根据硬化原理的不同,水玻璃砂可分为:加热硬化、吹CO 2 气体硬化和硬化剂自硬化三大类,三种硬化方式的最新发展形成了新一代的水玻璃砂工艺:微波热硬化、真空CO 2 气体硬化和液态有机酯硬化。不同硬化工艺的水玻璃砂的水玻璃加入量见表2-15,其性能比较见表2-16。
表 2-15 不同硬化工艺的水玻璃砂的水玻璃加入量
表 2-16 不同硬化工艺水玻璃砂的性能比较
从使用性能看,各种硬化工艺的水玻璃砂铸型(芯)都有其优、缺点。普通炉加热硬化工艺,由于能耗高、硬化不均匀、劳动条件差、硬化后的铸型吸湿性强等原因,目前的应用很少;而微波加热工艺,虽具有诱人的发展前景,但目前从技术上和使用成本上都难于达到工业应用的要求。普通CO 2 硬化工艺,操作简便、劳动条件好,一直是普遍采用的水玻璃砂工艺,但其溃散性差、旧砂再生难的缺点也很难解决;而真空CO 2 硬化工艺,因设备的投资较大、对不同铸件的适应能力较差等原因,其应用受到一定的限制。固态粉末硬化工艺,没有克服普通CO 2 气体硬化工艺的缺点,应用较少;而液态有机酯硬化工艺,既有CO 2 硬化的操作简便、劳动条件好、型砂的强度高等优势,又有型砂溃散性好的优点,为解决水玻璃旧砂再生难的问题创造了有利条件,近年来用量激增。
对水玻璃黏结剂进行物理或化学改性处理,可提高水玻璃的黏结强度,进一步降低水玻璃的加入量。例如:目前,酯硬化改性水玻璃砂的水玻璃加入量可降低到1.8%~2.5%正常使用(在新砂的情况下),此时水玻璃砂的溃散性接近树脂砂。