铸造用水玻璃及其改性机制

1概述

1.1我国铸造业面临新机遇和新挑战

1.1.1我国铸造业的前景喜人

1.1.2我国铸造业面临新的挑战

1.2化学粘结剂砂在我国铸造生产中的地位

1.2.1湿型砂在我国铸件生产中占半壁江山

1.2.2化学粘结剂砂

1.3冷芯盒法

1.3.1硬化气体或气雾的性能

1.3.2硬化气体或气雾在砂芯(型)硬化中的作用

1.3.3冷芯盒法的发展方向

1.4自硬法

1.4.1自硬法硬化剂的性能及作用

1.4.2自硬法的发展方向

2水玻璃-CO2砂强度低的关键原因及改性途径

2.1水玻璃砂存在的主要问题

2.1.1溃散性差

2.1.2旧砂再生、回用困难

2.1.3砂型(芯)表面粉化

2.1.4抗吸湿性差

2.1.5粘砂

2.1.6粘结强度偏低，水玻璃加入量大

2.2水玻璃-CO2砂强度低的关键原因及解决措施

2.2.1直接吹CO2导致硬化反应不均匀

2.2.2水玻璃存放过程中出现老化现象

2.2.3不同硬化方法的水玻璃砂强度差异明显的关键原因

2.2.4结论

2.3水玻璃的胶凝

2.3.1水玻璃的基本成分和聚合方式

2.3.2不同硬化方法水玻璃胶粒差异明显的原因

3水玻璃改性剂的选择及改性水玻璃的合成

3.1细化凝胶胶粒改性剂的选择

3.1.1铸造用粘结剂的特点

3.1.2改性水玻璃分子结构设计的主要要求

3.1.3水玻璃改性剂的选择

3.1.4改性水玻璃分子主体结构的设想和目标

3.2改性水玻璃的合成

3.2.1合成装置、工艺及试样制备

3.2.2合成用原材料及其加入量的选定

3.2.31#树脂改性水玻璃合成工艺的优化

3.2.42#、3#树脂改性水玻璃的合成

3.2.5选用固体硅酸钠的必要性

4改性水玻璃及改性水玻璃砂适用性的研究

4.1改性水玻璃砂的主要工艺性能

4.1.1即时强度和终强度

4.1.2表安性

4.1.3抗吸湿性和存放性

4.1.4可使用时间和流动性

4.2改性水玻璃砂的主要工作性能

4.2.1热强度和高温强度

4.2.2溃散性

4.2.3水玻璃砂型温度场的计算机模拟

4.2.4发气性

5改性水玻璃用于其他硬化工艺的可行性及生产应用

5.1改性水玻璃用于其他硬化工艺的探求

5.1.1真空置换硬化法

5.1.2CO2-酯法

5.1.3热空气法和热空气-CO2法

5.1.4CO2-烘干法

5.2改性水玻璃在铸造生产中的应用

6改性水玻璃改性机制的验证

6.1用透射电镜观察水玻璃硬化后的凝胶胶粒

6.1.1实验方法

6.1.2实验结果与分析

6.2用核磁共振谱检验改性水玻璃聚硅酸表面硅羟基是否有氢键形成

6.2.1自旋晶格弛豫时间

6.2.21#、3#树脂及其相应的改性水玻璃18#、A1的13CNMR谱

6.2.3核磁共振谱检测结果的结论

6.3用红外光谱查明水玻璃硬化前后分子结构的差异

6.3.1水玻璃硬化前的红外光谱分析

6.3.2水玻璃硬化后的红外光谱分析

6.3.3红外光谱分析结论

6.4用X射线分析查明硬化及焙烧后的不同水玻璃物相

6.4.1实验设备及材料

6.4.2实验结果及分析

6.4.3X射线分析结论

6.5用差热分析查明水玻璃在加热过程中的物相变化及其差异

6.5.1实验仪器及实验材料

6.5.2实验结果及分析

6.5.3差热分析的结论

参考文献

　　本书在全面分析、评价不同砂型铸造工艺优缺点及发展前途的基础上，对水玻璃砂，尤其CO2硬化水玻璃砂存在的问题进行了全面剖析，对其强度低、粘结效率得不到应有发挥的关键原因及改性途径进行了深刻的分析，从粘结剂的科学配方、可采用的改性剂、合成工艺等方面进行了深入的探索，通过优选得到有很好使用性能的改性水玻璃，为水玻璃改性开辟了一条具有广阔应用前景的道路。　　该书理论联系实际，其研发思路、研究步骤、实验研究方法均发人深省，对从事水玻璃砂研究和应用的广大铸造工作者有很好的参考价值。　　本书在分析铸造用粘结剂现状及发展趋向的基础上，围绕无机化学粘结剂水玻璃开展了深度研究。通过系列实验和理论研究，阐明了水玻璃吹CO2气体硬化后凝胶胶粒粗大是导致它强度较低的关键原因；介绍了从组分的科学设计入手，对普通水玻璃进行全新改性的途径和措施，以及所研制的改性水玻璃优良的工艺性能、工作性能，并结合研究的进程对各阶段的成果进行了理论分析；介绍了将研究成果和研制的改性水玻璃用于生产实际的情况；最后通过系列微观分析，对水玻璃的改性机制的科学性、可靠性进行了验证、分析。　　本书内容丰富，理论新颖，密切结合铸造生产实际，对推动水玻璃粘结剂的研究和应用具有指导意义，可供从事水玻璃及水玻璃砂研究和应用及相关领域的铸造工作者使用，也可作为高等学校和中等学校相关专业师生的参考用书。【作者简介】　　许进，女，1961年10月生，1982年华南理工大学铸造专业本科毕业，分别于1988年和1994年获华中科技大学(铸造专业)工学硕士和工学博士学位；先后主持完成国家、省部级科研项目8项，发表学术论文50余篇，曾获湛江市科技进步奖，被科技部评为全国科技先进工作者、火炬计划实施十五周年先进个人；曾任湛江市科技局副局长，现任湛江市广播电视大学党委书记、校长、副教授。