水玻璃砂的吸湿特性及抗湿性研究_

水玻璃砂工艺与材料研究的新进展发布时间：2022-09-26T03:23:36.734Z 来源：《中国科技信息》2022年第33卷10期作者：仲涛陈军利[导读] 自1947年捷克引入水玻璃砂以来，水玻璃砂的压缩、脱模、混砂和硬化都比粘土砂简单，仲涛陈军利中车大连机车车辆有限公司铸锻分公司摘要：自1947年捷克引入水玻璃砂以来，水玻璃砂的压缩、脱模、混砂和硬化都比粘土砂简单，大大提高了尺寸精度、砂型的强度和生产效率，正在迅速普及和应用。

我国在50 年代开始水玻璃砂，很快成为铸钢的主要砂种。

强度高、铸造精度高、固化速度快、无有害气体和环境污染、固化后脱模、价格低廉、来源方便等，是水玻璃砂的主要优点。

主要缺点是难以清理铸件、崩解性差、回用旧砂难、残余强度高，因此，限制了水玻璃砂的应用。

人们曾对崩解剂进行过广泛研究，以改善水玻璃砂的崩解，但研究的效果却不高。

树脂砂具有很好的崩解性，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，于是，广大铸造工作者将研究重心重新转向了水玻璃砂的研究，在水玻璃改质工艺、水玻璃旧砂再生等方面取得了突破，取得了新的进展。

本文总结了水玻璃砂技术和材料研究与应用的最新进展，水玻璃砂的崩解性接近树脂砂，选择改性水玻璃粘结剂的酯硬化工艺，可使水玻璃的添加量从2.0%降低到3.0%，再生是目前最经济、最理想的选择，基本可以解决旧水玻璃砂再生困难的问题。

关键词：水玻璃砂；工艺与材料；材料研究；新进展一、水玻璃砂工艺问题研究的新进展水玻璃砂具有制造工艺简单、低成本、高强度、制造环境优良等优点。

然而，水玻璃砂工艺的两大问题困扰铸造工人数十年，例如旧砂再生困难、解体率低，在铸造行业中被认为是全球性问题之一。

人们为解决崩散不良的问题，研制了多种水玻璃砂崩散剂。

不同的崩散剂对不同的铸件有一定的效果，但水玻璃砂崩散不足的问题不能从根本上解决。

有研究表明，改善水玻璃砂崩散的好方法是减少水玻璃添加量。

（精华版）最新国家开放大学电大《建筑材料（A）》机考终结性3套真题题库及答案5(精华版)最新国家开放大学电大《建筑材料(A)》机考终结性3套真题题库及答案盗传必究题库一试卷总分：100 答题时间：60分钟客观题一、判断题（共25题，共50分）1. 建筑材料是建筑工程的物质基础。

T √ 2. 材料的矿物组成主要是指元素组成相同，但分子团组成形式各异的现象。

T √ 3. 强度试验时，加荷速度越快，所测强度值越低。

F √ 4. 矿物是由各种不同地质作用所形成的天然固态岩石的集合体。

F √ 5. 建筑装饰工程上所指的花岗石是指以花岗岩为代表的一类装饰石材。

T √ 6. 生石灰具有强烈的消解能力，水化时需要吸非常大热量。

F √ 7. 目前，木材较少用作建筑结构材料，而广泛用于装饰与装修材料。

T √ 8. 建筑装饰工程中常用的石膏品种有建筑石膏、模型石膏、高强石膏和粉刷石膏。

T √ 9. 通用硅酸盐水泥是以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。

T √ 10. 只要条件适宜，硅酸盐水泥的硬化在长时期内是一个无休止的过程。

T √ 11. 在硅酸盐水泥熟料中掺入某些人工或天然矿物材料（混合材料）可提高水泥的抗腐蚀能力。

T √ 12. 高铝水泥水化初期的7d放热量约相当于硅酸盐水泥1d 放热量。

T √ 13. 掺混合材料的硅酸盐水泥是由硅酸盐水泥熟料，加入适量混合材料及石膏共同磨细而制成的水硬性胶凝材料。

T √ 14. 从广义上讲，混凝土是以胶凝材料、粗细骨料及其它外掺材料按适当比例拌制、成型、养护、硬化而成的人工石材。

T √ 15. 砂中的泥可包裹在砂的表面，有利于砂与水泥石的有效粘结，同时其吸附水的能力较强，使拌合水量加大，增强混凝土的抗渗性、抗冻性。

F √ 16. 拌合用水所含物质不应影响混凝土的工作性及凝结。

T √ 17. 新搅拌的混凝土的工作性不同的施工环境条件下往往会发生变化。

水玻璃调研报告水玻璃是一种无色、无味的液体，由硅酸钠制成。

它具有良好的固化性、抗水、抗酸、抗碱、抗高温等性质，因此在许多工业领域有广泛的应用。

本调研报告旨在了解水玻璃的用途、优点和局限性等方面的信息。

一、水玻璃的用途水玻璃在建筑、农业、医药等领域有广泛的应用。

在建筑领域，水玻璃可以用作建筑材料的粘合剂和防水剂，能够有效地增强建筑材料的强度和耐久性。

在农业领域，水玻璃可以用来浸种子和植物根部，促进种子发芽和植物生长。

在医药领域，水玻璃可以用来制作药片和胶囊，延长药效的持续时间。

二、水玻璃的优点1. 环保友好：水玻璃的制备过程使用的是天然材料，不会产生污染物，符合环保要求。

2. 抗水性好：水玻璃具有良好的抗水性，可以有效地防止水的渗透和侵蚀。

3. 抗酸碱性好：水玻璃具有一定的耐酸碱性，能够在酸碱环境中长期稳定使用。

4. 热稳定性好：水玻璃具有优异的热稳定性，可以在高温环境下保持稳定的性能。

5. 透明度高：水玻璃具有很高的透明度，可以用于制备透明材料或者涂料。

三、水玻璃的局限性1. 固化时间长：水玻璃的固化时间较长，需要一定的时间才能完全固化，不适用于需要快速固化的场合。

2. 物理强度较低：水玻璃具有较低的物理强度，不适用于一些对强度要求较高的场合。

3. 施工难度大：水玻璃在使用过程中，需要控制好粘度和温度等参数，施工难度较大。

4. 不耐冻融：水玻璃在低温环境中容易发生冻融破坏，不适用于寒冷地区的应用。

综上所述，水玻璃作为一种具有广泛应用前景的材料，具有许多优点，但也存在一定的局限性。

在今后的研发中，我们可以通过改进制备工艺、增强物理强度等方面的工作，进一步提升水玻璃的性能，拓宽其应用领域。

填空题1、铸造方法从总体上可分为普通铸造和特种铸造两大类,普通铸造是指砂型铸造方法,不同于砂型铸造的其他铸造方法统称为特种铸造,常用的特种铸造方法有：金属型铸造、离心铸造、压力铸造、熔模铸造、低压铸造等;2、凝固过程中所造成的体积缩减如得不到液态金属的补充,将产生缩孔或缩松;3、铸造应力按产生的原因不同,主要可分为热应力和机械应力两种;4、铸件应力过大会引起变形、裂纹等缺陷;因此,进行铸件结构设计时应注意使铸件的壁厚尽量均匀一致;5. 液态合金充满铸型,获得尺寸正确、轮廓清晰铸件的能力,称为液态合金的充型能力;6、浇注位置是指浇注时铸件在铸型中所处的位置,它影响铸件的质量;7、浇注系统包括浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道 ;8、在压力铸造和离心铸造时,因人为加大了充型压力,故充型能力较强;提高浇铸温度是改善合金充型能力的重要措施;9、对砂型铸件进行结构设计时,必须考虑合金的铸造性和铸造工艺对铸件结构提出的要求;10、碳在铸铁中的存在形式有石墨和渗碳体 ;11、影响铸铁石墨化最主要的因素是化学成分和冷却速度;12、根据石墨形态,铸铁可分为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁;13、灰铸铁中碳主要以石墨的形式存在,呈片状,这种铸铁可以制造机床床身；机床床身,曲轴,管接头14、可锻铸铁中石墨呈团絮状,这种铸铁可以制造管接头；机床床身,犁铧,管接头15、球墨铸铁中石墨呈球状,这种铸铁可以制造曲轴；机床床身,曲轴,暖气片;16、当铸件收缩受阻时, 就可能发生变形、裂纹等缺陷; 因此如轮形铸件的轮辐应设计为奇数数或做成弯曲形状;17、ZG200-400中“ZG”表示铸钢,数字400表示抗拉强度不小于400MPa;HT150表示抗拉强度不小于150MPa的灰铸铁. QT450-10的含义抗拉强度不小于450MPa,延伸率不小于10%的球墨铸铁,KTH300-06表示抗拉强度不小于300MPa,延伸率不小于6%的可锻铸铁18、影响合金充型能力的因素有合金的流动性、浇铸条件、铸型的填充条件19、影响合金收缩的因素有化学成分、浇铸温度、铸件结构与铸型条件20、用金属型和砂型铸造的方法生产同一个零件毛坯,一般金属型铸件,残留应力较大,力学性能高；21、为防止大型铸钢件热节处产生缩孔或缩松、生产中常采用的工艺措施是采用在热节处加明、暗冒口或冷铁以实现顺序凝固22、可锻铸铁中的团絮状石墨由白口铸铁经高温退火从渗碳体分解而得到23、铸铁熔点比钢低、流动性比钢好收缩率比钢小故铸铁铸造性能比钢好;24、铸件产生缩松、缩孔的根本原因是液态收缩和凝固收缩;25、需挖砂造型的铸件在大批量生产中采用假箱或成型模板造型方法,可大大提高生产效率;26、确定分型面时,尽量使铸件全部或大部分放在同一砂箱中,其主要目的是防止错箱27、确定浇注位置时,将铸件薄壁部分置于铸型下部的主要目的是避免浇不足28、液态合金由浇注温度冷却到室温经历的收缩阶段有液态收缩、凝固收缩、固态收缩29、产生缩孔、缩松的基本原因液态收缩、凝固收缩30、有利于获得薄壁铸件的措施有增加直浇道的高度、提高浇注温度、采用具有共晶成分的合金、用压力铸造代替金属型铸造31、压力铸造容易获得薄壁件、熔模铸造可以没有分型面、离心铸造可以获得双金属件32、铸件的凝固方式是按凝固区域宽度大小来划分的,有逐层凝固、中间凝固和糊状凝固三种凝固方式;纯金属和共晶成分的合金易按逐层凝固方式凝固;33、铸造合金在凝固过程中的收缩分三个阶段,其中液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔和缩松的根本原因,而固态收缩收缩是铸件产生变形、裂纹的根本原因;34、铸钢铸造性能差的原因主要是熔点高,流动性差和收缩大;35、影响合金流动性的主要因素是液态合金的化学成分;36、铸造生产的优点是成形方便、适应性强和成本较低;缺点是铸件力学性能较低、铸件质量不够稳定和废品率高;37、铸造工艺方案设计的内容主要有：造型、制芯方法铸型种类选择浇注位置的确定分型面的确定等;38、目前铸造方法的种类繁多,按生产方法可分为砂型铸造,特种铸造两大类;39、分型选择时,应尽可能使铸件全部或大部置于同一半铸型内;40、确定浇注位置时,重要部位应该向下41、浇注系统按位置分类,主要分为底注式,顶注入式、中间注入式三种形式;42、按冒口在铸件位置上分类,主要分为顶冒口与侧冒口;43、确定砂芯基本原则之一,砂芯应保证铸件内腔尺寸精度;44、封闭式浇注系统,内浇口应置于横浇口下部；开放式浇注系统,内浇口应置于横浇口上端;45、根据原砂的基本组成,铸造原砂可分为石英砂和非石英砂或特种砂两类;46、镁砂是菱镁矿高温锻烧再经破碎分选得到的,主要成分是氧化镁MgO;47、铬铁矿砂是将铬铁矿破碎得到的砂粒,主要矿物有铬铁矿、镁铬铁矿和铝镁铬铁矿,因此也决定了它的主要化学成分是Cr2O3 ;48、蒙脱石和高岭石结构中有两个基本结构单位,即硅氧四面体和铝氧八面体;49、水玻璃是由SiO2和Na2O为主要组分的多种化合物的水溶液;50、水玻璃砂硬化的方式有化学硬化和物理硬化等;51、水玻璃砂存在的突出问题是出砂性差、铸铁件粘砂、型芯表面粉化和砂芯抗吸湿性差等;52、、水玻璃砂的常用物理再生方法包括干法和湿法两种;53、目前,用树脂砂制芯时主要有3种硬化方式,即加热硬化、吹气硬化和自硬化;54、壳型工艺中,型砂所用的粘结剂是酚醛树脂,硬化剂为乌洛托品;55、热芯盒工艺中,呋喃I型树脂砂使用的硬化剂为氯化铵和尿素的水溶液；呋喃II型树脂砂所使用的硬化剂为乌洛托品;56、影响呋喃树脂自硬砂的因素主要包括原砂、硬化剂、温度和湿度等;57、、铸件浇铸位置的选择必须正确,如重要加工面、大平面和薄壁部分在浇铸时应尽量朝下,而厚大部位应尽量朝上,以便安放冒口进行补缩;选择题1.形状复杂的高熔点难切削合金精密铸件的铸造应采用Ba金属型铸造 b熔模铸造 c压力铸造2.铸造时冒口的主要作用是Ba增加局部冷却速度 b补偿热态金属,排气及集渣 c提高流动性3.下列易产生集中缩孔的合金成分是Ca 0. 77％C b球墨铸铁 c％C4.下列哪种铸造方法生产的铸件不能进行热处理,也不适合在高温下使用Ba金属型铸造 b压力铸造 c熔模铸造；内部有气泡5.为了消除铸造热应力,在铸造工艺上应保证Ba顺序定向凝固 b同时凝固 c内浇口开在厚壁处6.直浇口的主要作用是Aa形成压力头,补缩 b排气 c挡渣7.在各种铸造方法中,砂型铸造对铸造合金种类的要求是Ca以碳钢、合金钢为主 b以黑色金属和铜合金为主c能适用各种铸造合金8.灰口铸铁适合于制造床身、机架、底座、导轨等结构,除了铸造性和切削性优良外,还因为Ba抗拉强度好 b抗压强度好 c冲击韧性好9.制造模样时,模样的尺寸应比零件大一个Ca铸件材料的收缩量 b机械加工余量 c铸件材料的收缩量＋机械加工余量10.下列零件适合于铸造生产的有Aa车床上进刀手轮 b螺栓 c自行车中轴11.为提高合金的流动性,生产中常采用的方法Aa适当提高浇注温度 b加大出气口 c延长浇注时间12.浇注温度过高时,铸件会产生Ba冷隔 b粘砂严重 c夹杂物13．金属型铸造主要适用于浇注的材料是Ba铸铁 b有色金属 c铸钢14.砂芯在铸型型腔是靠什么来固定和定位的 Ba芯骨 b芯头 c金属液15.整体模造型适用于什么铸件Ba最大截面在中间,形状较复杂的铸件 b最大截面在一端,形状较简单的铸件16.铸件上的拔模斜度应加在哪些面上Ca所有面 b与分型面平行的面 c与分型面垂直的面17.零件的尺寸与铸件的尺寸主要差别是什么Aa加工余量 b收缩余量 c加工余量和收缩余量18.什么叫错箱Aa铸件上下两部分在分型面处错开 b放错了另一个上箱 c砂箱尺寸选错了19.铸造上将颗粒直径大于22um.的岩石风化物称为 B;a泥分 b砂20.铸造用硅砂的分级依据是A;a二氧化硅含量 b含泥量c粒度分布 d颗粒形状21.铸造用硅砂含A越高,其耐火度越高;a Si02 bMgO c A12O3d Fe2O322.铸造用湿型砂中加入煤粉的主要作用是B;a增加型砂透气性 b防止铸件粘砂 c提高型砂强度 d防止型砂粘模23.粘土湿型砂的砂型表面强度不高,可能会使铸件产生B;a气孔 b砂眼 c开裂 d缩孔24.湿型砂的紧实率指数主要表示D的指标;a型砂强度高低 b透气性大小c发气量大小 d砂中粘土与水的比例是否适宜于造型25.造成机械粘砂的原因有A ;a浇注温度高 b静压力低c液态时间短 d采用旧砂26.防止夹砂结疤的措施有B ;a用钙基膨润土 b使用煤粉c提高型砂水分d降低浇注速度e提高原砂中二氧化硅的含量27.水玻璃砂中使用较多的水玻璃是B;a钾水玻璃 b钠水玻璃c锂水玻璃 d以上全是28.在C02硬化法水玻璃砂吹C0气体是发生C而硬化的方法;2a化学反应 b物理反应 c化学反应和物理反应 d聚合反应29.在水玻璃砂中加入粘土等附加物主要是为了C;a增加透气性 b增加干强度 c增加湿强度 d降低溃散性30.在水玻璃砂中,水玻璃的模数过高或过低都不能满足生产要求,一般情况下将模数调节到B;aM=12 bM=23 cM=34 dM=4. 55. 531.为防止大型铸钢件热节处产生缩孔或缩松、生产中常采用的工艺措施是Aa采用在热节处加明、暗冒口或冷铁以实现顺序凝固32、防止机械粘砂的措施有C;A.采用粗砂B.提高紧实度C.减少煤粉D.提高浇注温度25.防止侵入性气孔的主要方法有D;A.降低砂型界面气压B.降低浇注温度C.降低有效压头D.减慢浇注速度简答题1、何谓合金的充型能力影响充型能力的主要因素有哪些答：液态合金充满型腔,获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力,称为液态合金的充型能力;影响充型能力的主要因素为:1合金的流动性；2铸型的充型条件；3浇注条件；4铸件结构等;2、合金流动性不好时容易产生哪些铸造缺陷影响合金流动性的因素有哪些设计铸件时,如何考虑保证合金的流动性答：合金流动性是指液态合金本身的流动能力;合金流动性不好时,容易出现冷隔、浇不足、气孔、夹渣及缩孔等铸造缺陷;影响合金流动性的主要因素有：合金的成分、温度、物理性质、难熔质点和气体等;设计铸件时,应从以下几个方面考虑保证合金的流动性:1从合金流动性的角度考虑,在铸造生产中,应尽量选择共晶成分、近共晶成分或凝固温度范围小的合金作为铸造合金;2液态合金的比热容和密度越大、导热系数越小、粘度越小,合金的流动性越好;3液态合金的浇注温度必须合理;3、合金的充型能力不好时,易产生哪些缺陷设计铸件时应如何考虑充型能力答：合金的充型能力不好时1在浇注过程中铸件内部易存在气体和非金属夹杂物；2容易造成铸件尺寸不精确,轮廓不清晰；3流动性不好,金属液得不到及时补充,易产生缩孔和缩松缺陷;设计铸件时应考虑每种合金所允许的最小铸出壁厚,铸件的结构尽量均匀对称;以保证合金的充型能力;4、为什么对薄壁铸件和流动性较差的合金,要采用高温快速浇注答：适当提高液态金属或合金的浇注温度和浇注速度能改善其流动性,提高充型能力,因为浇注温度高,浇注速度快,液态金属或合金在铸型中保持液态流动的能力强;因此对薄壁铸件和流动性较差的合金,可适当提高浇注温度和浇注速度以防浇注不足和冷隔5、什么是铸造合金的收缩性有哪些因素影响铸件的收缩性答：合金在从液态冷却至室温的过程中,其体积或尺寸缩小的现象称为收缩;从浇注温度冷却到室温分为液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个收缩阶段;铸件收缩的大小主要取决于合金成分、浇注温度、铸件结构和铸型;6、缩孔和缩松产生原因是什么如何防止答：主要原因是液态收缩和凝固态收缩所致;缩孔缩松产生原因：铸件设计不合理,壁厚不均匀；浇口、冒口开设的位置不对或冒口太小；浇注铁水温度太高或铁水成分不对,收缩率大等;防止措施：1浇道要短而粗；2采用定向凝固原则；3铸造压力要大；4浇注时间要适当的延长；5合理确定铸件的浇注位置、内浇口位置及浇注工艺;7、什么是定向凝固原则和同时凝固原则如何保证铸件按规定凝固方式进行凝固答：定向凝固也称顺序凝固就是在铸件上可能出现缩孔的厚大部位安放冒口,在远离冒口的部位安放冷铁,使铸件上远离冒口的部位先凝固,靠近冒口的部位后凝固;同时凝固,就是从工艺上采取各种措施,使铸件各部分之间的温差尽量减小,以达到各部分几乎同时凝固的方法;控制铸件凝固方式的方法：1正确布置浇注系统的引入位置,控制浇注温度、浇注速度和铸件凝固位置；2采用冒口和冷铁；3改变铸件的结构；4采用具有不同蓄热系数的造型材料;8、哪类合金易产生缩孔哪类合金易产生缩松如何促进缩松向缩孔转化答：逐层凝固的合金倾向于产生集中缩孔,如纯铁和共晶成分铸铁;糊状凝固的合金倾向于产生缩松,如结晶温度范围宽的合金;促进缩松向缩孔转化的方法有：1提高浇注温度,合金的液态收缩增加,缩孔容积增加；2采用湿型铸造;湿型比干型对合金的激冷能力大,凝固区域变窄,使缩松减少,缩孔容积相应增加；3凝固过程中增加补缩压力,可减少缩松而增加缩孔的容积;9、什么是铸件的冷裂纹和热裂纹防止裂纹的主要措施有哪些答：如果铸造内应力超过合金的强度极限时,铸件便会产生裂纹;裂纹分为热裂和冷裂两种;1热裂：热裂是在凝固后期高温下形成的,主要是由于收缩受到机械阻碍作用而产生的;它具有裂纹短、形状曲折、缝隙宽、断面有严重氧化、无金属光泽、裂纹沿晶界产生和发展等特征,在铸钢和铝合金铸件中常见;防止热裂的主要措施是：除了使铸件的结构合理外,还应合理选用型砂或芯砂的黏结剂,以改善其退让性；大的型芯可采用中空结构或内部填以焦炭；严格限制铸钢和铸铁中硫的含量；选用收缩率小的合金;10、为什么铸件会产生热裂纹影响铸件产生热裂纹的主要因素是什么答：收缩较大的金属,由于高温时的强度和塑性等性能低,是产生热裂的根本原因;影响热裂纹的主要因素有：1铸件材质①结晶温度范围较窄的金属不易产生热裂纹,结晶温度范围较宽的金属易产生热裂纹;②灰铸铁在冷凝过程中有石墨膨胀,凝固收缩比白口铸铁和碳钢小,不易产生热裂纹,而白口铸铁和碳钢热裂倾向较大;③硫和铁形成熔点只有985℃的低熔点共晶体并在晶界上呈网状分布,使钢产生“热脆”;2铸件结构铸件各部位厚度相差较大,薄壁处冷却较快,强度增加较快,阻碍厚壁处收缩,结果在强度较低的厚处或厚薄相交处出现热裂纹;3铸型阻力铸型退让性差,铸件高温收缩受阻,也易产生热裂纹;4浇冒口系统设置不当如果铸件收缩时受到浇口阻碍；与冒口相邻的铸件部分冷凝速度比远离冒口部分慢,形成铸件上的薄弱区,也都会造成热裂纹;11、铸钢的铸造性能如何铸造工艺上的主要特点是什么答：铸造性能：①钢液的流动性差；②铸钢的体积收缩率和线收缩率大；③易吸气氧化和粘砂；④铸钢的铸造性能较差,易产生缩孔和裂纹等缺陷;工艺特点：铸钢件在铸造工艺上必须首先考虑补缩问题,防止产生缩孔和裂纹等缺陷,铸件壁厚要均匀,避免尖角和直角结构,还可设置铸造小肋防止铸件结构内侧因收缩应力而产生热裂、提高型砂和型芯的退让性、多开内浇道、设置冒口和冷铁;12、什么是分型面,分型面选择一般性的原则是什么答：分型面是指两半铸型相互接触的表面;在选择铸型分型面时应考虑如下原则：1分型面应选在铸件的最大截面上,并力求采用平面;2应尽量减少分型面的数量,并尽量做到只有一个分型面;3应尽可能减少活块和型芯的数量,注意减少砂箱高度;4尽量把铸件的大部分或全部放在一个砂箱内,并使铸件的重要加工面、工作面、加工基准面及主要型芯位于下型内;13、什么是特种铸造常用的特种铸造方法有哪些答：通常把不同于普通砂型铸造的其它铸造方法统称为特种铸造;常用的特种铸造方法有：熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造、低压铸造、陶瓷型铸造等;14、何谓铸件的浇注位置它是否指铸件上内浇道位置答：铸件的浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的状态和位置;它不是指铸件上内浇道位置;内浇道是浇注系统基本组元之一;内浇道是液态金属进入铸型型腔的最后一段通道,主要作用：控制金属液充填铸型的速度和方向,调节铸型各部分的温度和铸件的凝固顺序,并对铸件有一定的补缩作用;可以有单个也可以设计多个内浇道;15、试述分型面与分模面的概念分模造型时,其分型面是否就是其分模面从保证质量与简化操作两方面考虑,确定分型面的主要原则有哪些答：分型面:砂型与砂型间的接合面；分模面:模样与模样间的接合面;分模造型时分模面与分型面位置重合,所以分模造型时分型面就是其分模面;选择分型面应使工艺简单,操作方便:少用砂芯、少用活块、便于清理、便于合箱;16、铸件产生铸造内应力的主要原因是什么如何减小或消除铸造内应力答：铸件产生铸造内应力的主要原因是合金的固态收缩;为了减小铸造内应力,在铸造工艺上可采取同时凝固原则;所谓同时凝固原则,就是采取工艺措施保证铸件结构上各部分之间没有温差或温差尽量小,使各部分同时凝固;此外,还可以采取去应力退火或自然时效等方法,将残余应力消除;17、铸造碳钢的主要化学成分是什么答：C、Si、Mn18、描述铸造碳钢的铸态组织包括什么组织答：细等轴晶、柱状晶、粗等轴晶19、说明魏氏组织在铸钢中为什么有害答：属于亚稳态组织,在晶粒内部以一定方向呈条状析出,严重割裂基体组织,在一定条件下发生分解,降低钢的强度和韧性;20、铸造碳钢的正火加回火热处理工艺的两次保温的温度是多少答：Ac3+30~50 ℃；500~600 ℃21、在化学成分中对铸造碳钢力学性能影响最大的元素是什么为什么答：C ；碳是钢的主要强化元素,含碳量直接影响钢的力学性能;22、气体影响铸造碳钢力学性能,主要气体类型是什么为什么答：H 2、N 2、O 2； 炼钢过程中空气中水蒸汽电离成氢原子和氧原子,空气中的氮离解成氮原子,它们都溶解于钢液;凝固时溶解度下降而析出,在钢中形成气泡,凝固后在钢中形成气孔;23、铸件壁厚与铸件的力学性能有什么关系答：壁厚越大,凝固冷却越慢,晶粒越粗大；枝晶臂间距越大；缩松越严重,铸件致密性越低,组织连续性越差;24、铸造碳钢的流动性、体积收缩率和线收缩率与含碳量有什么关系答：含碳量越大,碳钢铸件的流动性越好,体收缩越大,线收缩越大;25、硫和氧对铸造碳钢铸件的热裂、冷裂影响是什么而含碳量对热烈和冷裂的影响又是怎样的答：硫和氧含量越大,碳钢铸件的热裂和冷裂倾向都越大;碳含量对热裂的影响：%时最好,越高越低都使热裂倾向加大；碳含量对冷裂的影响：含碳量越高,冷裂倾向越大;26、作为一个低合金系列的主加合金元素需要具备什么条件 试比较锰、铬和镍作为三个低合金钢系列的主加合金元素的优缺点;答：能使钢进一步强化、获得特殊性能;锰：提高钢的淬透性；回火脆性；铬：提高钢的淬透性,固溶强化；具有回火脆性；镍：提高钢的淬透性,固溶强化；细化珠光体,降低韧性-脆性转变温度,提高高温抗氧化性；成本高;27、试分析低合金高强度钢在化学成分和热处理方面与一般低合金钢有何区别答：低碳,多元合金复合强化；多阶段热处理;28、低合金铸钢中,所谓低合金指的是合金含量在什么范围答：合金加入总量≤5%;29、钢号：ZG40CrMnMoVB,说明各符号的含义,合金元素含量范围是多少答：ZG—铸钢；40－含碳%；Cr、Mn、Mo、V和B＜%;30、铬系铸造低合金钢中,铬的作用是什么单元铬钢的缺点是什么如何克服单元铬钢的缺点答：铬的作用提高钢的淬透性；单元铬钢的缺点是回火脆性；克服单元铬钢的缺点加入钼,减轻回火脆性;31、镍系铸造低合金钢中,镍的主要作用有哪些对于工作在低温环境－90℃的铸件,选择其镍的含量范围;答：镍的作用：固溶强化,提高淬透性,细化珠光体,降低韧性-脆性转变温度,提高高温抗氧化性；Ni：%～%;32、微量合金化铸钢中,微量指的是多少从教材中总结出两种微量合金化铸钢各自的特点;答：金加入总量≤%；钒、铌系微合金化铸钢：良好综合力学性能,良好焊接性能；硼系微合金化铸钢：强烈提高钢的淬透性,细化晶粒,提高强度和韧性;33、抗磨用铸造低合金钢的三大种类是那三种抗磨钢各自的适用工作条件是什么答：珠光体-渗碳体抗磨钢、马氏体抗磨钢、奥氏体-贝氏体抗磨钢；剧烈摩擦条件、冲击磨损条件、抗磨条件;34、铸造：铸造就是将熔融的液态金属或合金浇注到与零件的形状尺寸相适应的预先制备好的铸型空腔中使之冷却、凝固,而获得毛坯或零件的制造过程称为铸造生产,简称铸造;35、冷铁：为增加铸件局部冷却速度,在型腔内部及工作表面安放的金属块称为冷铁;。

水玻璃黏结砂概要中国铸造协会李传栻工业生产中用水玻璃作黏结剂，大约已有150多年的历史。

铸造生产中用水玻璃作黏结剂，最早的应该是Hargreaves和Paulson的工作，他们曾用吹C02的方法使水玻璃黏结砂硬化，并于1898年获得英国的专利。

所以，在铸造行业中，开启“化学硬化工艺”之先河的，应该是水玻璃黏结砂。

但是，他们两位很快就转而注意水玻璃在其他方面的应用，这项工艺当时未能在铸造生产中推广、应用。

上世纪40年代后期，东欧各国和原苏联率先采用水玻璃黏结砂（以下简称水玻璃砂）。

1948年捷克的L.Petrzela博士研发的水玻璃砂吹C02硬化工艺获得了英国的专利。

此项专利的发布，在英国受到了极大的关注，很快就得到推广。

到上世纪50年代初，水玻璃砂曾一度风靡世界。

铸造生产中采用水玻璃砂，可不是一件小事，应将其看作铸造工艺方面的一项突破性的进展。

在此以前，不能用黏土湿型砂造型的中、大型铸件，只能用黏土砂干型生产。

这种传统的老工艺，不仅生产效率很低、能耗高，砂型的质量也不好。

水玻璃砂的应用，导入了“化学硬化”的新观念，为造型材料的发展开拓了新的途径。

其直接效果是：使用了几千年之久的黏土砂干型工艺很快就退出了铸造界，铸造生产进入了黏土湿型砂和化学黏结砂并用的新时期。

水玻璃砂的应用，在改变铸造生产的面貌及提高技术水平方面起了至关重要的作用。

与此同时，在实际应用的过程中，我们也逐步认识到，水玻璃砂确实也存在不少问题。

面对这些问题，认真地分析、研究，探求解决的方案，就是创新和技术进步的体现。

一、水玻璃砂的优点和当前存在的问题任何事物，都要以一分为二的态度去观察、应对。

‘扬长避短’只不过是做好工作的第一步。

对事物的‘短’有了全面的认识，还可以做到化‘短’为‘长’，这就是创新和发展。

水玻璃砂的优点很多，但存在的问题也不少。

要用好水玻璃砂，对这两方面都应该有比较深入的了解。

1、水玻璃砂的优点水玻璃砂的优点很多，以下是主要的几点。

水玻璃有机酯自硬砂工艺简介目录第一部分水玻璃基础水玻璃有机酯自硬砂工艺简介 (1)关于水玻璃的几个基本概念 (1)第二部分改性水玻璃改性水玻璃自硬砂的主要性能参数 (3)酯硬化水玻璃硬化机理 (4)影响水玻璃自硬砂硬化特性的主要因素 (5)改性水玻璃自硬砂的材料 (6)改性水玻璃和有机酯固化剂的使用方法 (7)混砂、造型注意事项 (8)常见问题诊断及解决方案 (9)第三部分再生砂水玻璃再生砂的特性 (11)再生砂工艺要点 (11)再生砂水玻璃材料及工艺 (12)常见问题诊断及解决方案 (13)关于水玻璃残留Na2O (14)第一部分水玻璃基础一、水玻璃有机脂自硬砂工艺简介改性水玻璃有机酯自硬砂工艺是一种先进的造型工艺，它克服了传统水玻璃砂加入量高、溃散性差、旧砂回用率低等缺点，是一种符合二十一世纪可持续发展的绿色环保工艺。

我公司顺应时代发展潮流，契合铸造厂家的实际需要，发展和完善了这一重要而先进的生产技术。

水玻璃作为一种铸造粘结剂，引进中国铸造车间已有几十年的历史，其应用工艺也从早期的二氧化碳硬化，发展到固化剂硬化。

二氧化碳硬化法硬化速度快，但硬化过程中稳定性欠佳，常使型砂过吹，厚大砂芯内部难以硬透，导致铸件产生较多的缺陷。

粉状硬化剂硬化法虽然比二氧化碳法有了较大进步，但由于水玻璃容量高达8%以上，浇铸后型砂残留强度高，溃散性差，这使其应用受到限制。

液体硬化剂的使用，由于其水玻璃加入量少、溃散性好、工艺简单等特点，至今已发展成为一种有强大生命力的新型砂型。

它具有以下的工艺特点：1）水玻璃加入量低而砂型强度高。

改性水玻璃的加入量为砂重的2.2~3.0%，型砂抗压强度达2.0~3.6MPa。

2）型砂综合工艺性能好。

冬季硬透性好，硬化性能可调性好。

通过调整水玻璃和固化剂的种类及加入量，容易适应外界环境、铸件生产要求的变化，可完全满足不同工厂造型制芯的工艺要求，能建成生产线大批量生产。

3）可实现水玻璃砂的干法再生回用，回用率≥80%，可以消除水玻璃砂废砂和废水对生态环境的污染。

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%。

水玻璃技术性质
水玻璃是一种利用特殊添加剂引起现象，从而使水悬浮在表面上形成一层玻璃般覆盖。

它与普通的玻璃窗幕不同，具有极佳的透明度和耐候性，对建筑外观有着很大的改善作用，给建筑物带来美观、现代的感觉。

水玻璃技术普及，起源于20世纪60年代，当时，技术专家们研究出一种可以把水悬浮在物体表面的添加剂，这一发现传遍全社会，水玻璃技术得到了发展。

水玻璃技术具有一定的抗冲击性，能有效吸收水中的冲击力，从而减少外部的噪音和污染，提高室内的舒适度。

此外，它还具有非常好的透明度，可以让室内受到自然光线的充分照射，节省能源，从而提高建筑物的能源利用率。

水玻璃技术能够有效提高建筑物的外部美观度，它可以使建筑物外表更加现代化、漂亮，能够给观看者带来良好的感受，而且可以保护建筑物的外表不受恶劣天气的侵害，从而使其有更长的使用寿命。

由于水玻璃技术具有节能和美观的特点，越来越多的建筑物采用这一技术，从而使建筑物不但可以得到节能和美观上的改善，还可以提升人们对建筑物的现代性感受，从而更好地满足人们对高品质生活环境的要求。

总之，水玻璃技术是一种新型的节能、美观的装饰技术，它可以帮助建筑物节约能源，保护表面不受恶劣天气的侵害，使得建筑
物外表更加现代化、漂亮，从而给观看者带来良好的感受。

1 绪论1.1 课题来源、背景和意义二十一世纪是绿色制造的世纪，节能减排、清洁生产已成为新世纪工业发展的必然趋势[1]。

党的十六届四中全会提出“要适应我国社会的深刻变化，把和谐社会建设摆在重要位置”，并要求不断提高构建社会主义和谐社会的能力。

人与自然的和谐是构建和谐社会的重要组成部分，“十一五”规划就明确提出：要坚定不移地走科学发展的道路，建设资源节约型、环境友好型社会，把经济社会发展切实转入到全面协调可持续发展道路上面来[2-3]。

机械制造业是制造业的龙头，而铸造工业又是机械制造业中不可或缺的重要组成部分，所以，实现绿色铸造已经成为时代发展的潜在要求。

在铸造工业生产中，砂型铸造占据了80～90％，要解决铸造工业中的绿色制造问题，主要任务就是实现砂型铸造的绿色制造[4]。

砂型铸造所用型砂有3大类：粘土型砂、树脂型砂、水玻璃型砂。

粘土砂由石英砂、粘土、煤粉等构成，在浇注过程中，高温下煤粉燃烧和分解产生的有害气体导致较严重的空气污染。

树脂砂通常由石英砂、树脂（呋喃树脂、酚醛树脂等）粘结剂、固化剂（对甲苯磺酸、磷酸等）组成，生产现场的空气中游离着许多有机废气（SO2、甲醛、苯、甲苯等），浇注后会产生大量的有害气体，对人体的健康非常有害。

水玻璃砂由石英砂、无机水玻璃粘结剂等组成，采用 CO2气体或有机酯（如乙二醇二乙酸酯等）作固化剂，生产环境好，很少产生有害气体，生产中出现的粉尘也较少。

特别是酯硬化的水玻璃砂工艺，既有型砂强度高、溃散性好等优势，又有劳动条件好、有害气体少等优点，还克服了CO2硬化普通水玻璃砂溃散性差、旧砂再生难、CO2排放增加温室效应等缺点。

因此，国内外的铸造专家们普遍认为，与粘土砂产生的粉尘污染、黑色污染和树脂砂产生的化学污染相比，属无机粘结剂的水玻璃砂工艺是最有可能实现绿色清洁铸造生产的型砂工艺[5-6]。

水玻璃砂型铸造以其无色、无味、无毒，在混砂、造型、浇注和落砂过程中没有刺激性气体和有毒气体产生，对人体没有危害，以及铸造性能好等特点，在铸造业中受到普遍的欢迎。

木材阻燃剂——水玻璃木材是一种主要由纤维素、半纤维素和木质素构成的多孔性复杂天然有机物质。

其特点是：在通常的加工和使用条件下不溶解、不熔融,因而加工方法不同于合成高分子；木材分子中含有大量的羟基和羟甲基等含氧极性基团,因而吸湿性强、尺寸稳定性差；除易燃外尚有易腐朽和易化学降解的特点。

木材的上述特点决定了木材阻燃剂的主流品种都是水溶剂型产品,主导添加方法是浸注法。

当把充分吸湿、浸透饱和Na2SiO3溶液的小木条（稍沥干）放置在酒精灯外焰灼烧时，小木条并没有燃烧起来而只是变黑冒泡。

很显然，Na2SiO3可提高木材的耐火性能。

硅酸钠化学式:Na2SiO3·9H2O。

分两种，一种为偏硅酸钠，化学式Na2SiO3。

另一种为正硅酸钠（原硅酸钠），化学式Na4SiO4。

俗称泡花碱，是一种水溶性硅酸盐，其水溶液为水玻璃。

粘结力强、强度较高，耐酸性、耐热性好，耐碱性和耐水性差。

无色正交双锥结晶或白色至灰白色块状物或粉末。

能风化，在100℃时失去6分子结晶水。

易溶于水，溶于稀氢氧化钠溶液，不溶于乙醇和酸。

熔点40～48℃。

低毒,密封阴凉干燥保存。

水玻璃溶液因水解而呈碱性（比纯碱稍强）。

因系弱酸盐所以遇盐酸、硫酸、硝酸以及二氧化碳都能析出硅酸。

保存时应密切防止二氧化碳进入，并应使用橡胶塞以防粘住磨口玻璃塞。

工业上常用纯碱与石英共熔制Na2CO3+SiO2→Na2SiO3+CO2↑，制品常因含亚铁盐而带浅蓝绿色。

用为无机粘接制剂（可与滑石３、吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。

保持呼吸道通畅。

如呼吸困难，给输氧。

如呼吸停止，立即进行人工呼吸，然后就医。

４、食入：用水漱口，给饮牛奶或蛋清，然后就医。

木材和木质人造板是由C、H、O等元素组成的生物有机化合物，属于固体可燃性物质，在燃烧初期有火焰产生，后期主要是木炭在煅烧，没有火焰，表面红热。

很显然，木材燃烧属于分解燃烧和表面燃烧。

木材燃烧主要可以分为四个阶段：１、干燥阶段，温度在150 ℃以下，木材热分解极其缓慢，分解产生的气体主要是CO2和H2O等，该过程为吸热阶段。