孔为3.5 3.5 ～～ 4.0% 4.0%。
这是由于石灰石分解，体积这是由于石灰石分解，体积收缩，烧结层容让性好，致使铸件收缩阻力小造收缩，烧结层容让性好，致使铸件收缩阻力小造成的n 7 7）反）反““缩沉缩沉””设计对厚壁铸钢件或铸件设计对厚壁铸钢件或铸件的厚壁部位的厚壁部位n 8 8）钢水加铝脱氧和采取低温浇注钢水加铝脱氧和采取低温浇注 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>4 4、芯、型砂配方及性能特点、芯、型砂配方及性能特点n 1 1）不用粘土用二氧化碳硬化：）不用粘土用二氧化碳硬化：n 钠水玻璃：（钠水玻璃：（M=2.2M=2.2～～2.62.6，，ρ=1.48ρ=1.48～～1.5g/cm1.5g/cm3 3））6 6～～7%7%n 砂粒度：砂粒度：20/40(60Q)20/40(60Q)和和40/70(30Q)40/70(30Q)各各46.5 46.5 ～～ 47% 47%n 水分：适量水分：适量4.54.5～～5.5%5.5%n 湿压强度：湿压强度：＜＜0.01MPa0.01MPan 湿透气性：湿透气性：≥500500 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n 2 2）加粘土：）加粘土：n 钠水玻璃：钠水玻璃：7 7～～8%8%n 粘土（过粘土（过200200目）：目）：2 2～～3%→5.53%→5.5～～6%6%n 水分：粘土少时：水分：粘土少时：3.43.4～～4.2%4.2%n 粘土多时：粘土多时：6.06.0～～7.0%7.0%n 湿压强度：湿压强度：σ=0.015σ=0.015～～0.03MPa0.03MPan 3 3）夏天：加（）夏天：加（0.10.1～～ 0.5% 0.5%的工业用碳酸钠作缓的工业用碳酸钠作缓凝剂。
凝剂n 4 4）背砂）背砂 ：用回用砂，只加适量粘土和水用回用砂，只加适量粘土和水 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n5 5、造型制芯过程应遵守的五字原则、造型制芯过程应遵守的五字原则: :n 1 1））““硬硬””n 2 2））““光光””n 3 3））““通通””n 4 4））““干干””n 5 5））““净净””n6 6、应用局限、应用局限n 薄壁铸件和不太厚实铸件以及具有一定深度薄壁铸件和不太厚实铸件以及具有一定深度的铸孔较合适的铸孔较合适 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n2-2-6 2-2-6 水泥及水泥砂芯（型）水泥及水泥砂芯（型）n 水泥水泥——与水混合后可以胶凝、硬化，因而可与水混合后可以胶凝、硬化，因而可以作为自硬砂的粘结剂以作为自硬砂的粘结剂n一、硅酸盐水泥砂一、硅酸盐水泥砂——又名又名““波特兰水泥波特兰水泥””或或““普普通水泥砂通水泥砂””n1 1、主要成分：、主要成分： （硅酸盐水泥）（硅酸盐水泥）n 氧化钙氧化钙 62 62～～69%69%n 二氧化硅二氧化硅 20 20～～24%24%n 三氧化二铝三氧化二铝 4 4～～7%7%n 三氧化二铁三氧化二铁 2 2～～5%5% •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n2 2、主要矿物组成：、主要矿物组成：n 硅酸三钙硅酸三钙 3CaO•SiO 3CaO•SiO2 2 ( (简写：简写：C C3 3S) 37.5S) 37.5～～60%60%n 硅酸二钙硅酸二钙 2CaO•SiO 2CaO•SiO 2 2 ( (简写：简写：C C2 2S) 15S) 15～～37.5%37.5%n 铝酸三钙铝酸三钙 3CaO•Al 3CaO•Al2 2O O3 3 ( (简写：简写： C C3 3A) 7A) 7～～15%15%n 铁铝酸四钙铁铝酸四钙 4CaO•Al 4CaO•Al2 2O O3 3•Fe•Fe2 2O O3 3 ( (简写：简写： C C4 4AF) 10AF) 10～～18%18% •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n3 3、水泥标号及其含义：、水泥标号及其含义：n 国家标准：国家标准：200200，，250250，，300300，，400400，，500500，，600600等。
等n 表示：按标准制定的混凝土试样，经表示：按标准制定的混凝土试样，经2828天硬化后达天硬化后达到的抗压强度数值到的抗压强度数值n 铸造常用：铸造常用：≥400400# #水泥 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n4 4、硬化过程：水化反应硬化过程：水化反应n 水泥用水调匀后进行水化反应，生成溶于水水泥用水调匀后进行水化反应，生成溶于水的水化硅酸钙、水化铝酸钙和氢氧化钙的水化硅酸钙、水化铝酸钙和氢氧化钙当溶液当溶液达到饱和后，水化产物以极细的分散固体颗粒析达到饱和后，水化产物以极细的分散固体颗粒析出，成胶凝体出，成胶凝体同时氢氧化钙与水化铝酸钙也由同时氢氧化钙与水化铝酸钙也由胶体状态转变为稳定的结晶状态，析出晶体，并胶体状态转变为稳定的结晶状态，析出晶体，并互相交织在一起充填在胶凝体内，使水泥产生强互相交织在一起充填在胶凝体内，使水泥产生强度 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n5 5、使用合金对象及配方性能特点、使用合金对象及配方性能特点n 1 1）主要用于制作铸铁和有色合金的砂型和芯主要用于制作铸铁和有色合金的砂型和芯。
n 2 2）配方及性能特点）配方及性能特点n 原砂：原砂：100%100%n 水泥加入量；水泥加入量；8 8～～14%14%n 水份水份——水：水泥水：水泥=0.6=0.6～～1.01.0n 铸型在浇注时的残留水分控制在：铸型在浇注时的残留水分控制在：2 2～～3%3%以下n 水泥抗压强度达水泥抗压强度达0.20.2～～0.4MPa0.4MPa，就可起模，达，就可起模，达1 1 ～～ 2MPa2MPa时，可浇注时，可浇注 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n n 速凝剂：氯化钙、铝酸钠、磷酸钠、硫酸钠；三乙速凝剂：氯化钙、铝酸钠、磷酸钠、硫酸钠；三乙醇胺（有机速凝剂）醇胺（有机速凝剂）n 缓凝剂：二水硫酸钙、硼酸、酒石酸缓凝剂：二水硫酸钙、硼酸、酒石酸n 减水剂：木质磺酸钙、亚甲基双萘磺酸钠，甲基萘减水剂：木质磺酸钙、亚甲基双萘磺酸钠，甲基萘磺酸甲醛缩合物（磺酸甲醛缩合物（MFMF）。
n 3 3）国内目前常用：水泥糖浆自硬砂糖浆的作用）国内目前常用：水泥糖浆自硬砂糖浆的作用是使水泥早凝早硬加入量：是使水泥早凝早硬加入量：3 3～～4%4%n 加入加入1%1%聚乙烯醇，提高自硬性和出砂性聚乙烯醇，提高自硬性和出砂性n 配方质量分数比为：配方质量分数比为：n 砂砂100 100 ，聚乙烯醇，聚乙烯醇1 1、水泥、水泥3 3、水、水4 4～～4.64.6 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n二、矾土水泥自硬砂二、矾土水泥自硬砂n 以氧化铝为主要原料，配以适量石灰石，经煅烧磨细以氧化铝为主要原料，配以适量石灰石，经煅烧磨细而成n 主要矿物成分：铝酸一钙、二铝酸一钙、三铝酸五钙、主要矿物成分：铝酸一钙、二铝酸一钙、三铝酸五钙、硅酸二钙硅酸二钙n 化学成分：与硅酸盐水泥的化学成分大不相同化学成分：与硅酸盐水泥的化学成分大不相同 n 主要差别：矾土水泥氧化钙含量低，氧化铝很高，几主要差别：矾土水泥氧化钙含量低，氧化铝很高，几乎与氧化钙相同。
乎与氧化钙相同n 具体为：氧化钙具体为：氧化钙3535～～5555、二氧化钙、二氧化钙5 5～～1010、氧化铝、氧化铝3535～～5555、氧化铁、氧化铁0 0～～1515n 标号标号: :以试样硬化以试样硬化3 3天的强度确定，分为天的强度确定，分为300300，，400400，，500500三种 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n配方质量分数比为：配方质量分数比为：n 砂砂100 100 n 矾土水泥：矾土水泥： 9 9 ～～ 12% 12%n 水：水： 7 7 ～～ 10% 10%n 糖浆：糖浆： 1 1 ～～ 3% 3%（有时加入）（有时加入）n 性能特点：矾土水泥的水化物中，不象硅酸盐性能特点：矾土水泥的水化物中，不象硅酸盐水泥那样存在大量氢氧化钙，所以高温下体积收水泥那样存在大量氢氧化钙，所以高温下体积收缩和强度降低较小，故可用于铸钢的型和芯缩和强度降低较小，故可用于铸钢的型和芯 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n三、双快水泥自硬砂三、双快水泥自硬砂n “ “快凝快硬水泥快凝快硬水泥”—”—双快水泥。
双快水泥n 凝结时间凝结时间 达到强度达到强度n 普通水泥普通水泥 2 2～～8h 28h 28天天n 双快水泥双快水泥 30min内内 8 8～～24h24hn 分类：三种分类：三种n 硅酸盐类硅酸盐类————国内多用国内多用n 氟铝酸钙类氟铝酸钙类n 硫铝酸钙类硫铝酸钙类 •西安工业大学西安工业大学<<铸造工艺铸造工艺>>n 双快水泥砂的配方：双快水泥砂的配方：n 砂：砂：100 % 100 % n 水泥：水泥：7 7～～10%10%n 水：水：6 6～～10%10%n 硼酸：硼酸：0.020.02～～0.05%0.05%n 混制：先将砂与水泥干混均匀，在加入水和混制：先将砂与水泥干混均匀，在加入水和其它附加物，湿混其它附加物，湿混1 1～～2 2分钟，出碾使用。
分钟，出碾使用 • 1、最孤独的时光，会塑造最坚强的自己• 2、把脸一直向着阳光，这样就不会见到阴影• 3、永远不要埋怨你已经发生的事情，要么就改变它，要么就安静的接受它• 4、不论你在什么时候开始，重要的是开始之后就不要停止• 5、通往光明的道路是平坦的，为了成功，为了奋斗的渴望，我们不得不努力• 6、付出了不一定有回报，但不付出永远没有回报• 7、成功就是你被击落到失望的深渊之后反弹得有多高• 8、为了照亮夜空，星星才站在天空的高处• 9、我们的人生必须励志，不励志就仿佛没有灵魂• 10、拼尽全力，逼自己优秀一把，青春已所剩不多• 11、一个人如果不能从内心去原谅别人，那他就永远不会心安理得• 12、每个人心里都有一段伤痕，时间才是最好的疗剂• 13、如果我不坚强，那就等着别人来嘲笑• 14、早晨给自己一个微笑，种下一天旳阳光• 15、没有爱不会死，不过有了爱会活过来• 16、失败的定义：什么都要做，什么都在做，却从未做完过，也未做好过• 17、当我微笑着说我很好的时候，你应该对我说，安好就好。
• 18、人不仅要做好事，更要以准确的方式做好事• 19、我们并不需要用太华丽的语言来包裹自己，因为我们要做最真实的自己• 20、一个人除非自己有信心，否则无法带给别人信心• 21、为别人鼓掌的人也是在给自己的生命加油• 22、失去金钱的人损失甚少，失去健康的人损失极多，失去勇气的人损失一切• 23、相信就是强大，怀疑只会抑制能力，而信仰就是力量• 24、那些尝试去做某事却失败的人，比那些什么也不尝试做却成功的人不知要好上多少• 25、自己打败自己是最可悲的失败，自己战胜自己是最可贵的胜利• 26、没有热忱，世间便无进步• 27、失败并不意味你浪费了时间和生命，失败表明你有理由重新开始• 28、青春如此华美，却在烟火在散场• 29、生命的道路上永远没有捷径可言，只有脚踏实地走下去• 30、只要还有明天，今天就永远是起跑线• 31、认真可以把事情做对，而用心却可以做到完美• 32、如果上帝没有帮助你那他一定相信你可以• 33、只要有信心，人永远不会挫败• 34、珍惜今天的美好就是为了让明天的回忆更美好• 35、只要你在路上，就不要放弃前进的勇气，走走停停的生活会一直继续。
• 36、大起大落谁都有拍拍灰尘继续走• 37、孤独并不可怕，每个人都是孤独的，可怕的是害怕孤独• 38、宁可失败在你喜欢的事情上，也不要成功在你所憎恶的事情上• 39、我很平凡，但骨子里的我却很勇敢• 40、眼中闪烁的泪光，也将化作永不妥协的坚强• 41、我不去想是否能够成功，既然选了远方，便只顾风雨兼程• 42、宁可自己去原谅别人，莫等别人来原谅自己• 43、踩着垃圾到达的高度和踩着金子到达的高度是一样的• 44、每天告诉自己一次：我真的很不错• 45、人生最大的挑战没过于战胜自己！• 46、愚痴的人，一直想要别人了解他有智慧的人，却努力的了解自己• 47、现实的压力压的我们喘不过气也压的我们走向成功• 48、心若有阳光，你便会看见这个世界有那么多美好值得期待和向往• 49、相信自己，你能作茧自缚，就能破茧成蝶• 50、不能强迫别人来爱自己，只能努力让自己成为值得爱的人• 51、不要拿过去的记忆，来折磨现在的自己• 52、汗水是成功的润滑剂• 53、人必须有自信，这是成功的秘密• 54、成功的秘密在于始终如一地忠于目标• 55、只有一条路不能选择――那就是放弃。
• 56、最后的措手不及是因为当初游刃有余的自己• 57、现实很近又很冷，梦想很远却很温暖• 58、没有人能替你承受痛苦，也没有人能抢走你的坚强• 59、不要拿我跟任何人比，我不是谁的影子，更不是谁的替代品，我不知道年少轻狂，我只懂得胜者为• 60、如果你看到面前的阴影，别怕，那是因为你的背后有阳光• 61、宁可笑着流泪，绝不哭着后悔• 62、觉得自己做得到和做不到，只在一念之间• 63、跌倒，撞墙，一败涂地，都不用害怕，年轻叫你勇敢• 64、做最好的今天，回顾最好的昨天，迎接最美好的明天• 65、每件事情都必须有一个期限，否则，大多数人都会有多少时间就花掉多少时间• 66、当你被压力压得透不过气来的时候，记住，碳正是因为压力而变成闪耀的钻石• 67、现实会告诉你，不努力就会被生活给踩死无需找什么借口，一无所有，就是拼的理由• 68、人生道路，绝大多数人，绝大多数时候，人都只能靠自己• 69、不是某人使你烦恼，而是你拿某人的言行来烦恼自己• 70、当一个人真正觉悟的一刻，他放弃追寻外在世界的财富，而开始追寻他內心世界的真正财富• 71、失败并不意味你浪费了时间和生命，失败表明你有理由重新开始。
• 72、人生应该树立目标，否则你的精力会白白浪费• 73、山涧的泉水经过一路曲折，才唱出一支美妙的歌• 74、时间告诉我，无理取闹的年龄过了，该懂事了• 75、命运是不存在的，它不过是失败者拿来逃避现实的借口• 76、人总是在失去了才知道珍惜！• 77、要铭记在心：每天都是一年中最美好的日子• 78、生活远没有咖啡那么苦涩，关键是喝它的人怎么品味！每个人都喜欢和向往随心所欲的生活，殊不知随心所欲根本不是生活• 79、别拿自己的无知说成是别人的愚昧！• 80、天空的高度是鸟儿飞出来的，水无论有多深是鱼儿游出来的• 81、思想如钻子，必须集中在一点钻下去才有力量• 82、如果我坚持什么，就是用大炮也不能打倒我• 83、我们要以今天为坐标，畅想未来几年后的自己• 84、日出时，努力使每一天都开心而有意义，不为别人，为自己• 85、有梦就去追，没死就别停• 86、今天不为学习买单，未来就为贫穷买单• 87、因为一无所有这才是拼下去的理由• 88、只要我还有梦，就会看到彩虹!• 89、你既认准这条路，又何必在意要走多久• 90、尽管社会是这样的现实和残酷，但我们还是必须往下走。
• 91、能把在面前行走的机会抓住的人，十有八九都会成功• 92、你能够先知先觉地领导产业，后知后觉地苦苦追赶，或不知不觉地被淘汰• 93、强烈的信仰会赢取坚强的人，然后又使他们更坚强• 94、人生，不可能一帆风顺，有得就有失，有爱就有恨，有快乐就会有苦恼，有生就有死，生活就是这样• 95、好习惯的养成，在于不受坏习惯的诱惑• 96、凡过于把幸运之事归功于自我的聪明和智谋的人多半是结局很不幸的• 97、如果我们一直告诫自己要开心过每一天，就是说我们并不开心• 98、天气影响身体，身体决定思想，思想左右心情• 99、不论你在什么时候结束，重要的是结束之后就不要悔恨• 100、只要还有明天，今天就永远是起跑线。