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收稿日期:2002-12-03; 修订日期:2003-03-06作者简介:董选普(1964- ),江苏万年人,副教授,博士.研究方向:铝镁合金的薄壁成形工艺及其快速制造技术.水玻璃自硬砂铸钢件热裂倾向的研究董选普,何大炎,樊自田,陆 浔,黄乃瑜(华中科技大学材料科学与工程学院湖北武汉430074)摘要:在新型改性水玻璃砂造型工艺中,水玻璃加入量为2.5%~ 3.0%,铸钢件产生热裂倾向。
从理论和实践两方面论述铸钢件不产生热裂的原因,为以新型改性水玻璃砂为基础的绿色铸造技术在薄壁铸钢件的应用奠定基础。
关键词:改性水玻璃砂;绿色铸造;热裂中图分类号:TG245 文献标识码:A 文章编号:1000-8365(2003)05-0378-03Stu dy on Hot Tear Trend of Casting Steel Produced by Modified Sodium Silicate SandDON G Xuan -pu,HE Da -yan,FA N Z-i t ian,L U Xun,HU AN G Na-i yu(College o f M aterials Science and Eng ineering,Huazhong U niversity of Science and T echnology ,Wuhan 430074,China)Abstract:T he hot tear trend of castings steel produced by new modified sodium silicate sand under additions of 2.5%~3.0%was studied,and the reasons of steel casting no appearance of hot tear in this conditions was discussed at both theory and practice.It is an essential to apply green foundry technology based on new modified sodium silicate sand in thin w alled steel castings.Key words:M odified sodium silicate sand;Green foundry;H ot tear近几年来,涌现出多种新型水玻璃砂工艺,水玻璃加入量大幅下降,有的甚至降到2.5%[1],机械震动落去铸钢件内部的砂芯已经成为可能,并在生产中得到了验证。
水玻璃在铸造生产中的应用1、概述（1）水玻璃别名泡花碱，是硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂和硅酸季铵盐在水中以离子、分子和硅酸胶粒并存的分散体系。
（2）纯净的水玻璃外观为无色透明的粘稠液体，当含有铁、锰、铝、钙的氧化物时，则带有黄、绿、青灰和乳白等各种颜色。
（3）一般的水玻璃指钠水玻璃，铸造中使用的水玻璃的模数通常为2＜M＜4。
（4）水玻璃砂加热到800℃以上时具有良好的退让性，能减少铸件的热裂缺陷，但加入量偏高时，浇注后型砂的残留强度高，溃散性差。
2、特点（1）硬化和强化：水玻璃的粘度超过浓度-模数相结合的临界值时便开始趋向硬化，硬化的水玻璃依赖进一步失水而增强，称为强化阶段。
人们采取加热烘气体硬化法、硅铁粉自硬砂等方法促使水玻璃硬化。
干、微波烘干、CO2（2）水玻璃粘结剂的硬化采取强脱水、少反应的原则，来增加粘结强度。
（3）模数的调整：降低水玻璃的模数时，加入NaOH水溶液（质量分数为Cl水溶液（质量分数为10%）或无定10%-20%）；升高水玻璃模数时，加入NH4。
也可按比例将高、低模数的水玻璃混合获得一种中间模数的水玻璃。
型SiO2（4）浓度的调整：加热脱水或增水即可。
铸造行业中习惯用密度来反映水玻璃的浓度，常用波美度°Be’来表示。
（5）老化与物理改性：老化指水玻璃存放过程中，其粘度和粘结强度显著下降，凝聚胶化速度加快，其实是内部能量缓慢释放的过程。
通过磁场处理、超声振荡、回流加热、热压釜加热等物理改性消除水玻璃的老化情况。
（6）水玻璃砂溃散剂：多糖类、树脂类、油类、纤维素类、碳质类、无机物类、矿石类等。
）、固体（硅铁粉等）、液体（丙烯酸碳酸酯）。
（7）水玻璃硬化剂：气体（如CO2我国供应嘴普通的MDT系列有机酯为MDT-901（慢酯）、MDT-903（快酯）、MDT-800（极慢）、MDT-Q（极快）。
3、以水玻璃为粘结剂的型砂和芯砂吹气硬化水玻璃砂：根据不同的配比可适用于铸钢件型（芯）砂、铸（1）CO2铁件型砂等。
新型水玻璃自硬砂在铸造上的应用摘要：本文对目前国内铸钢件用造型制芯工艺及材料进行了具体的论述，对各种工艺的优缺点进行了分析，以为酯硬化水玻璃自硬砂工艺是铸钢件生产中最为合适的工艺，我单位在原酯硬化工艺的基础上，对水玻璃砂粘结剂体系进行活化改性架接，成功地研制出新型水玻璃自硬砂工艺及材料。
通过对新工艺的工艺性能试验、经济技术分析，以及多个生产应用厂家的生产应用表明，新型水玻璃自硬砂工艺具有水玻璃加进量低(≤3%)，型砂强度高，(抗拉0.5-1.4Mpa),型砂硬透性好，硬化速度可调，型砂溃散性好，旧砂易于干法再生回用，回用率≥80%，生产本钱低，无毒无污染，浇注出的铸伯无裂纹及气孔缺陷，铸件质量和尺寸精度可与呋喃树脂砂工艺相媲美。
因此，该工艺是一种先进可靠的工艺，预计会在国内铸造行业推广应用，将会取得明显的经济及社会效益。
前言造型制芯工艺在铸件生产过程中占有十分重要的地位，它直接影响铸件的质量，生产本钱，生产效率及环境污染。
随着机械产业的发展，对外经济贸易的扩大，以及环境污染、能源紧张、材料涨价等题目的日益严重，对铸造生产和铸件质量提出了更高的要求，尤其是跨进二十一世纪的今天。
为了适应二十一世纪绿色、集约化铸造的需要，符合可持续发展战略，新一代造型制芯工艺必须满足下述几个方面的要求：1.生产的铸件质量好，铸造缺陷少。
2.劳动条件好，对生态环境污染少。
3.最大限度地利用自然资源，节省能源。
4.生产本钱低，生产效率高。
我单位开发的新型水玻璃自硬砂工艺在这方面具有很大的上风，是符合可持续发展模式的绿色环保型造型制芯工艺。
混砂机目前国内铸钢件生产用造型制芯工艺及材料现状目前，国内铸钢件用造型制芯工艺主要有两大类，无机类粘结剂系统以水玻璃砂工艺，有机类粘结剂系统以呋喃树脂砂工艺为主，两种工艺上前的使用现状主发展远景如下。
一.水玻璃砂工艺水玻璃砂工艺具有设备简单，操纵方便、无毒味、本钱底廉等特点，从50年代开始广泛地用于国内铸钢件的生产，尤其是CO2水玻璃砂工艺。
关于酯硬化改性水玻璃砂工艺在铸钢件中的应用关于酯硬化改性水玻璃砂工艺在铸钢件中的应用海玉虎【摘要】在铸钢生产过程中，酯硬化改性水玻璃是一种比较理想的材料，合理采用酯硬化改性水玻璃砂工藝，能够使水玻璃的加入量降低到3%以下，并明显改善渍散性，而且也可以有效地提升旧砂的回收利用效率。
基于此，论文主要对酯硬化改性水玻璃砂工艺在铸钢构件中的应用进行分析，以供参考。
【关键词】酯硬化改性水玻璃;砂工艺;铸钢;应用【Abstract】In the production process of steel casting，ester hardening modified water glass is a kind of idealized material， and the reasonable application of ester hardening technology of modified water glass sand can reduce the amount of water glass to less than 3%，and obviously improve the dispersion，but also effectively improve the recycling efficiency of old sand. Based on this， the paper mainly analyzes the application of ester hardening technology of modified water glass sand in cast steel members， for reference.【Keywords】ester hardening technology of modified water glass sand; cast steel; application1 引言对于铸钢生产来说，造型工序在其中占据着非常重要的地位，其会对铸钢件的生产质量、生产效率以及生产成本产生直接的影响。
水玻璃有机脂自硬砂的研究一、前言：在单件小批量的铸件生产中，我国应用自硬型砂工艺来改善手工造型工人的劳动条件，提高劳动效率，改善铸件质量，取得了积极的成果，我国从七十年代初期开始，便对水玻璃自硬砂着手研究开发。
根据我国长期来在铸钢生产中应用这种自硬砂的体会，认为水玻璃有机脂没有呋喃树脂砂所存在的那么严重的环保，价格，气孔缺陷，铸钢增碳等问题，而且适应性强。
二、影响硬化反应的因素：水玻璃有机脂自硬砂是以石英砂（或其它特种砂）为原砂，水玻璃为粘结剂，易水解的液状有机脂为硬化剂的自硬性型砂。
影响水玻璃有机脂硬化反应的因素很多，其中主要有三个因素，有机脂的种类、水玻璃模数、环境温度。
1、脂的种类的影响有机脂的种类很多，它们的化学性又大不相同，与水玻璃之间硬化反应的速度相差悬殊，据有关资料介绍可以快到几分钟，慢到几小时，这样就可以根据生产需要，选用不同速度的硬化剂搭配。
为了解决冬季MDT-901硬化反应过慢的问题，在MDT-901中加入适量的1#调节脂，硬化反应速度显著加快，表1是采用2.6模数水玻璃的对比试验数据。
2、水玻璃模数的影响试验证明水玻璃模数越高，硬化反映速度越快。
表2是不同模数的水玻璃硬化反应的数据。
混合脂和MDT-901硬化反映速度对比（其它条件相同）表13、环境温度的影响系统温度是大多数化学反应的条件之一，造型是在敞开的条件下操作，所以环境温度——气温对硬化反应速度的影响很大，为适应生产需要，低温季节必须使用硬化调节脂（见表1）表3数据说明温度对硬化反应的影响。
表2：不同模数的水玻璃硬化反应速度对比表3：不同季节相同配方的型砂硬化反应速度对比三、原材料及配方工艺原材料及配方工艺（一）原材料1、原砂水玻璃有机脂自硬砂对原砂的要求不象树脂砂那样苛刻，当然粒形比较好、灰、粉少，粒度分布好的原砂，水玻璃加入量可经减少，我们原则上规定，作为面砂的石英砂，其成分级别在2S以上粒度为5#（40/70或45/75目），水分含量＜1，过去在生产中应用江、浙一带的人工石英砂、粒形和灰、粉含量均不够理想，因而水玻璃加入量较多，一般为原砂量的1.5%左右，采用粒形好，粉尘少的海砂，水玻璃加入量为原砂的.3%。
生产薄壁类铸钢件用几种自硬砂工艺综述生产铸钢件可供选择的型砂工艺有：呋喃树脂自硬砂工艺、碱性树脂自硬砂工艺、pepset 法自硬砂工艺、新型水玻璃自硬砂工艺。
这四种自硬砂工艺的基本情况如下：一、四种自硬砂工艺的概述（一）呋喃树脂自硬砂工艺1、工艺主要优势（1）铸件表面质量和尺寸精度高。
（2）型芯溃散性好，铸件落砂清理容易。
（3）旧砂干法再生回用容易，回用率高（≥90％）。
这些优点使该工艺在铸件生产中得到大面积推广应用，尤其是铸铁件的生产。
2、工艺缺点多年的理论研究和生产实践表明，用呋喃树脂砂工艺生产铸钢件有难以解决的技术难题。
（1）呋喃树脂砂热膨胀系数大，高温退让性差，铸件易产生裂纹，尤其是薄壁、壁厚差较大，结构复杂的铸钢件。
（2）粘结剂系统含S、N等有害元素，易造成铸件表面渗硫，造成表面微裂纹，以及N导致的气孔或皮下气孔。
（3）型砂发气量较大，铸件易出现气孔缺陷。
（4）混砂、造型、浇注、落砂、清理过程中产生SO2、CO等有害气体，污染作业环境。
正是由于上述一些原因，导致某些工厂不能把所有产品都使用呋喃树脂砂生产，而保持呋喃树脂砂、水玻璃砂（粘土砂、碱性树脂砂）并行的状态，造型管理、生产上的诸多不便。
呋喃树脂砂生产线有的因铸件废品率多、生产成本高已闲置，有的生产线已改造成新型水玻璃自硬砂生产线或碱性树脂砂生产线。
针对呋喃树脂砂工艺的不足，国内外专家进行了多年研究，推出改性呋喃树脂，并在生产过程中采取多项工艺措施（如冷铁等），但未收到明显实效。
综上所述，呋喃树脂砂工艺用于铸钢件的生产不是一种好的选择，生产薄壁、结构复杂、易产生裂纹、气孔类缺陷的泵、阀、机车类铸钢件则更不可取。
（二）碱性树脂自硬砂工艺1、工艺优势（1）铸件表面质量和尺寸精度高，铸件综合质量优良。
（2）粘结剂系统不含S、P、N等有害元素，可防止因这些元素引起的铸件缺陷。
（3）具有独特的高温硬化特性，可显著减少铸钢件的热裂缺陷。
（4）固化剂参与硬化反应，型砂硬化性能好，可调性强。
新型水玻璃自硬砂技术的最新进展和应用现状沈阳汇亚通铸造材料有限公司：刘洪涛、尹德英前言：水玻璃自硬砂（即液态有机酯自硬水玻璃砂）开始于上世纪70年代的美国，上世纪80年代后逐步在我国推广应用。
近年来该工艺在广大铸造界同仁的不懈努力下，无论在基础理论研究、还是原辅材料、工艺技术和装备制造几个方面都取得了突破性的进展，基本上解决了水玻璃砂工艺：溃散性差、旧砂再生困难两大难题，使新型水玻璃自硬砂工艺成为实现绿色清洁铸造生产的型砂工艺之一。
一、新型水玻璃自硬砂技术的发展新型水玻璃自硬砂是在普通酯硬化水玻璃自硬砂基础上发展起来的，是水玻璃砂的换代产品，是第三代水玻璃砂的代表。
这里简略说明一下，依工艺性能的优劣对三代水玻璃砂的划分：第一代水玻璃砂：以CO2硬化水玻璃砂为代表，包括为改善水玻璃砂的溃散性加入各种溃散剂的水玻璃砂、CO砂、以粉状硬化剂为主体的自硬砂（硅酸二钙、硅铁粉、赤泥、铬矿渣、各种水泥、氟硅酸钠……）、加热硬化水玻璃砂。
第二代水玻璃砂：普通酯硬化水玻璃自硬砂微波硬化水玻璃砂真空CO2硬化水玻璃砂第三代水玻璃砂：以新型水玻璃自硬砂为代表，包括个别酯硬化改性水玻璃自硬砂。
近年来，随着我国铸造界的科技人员对水玻璃砂基础理论(水玻璃老化、增强改性、旧砂再生)研究的突破，对解决水玻璃砂两大难题（溃散性差、旧砂再生难）的理论认识有了重大进展。
并在如下关键技术上取得了重大突破或进展：①新型高性能改性水玻璃黏结剂的产生和商品化通过使用高质量的原材料来生产高品质的水玻璃黏结剂（纯度高、杂质少），并对水玻璃黏结剂进行物理或化学改性，研制出强度高、性能好且稳定（抗湿性好、砂型的表面稳定性高，不易老化等）、适应范围广、可调节性强的新型水玻璃黏结剂。
如我公司自主研制开发的HYT-S系列六种牌号的新型改性水玻璃可满足不同生产条件下的工艺要求，使用该水玻璃生产时，水玻璃的加入量为1.8％-3.0％。
现已在国内几十家铸造企业中应用并得到广泛好评。
水玻璃砂型铸造技术研究及应用新进展摘要：本文分析了水玻璃砂铸造技术在国内外应用与研究的最新进程。
研究的内容有水玻璃粘结剂抗吸湿改性技术、水玻璃砂微波加热固化技术，以及水玻璃砂的发展前景等。
通过逐步解决水玻璃砂的旧砂的回收利用和抗潮性等问题，成功研制出硅酸钠砂微波加热固化工艺方法、新型水玻璃粘结剂材料，使水玻璃砂的绿色清洁生产成为可能。
关键词：水玻璃砂；铸造技术；应用新进展自1947年捷克引入水玻璃砂以来，砂的脱模、硬化、压缩和混合都比粘土砂简单，大大提高了生产效率、尺寸精度和砂的强度。
我国从50年代开始采用，铸钢的主要砂型很快成为重要。
固化后脱模、固化速度快、注射时不产生有害气体、货源方便、价格低廉、强度高、不污染环境、铸造精度高是水玻璃砂的主要优点。
旧砂回用困难、铸件清理困难、分散性差、残余强度高是水玻璃砂主要缺点。
人们曾对崩解剂进行过广泛研究，以改善水玻璃砂的崩解，但收效甚微。
树脂砂具有优异的崩解性能，但在高温下会产生有害气体污染环境，而且其成本是水玻璃砂的10～20倍。
所以，水玻璃砂的研究又被广大铸造工作者重新关注，包括水玻璃砂的真空置换硬化方法、改性处理、“老化”现象，及其有机酯水玻璃不燃砂的研究。
一、水玻璃砂微波加热硬化技术微波固化水玻璃砂也具备需要优点，例如易于控制、节能高效、加热均匀、升温速度快等。
水玻璃固化方法经过了很多阶段，例如微波固化、液态有机油脂固化、二氧化碳固化、普通热固化、粉末固化等，有很好的开展前景。
然而，水玻璃砂的微波固化很难投入实际使用，由于水玻璃砂芯固化后吸湿性高，模具材料要求高。
以此，华中科技大学、内蒙古工业大学、重庆大学等，研究了微波固化水玻璃砂技术。
初步研究了水玻璃砂的工程应用方案及微波加热技术，以及初步试验了水玻璃砂的崩解性能和微波固化性能。
在国家自然科学基金的支持下，华中科技大学微波固化水玻璃砂的特性进行了系统分析，对水玻璃砂微波固化的实用系统进行了构建。
新型水玻璃自硬砂工艺在铸钢生产中的应用一．前言目前国内外冷凝自硬砂工艺主要分为二大类：无机类粘结剂以水玻璃砂工艺为主，有机类粘结剂以呋喃和碱性酚醛树脂砂工艺为主。
以上二大类自硬砂工艺在二十世纪下半期至今在全世界铸造业应用并不断成熟完善。
但此二种工艺在性能上各有特点，也存在问题。
特别在铸钢、合金钢件的铸造时有明显工艺上的不足。
CO2硬化水玻璃加入量高（一般为7%~8％），砂的残留强度高，溃散性差，旧砂再生回用困难。
有机粘结剂树脂砂工艺的出现，在一定程度上解决了CO2水玻璃砂的固有缺陷，但碱性酚醛树脂成本高，呋喃树脂砂易出现铸件裂纹、气孔等缺陷。
水玻璃“新三法”（VRH、微波烘硬、有机脂）的问世，使水玻璃的加入量降低了一半，溃散性大有改善，但新“三法”在工艺上存在着一定的缺陷，VRH 法因设备投资大及铸件尺寸受真空室限制；微波烘硬法因铸型吸湿性强及电微波转化率低；回用砂率综合性能差等缺点，严重制约了水玻璃砂的发展。
随着水玻璃基础理论研究的不断进展，水玻璃砂溃散性差和旧砂再生困难等缺点并非水玻璃的固有特性。
它来源于对水玻璃化学和胶体化学认识不足和使用不当（1）。
目前国内以沈阳汇亚通铸造材料有限责任公司等单位在这方面的研究取得了领先。
他对普通水玻璃进行一系列化学和物理改性及电离子架接，研制开发了新型水玻璃和专用酯类固化剂自硬砂工艺，为水玻璃砂的第三次中兴产生了质的飞跃。
二．新型水玻璃酯硬砂工艺的应用我公司年产阀门承压铸钢件2000余吨，产品以单价小批量为主，壳体主要壁厚10~60mm，且薄件居多。
材质牌号有普通碳素钢，耐热耐高温铬钼钢、铬钼钡钢及各种耐酸不锈钢。
其中有30％是电站阀门铸件，有20％左右是出口阀门配套铸件。
因此，对造型工艺及材料要求相当苛刻。
我们于2000年下半年开始对原粘土砂工艺进行技术改造，要求采用新工艺、新材料，以低成本高质量满足当前生产及市场竞争的需要，在选择工艺方案阶段，我们对普通水玻璃自硬砂，呋喃树脂自硬砂及新型水玻璃自硬砂三种砂型工艺，分别在不同材质、不同品种的阀门铸钢件上进行了工艺试验，试验用原砂为福建平潭优质擦洗硅砂，粒度为40／70目，SiO2含量≥96％，含泥量和含水量分别≤0.5％，角形系数≤1.25％，硬化性能冬季，硬透性较差硬化时间可调性差硬透性好，硬化时间可调硬透性好，硬化时间可调热裂倾向中易裂小操作环境无毒、无气味气味大无毒、无气味旧砂再生回用率≥60％≥90％≥85％工艺配比粘结剂4％ 1.0%~1.2％ 1.8%~2.5％固化剂占粘结剂量12%~15％占粘结剂量50%~60％占粘结剂量15%~20％材料成本（元／吨型砂）288245.04214.3材料单价（元／吨）水玻璃：800化剂：1700树脂：12600固化剂：3400水玻璃：2100固化剂：1700注：新砂成本210元／吨，再生砂成本为新砂成本的三分之一即70元／吨从表1可见，新型水玻璃自硬砂工艺具有成本低，操作方便，铸件表面质量好，无毒无污染，发气量低，热裂倾向小，旧砂回用率高，特别对单件小批量、薄壁易裂的合金钢件，更具有突出的经济和社会效益。
综上所述，从适用性、经济性考虑，我们选择了新型水玻璃自硬砂工艺，于2000年下半年建成了水玻璃自硬砂生产线，工艺流程；三．辅材料物理性能对新型水玻璃自硬砂硬化特性的影响1．原砂虽然新型水玻璃自硬砂工艺对原砂的要求相对树脂砂的敏感性要小，但必须象对待树脂砂一样，选用优质原砂。
选择粒形好、粉尘少的原砂是降低水玻璃加入量是关键，因旧砂能再生回用，原砂成本可在再生中扣除。
因自硬砂是水解反应，型砂中含有少量水，可加速型砂硬化速度，后期强度还稍有提高，但原砂水份不能过高，否则强度会下降，这是由于硅胶的凝变得迟缓。
一般原砂水份控制在0.3－0.5左右。
原砂温度对超过42℃时，混砂时就开始硬化，可使用时间极短，表面稳定性很差。
因此，对经烘干或回用的原砂必须冷却后才能使用。
2．新型水玻璃新型水玻璃是在普通水玻璃的基础上通过一系列的化学和物理改性和电离子架接而成。
它具有高强度、低粘度的特性，它比普通水玻璃的强度提高30％左右。
水玻璃的粘度决定着粘结剂在砂粒表面流动的难易程度，在模数、密度、温度相同的情况下，水玻璃的粘度越低，它的湿润角最大，表面张力最小，使水玻璃粘结膜在短时间内较好地包覆砂粒表面，提高型砂的强度，从而使水玻璃的加入量大大减少。
另外水玻璃的粘度低，配比时定量准确，容易组织流水线生产。
新型水玻璃采用不同的物化改性，具有不同的硬化速度，ZCS101－106系列水玻璃的理化性能如表2所示，我们可根据铸件大小、气温、湿度、砂子种类，与固化剂匹配，可如意地调节型（芯）砂的硬化速度和可使用时间。
因此，型砂的硬化性能优于普通水玻璃自硬砂，尤其是气温较低的冬季，型砂硬透性、硬化速度新型水玻璃的加入量高，硬化速度快，终强度提高。
但型砂中Na离子含量增加，溃散性变差，严重地恶化旧砂的再生回用，因此在使用中不要片面地追求型（芯）砂的强度，只要强度满足生产工艺的前提下，尽可能降低新型水玻璃的加入量。
3．酯类固化剂新工艺配有6种牌号的不同硬化速度的有机脂专用固化剂ZCG130－135系列，它与新型水玻璃发生作用，具有反应均一，强失水、低失碱的特性，硬透性比普通有机酯要好，特别在低温、高湿，硬化性能远优于普通酯。
酯类固化剂的性能和四．型水玻璃自硬砂的造型工艺1．可使用时间应掌握好型（芯）砂的可使用时间，一般是观察型（芯）砂开始发粘，呈粘连状时即认为超过了可使用，时间超过可使用时间的型（芯）砂，流动性恶化，充型能力变差，造型（芯）后的强度大大降低，表面稳定性差，很容易造成塌箱及冲砂、砂眼等缺陷。
所以刚混制好的型（芯）砂要尽快成型，务必在可使用时间之内完成造型制芯操作。
2．型砂紧实度型砂要紧实，新型水玻璃自硬砂流动性很好，容易紧实，但不能因此而忽视紧实作业。
砂型紧实程度对铸件表面质量有重要影响。
紧实得好，可显著减少铸件表面粘砂,尤其对难以舂到部位及拐角要注意紧实。
3．起模时间应掌握好起模时间，要等砂型硬化到适当强度后才能起模，砂型强度随时间延长而增大。
过早起模砂型强度低，不能支撑自重而变形，甚至塌箱。
过迟起模砂型强度高，起模阻力大而造成砂型损坏，模具损伤，一般将型（芯）砂抗拉强度0.14MPa（或抗压强度0.4MPa）时即为起模时间，按经验用手指按压型（芯）硬了按不动了即可起模。
4．修型方法修型方法一般有两种：一种是砂型整块断裂，采用型（芯）粘合剂粘接；另一种是砂型粉碎性，损坏一般在损伤部位划出沟槽（必要时插几枚钉子），清除浮砂后覆上新配制的型砂，根据情况可直接修整成形或待其硬化到一定强度后修整成形。
5．涂料涂料选择，因新型水玻璃自硬砂一般不需烘烤，所以最好选用醇基涂料。
五．水玻璃自硬砂的旧砂再生与回用1．旧砂循环再生回用的条件随着21世纪环保和资源意识的日益提高，水玻璃旧砂的再生回用问题显得越来越重要，要使水玻璃旧砂循环再生回用，根据国内外的成功经验，必须满足以下三个必备条件，第一,每次循环水玻璃的加入量应≤4％，此为工艺必备；第二，再生设备的再生效率，即每次循环使旧砂中Na2O含量减少值≥30％；此为设备必备；第三，每次循环新砂加入量不少于15－20％，此为材料必备。
由于新型水玻璃自硬砂工艺水玻璃的加入量只有（1.8－2.5％），型（芯）砂浇注受热后，溃散性显著改善，易于破碎，旧砂表面的残留粘结膜脆性较大，易通过干法再生除去，这为旧砂再生创造了有利条件，克服和减少了残留Na2O对再生砂回用性能的影响。
在旧砂再生过程中，旧砂再生前的水份应严格控制，高水份的旧砂表面粘结膜呈链状分布，韧性较大，干法再生残留Na2O难以除去，特别当旧砂含水量≥1％时，再生效率几乎为零。
因此旧砂存放时间不能过长，浇注落砂后应立即进行再生，否则，旧砂中的残留Na2O会大量吸收空气中的水份，尤其在雨季湿度较高时特别明显。
2．再生砂的性能控制影响再生砂的使用性能（可使用时间，再粘结强度）有砂中水份，残留Na2O含量及粉尘含量，因此，我们对再生砂的质量控制指标为残留Na2O≤0.8%；粉尘含量（150目以下）≤0.5%；水份≤0.6%；砂温≤35℃。
3．再生砂的回用目前，国内外对再生砂的造型制芯有两种工艺，即单一砂制和面背砂制，单一砂制即新砂按一定配比混合使用，此工艺在造型工艺对所有砂箱造型及制芯时一律采用，此工艺易于管理，便造型效果稍差，对再生砂的质量要求较高；面背砂制，即新旧砂单独使用，此工艺对造型工艺型腔表面则全用新砂，型腔背面则全用再生砂，制芯工艺则全用新砂，此工艺使用比较可靠，性能优良，对再生砂质量要求不高，但新砂用量大，型砂成本稍高，管理较复杂。
由于新工艺再生砂回用性能较好，回用率高，加上我厂采用一级干法再生，我们在型（芯）砂配制时采用面背砂制并兼二者的优点，面砂配比为60－70％新砂：40－30％再生砂，背砂为100％再生砂，旧砂再生回用率达85％以上，减少了水玻璃碱性废弃砂排放对生态环境的污染，节约废弃砂的运输、占地费用，节约优质硅砂资源，具有深远的社会经济效益。
与面砂相比，背砂（再生砂）的可使用时间短，硬化性能差，粘结强度低，为了控制再生砂的硬化性能，我们采用不同硬化速度的水玻璃种类配比来调节，面砂用快速水玻璃，背砂用慢速水玻璃来缩短面背砂二者可使用时间的差距，提高背砂的粘结强度，避免面砂与背砂间两层脱节的现象，而且，还减少了水玻璃的加六．结论1．新型水玻璃自硬砂工艺是我国自行研制生产的高强度、低粘度的水溶性粘结剂和专用酯类固化剂，提高了型砂的工艺性能，改善了型（芯）砂的溃散性，实现了旧砂的干法再生回用。
铸件质量和尺寸精度可与树脂砂相媲美。
2．水玻璃加入量低、型砂强度高，冬季硬透性好，硬化速度可调，脱模时间短，可使用时间长。
3．型（芯）砂热塑性较好，发气量低，可防止铸件产生裂纹和气孔缺陷。
4．对原砂适用范围广，可以用硅砂、铬铁矿砂、镁橄榄石砂等。
5．生产成本低（在各种自硬砂中生产成本最低。
）6．无毒无气味，大大改善劳动环境和减少工业污染，是目前铸造业中可持续发展的最具有生命力的绿色铸造工艺。
