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序 1

前言 1

第1章　概述 1

1.1　水玻璃砂工艺发展的经历 2

1.1.1　CO2吹气硬化水玻璃砂 2

1.1.2　粉末硬化剂自硬水玻璃砂 4

1.1.3　液态有机酯自硬水玻璃砂 5

1.1.4　对水玻璃砂溃散性和旧砂回用的再认识 6

1.1.5　其他水玻璃砂工艺方法 8

1.1.6　水玻璃砂工艺的最新发展 10

1.2.1 水玻璃砂的性能特征及其应用范围 11

1.2　水玻璃砂的性能特征及其与粘土砂和树脂砂的比较 11

1.2.2　水玻璃砂、树脂砂和粘土砂用于铸钢件生产的比较 12

1.2.3　选择铸钢件铸造工艺技术改造方案的思考 14

1.3　基于水玻璃砂绿色铸造的关键技术 16

1.3.1　绿色铸造的重大意义 16

1.3.2　水玻璃——绿色铸造粘结剂 17

1.3.3　实现水玻璃砂绿色铸造的关键技术 19

1.3.4　绿色铸造水玻璃砂工艺的技术优势及目标 22

参考文献 23

第2章　水玻璃砂的工艺原理及特征 26

2.1　水玻璃的种类及基本特征 26

2.1.1　钠水玻璃 26

2.1.2　钾水玻璃 34

2.1.3　锂水玻璃 37

2.2　钠水玻璃砂的硬化机理概述 39

2.2.1　化学硬化形成新的产物 39

2.2.2　失水由液态到固态的物理硬化 41

2.2.3　物理硬化与化学硬化的区别 41

2.3 CO2气体硬化钠水玻璃砂的硬化机理 42

2.3.1　CO2气体硬化钠水玻璃砂的机理 42

2.3.2　CO2气体硬化钠水玻璃砂的性能及影响因素 44

2.3.3　CO2气体硬化钠水玻璃砂的改进工艺方法 49

2.4.1　加热硬化水玻璃砂的硬化原理及特点 51

2.4.2　加热硬化水玻璃砂的基本特征及影响因素 51

2.4　加热硬化水玻璃砂的硬化机理 51

2.4.3　加热硬化水玻璃砂的改进工艺方法 52

2.5　粉末硬化剂硬化水玻璃砂的硬化原理 55

2.5.1　硅铁粉硬化剂 55

2.5.2　硅酸二钙硬化剂 55

2.6　有机酯液态硬化剂硬化水玻璃砂的硬化原理 56

2.6.1　有机酯硬化剂的化学组成 56

2.6.2　有机酯硬化剂的硬化原理 58

2.6.3　有机酯水玻璃砂的性能及其影响因素 59

2.7　不同硬化水玻璃砂性能的对比分析 63

2.8　铸件材质对水玻璃砂性能的要求及特点 64

参考文献 66

3.1.1　水玻璃的老化 68

3.1　水玻璃粘结剂的老化现象 68

第3章　水玻璃粘结剂的老化及改性 68

3.1.2　老化现象对水玻璃砂性能的危害 72

3.2 　水玻璃粘结剂改性的方法与技术 74

3.2.1　水玻璃的物理改性 74

3.2.2　水玻璃的化学改性 79

3.2.3　水玻璃的复合改性 80

参考文献 83

第4章　CO2硬化水玻璃砂 84

4.1　原材料的性能与要求 84

4.1.1　原砂 84

4.1.2　水玻璃 86

4.1.3　其他材料 89

4.2　型砂配方及混砂工艺 93

4.2.1　传统工艺配方 93

4.2.2　近年新开发的CO2硬化水玻璃砂工艺 95

4.2.3　造型制芯要求 99

4.3　吹气硬化工艺及装备 99

4.3.1　传统吹气方式 99

4.3.2　复合吹气方法 109

4.4　真空CO2硬化水玻璃砂 114

4.4.1　VRH-CO2的主要工作原理 115

4.4.2　VRH法工艺的主要特点 115

4.4.3　VRH法的主要工序 116

4.4.4　典型工艺配比 120

4.4.5　VRH-CO2法的新发展 121

4.5　CO2硬化水玻璃砂的性能及其影响因素 123

4.5.1　常温强度 123

4.5.2　高温性能 126

4.5.3　出砂性的指标——残留强度 128

4.6　CO2硬化水玻璃砂的常见缺陷及防止方法 132

4.6.1　粘砂 132

4.6.2　表面粉化（白霜） 134

4.6.3　吸湿性 135

4.6.4　出砂性差 137

4.6.5　旧砂再生回用困难 137

4.7.1 普通CO2水玻璃砂生产线 139

4.7 CO2硬化水玻璃砂生产线 139

4.7.2　VRH-CO2水玻璃砂生产线 140

参考文献 144

第5章　有机酯硬化水玻璃砂 148

5.1 原材料的性能与要求 148

5.2　型砂配方及混砂工艺 149

5.2.1　常用的型砂配方 149

5.2.2　混砂工艺 150

5.3　酯硬化水玻璃砂主要设备 151

5.3.1　混砂机 151

5.3.2　振动紧实台 153

5.4　酯硬化水玻璃砂的性能特征及其影响因素 154

5.4.1　酯硬化水玻璃砂的性能特征 154

5.4.2　影响酯硬化水玻璃砂强度的因素 156

5.4.3　水玻璃砂硬化速度的调节方法 161

5.4.4　影响水玻璃砂溃散性的因素 163

5.5　酯硬化水玻璃砂的缺陷及防止方法 166

5.5.1 酯硬化水玻璃砂工艺的典型缺陷分析 166

5.5.2　酯硬化水玻璃砂工艺的常见缺陷及其防治措施 168

5.6　酯硬化水玻璃砂造型生产线 171

5.7　新一代有机酯硬化改性水玻璃砂工艺及其特点 174

参考文献 175

6.1　水玻璃砂涂料的组成、混制及其要求 176

6.1.1　涂料的组成 176

第6章　水玻璃砂涂料 176

6.1.2　涂料的混制及其涂敷方法 187

6.1.3　水玻璃砂对涂料性能的要求 193

6.1.4　水玻璃砂涂料的作用及其分类 195

6.2　醇基水玻璃砂涂料 197

6.3 水基水玻璃砂涂料 200

6.4　水玻璃砂特种涂料 201

6.4.1　加固性涂料 201

6.4.2　水玻璃砂转移涂料 203

6.5　涂料常见的缺陷及其防止措施 206

参考文献 209

7.1　铸造旧砂再生的基本过程及其方法 212

7.1.1　铸造旧砂的回用与再生 212

第7章　水玻璃旧砂再生技术 212

7.1.2　铸造旧砂再生的常用方法及特点 215

7.1.3　典型旧砂再生设备的结构原理及使用特点 216

7.2　水玻璃旧砂的性能特征及其再生方法的选择 218

7.2.1　水玻璃旧砂的性能特点 218

7.2.2　水玻璃旧砂常用的两种再生方法比较 220

7.3　典型的水玻璃旧砂干法再生设备系统 222

7.3.1　立式逆流搅拌干法再生系统 223

7.3.2　“振动破碎球磨—加热干燥—气流冲击”干法再生系统 225

7.3.3　水平滚筒式逆流搅拌干法再生系统 225

7.3.4　振动式干法再生系统 226

7.3.5　离心冲击式干法再生系统 227

7.4.1 国内常见的湿法再生系统 228

7.4　水玻璃旧砂的湿法再生技术及设备 228

7.4.2　国外较完整的湿法再生系统 233

7.4.3　强擦洗湿法再生及污水处理系统 234

7.4.4　水玻璃旧砂湿法再生的污水处理技术 235

7.5　水玻璃旧砂的其他再生回用方法 239

7.5.1　“化学改性”水玻璃旧砂再生方案 239

7.5.2　水玻璃旧砂的“干法回用—湿法再生”方案 240

7.6　水玻璃旧砂的再生机理及影响因素 241

7.6.1 干法再生的机理及其影响因素 241

7.6.2　湿法再生的机理及其影响因素 246

7.7　水玻璃再生砂的性能特征 250

7.7.1　吸湿性 250

7.7.2　可使用时间 251

7.7.3　再生砂的粘结强度 253

7.7.4　再生砂循环使用后的溃散性 254

7.8　水玻璃旧砂的再生效率与再生砂性能的综合评价 255

7.8.1　再生效率的评价指标 255

7.8.2　Na2O含量的测定方法及其影响因素 257

7.8.3　Na2O含量累积的理论计算 259

7.8.4　再生砂性能的指标及其综合评价 260

7.9　水玻璃再生砂的成本及经济效益计算 261

7.9.1　水玻璃再生砂的成本 261

7.9.2　新砂成本及运输费 262

7.9.3　经济效益计算举例 262

参考文献 265

8.1.1　改性水玻璃研究与开发 268

第8章 水玻璃砂工艺技术研究的量新成果及发展方向 268

8.1　水玻璃砂工艺技术研究的最新成果 268

8.1.2　水玻璃旧砂再生理论、新技术与装备的研究 269

8.1.3　其他水玻璃砂工艺及理论研究成果 272

8.2　水玻璃砂工艺技术研究及应用的发展方向 291

8.2.1 水玻璃砂工艺技术仍存在的问题 291

8.2.2　水玻璃砂工艺技术研究及应用的发展方向 293

8.3　21世纪基于水玻璃砂工艺的绿色清洁铸造生产技术展望 295

8.3.1 建立友好的水玻璃砂清洁铸造生产的环境 295

8.3.2　实现无污染的水玻璃旧砂完全再生回用 295

参考文献 296

9.1.2　粘度 298

9.1.1　密度 298

第9章 水玻璃粘结剂及其型砂的性能测试方法 298

9.1　水玻璃粘结剂 298

9.1.3　氧化钠含量 300

9.1.4　二氧化硅含量 300

9.1.5　模数 301

9.1.6　水不溶物 303

9.2　水玻璃砂 303

9.2.1　取样和试样制备 304

9.2.2　含水量 305

9.2.3　透气性 306

9.2.4　强度 308

9.2.5 可使用时间 310

9.2.6　表面稳定性 311

9.2.7 吸湿性 311

9.2.8　溃散性 312

9.3　水玻璃旧砂及其再生砂 313

9.3.1　水玻璃旧砂及再生砂中氧化钠含量的测定 313

9.3.2　水玻璃旧砂及再生砂中的可溶和不可溶部分的测定 315

9.3.3　灼烧减量 315

9.4　硬化剂性能测试 316

9.4.1　CO2硬化剂 316

9.4.2　有机酯硬化剂 318

参考文献 322