水玻璃砂工艺3.2. 以水玻璃砂为粘结剂的型砂和芯砂水玻璃砂在1947 年 CO 2 吹气硬化法问世后就受到重视，水玻璃CO 2 吹气硬化法有气影法造型、制芯的各种优点。但传统的CO 2 吹气硬化型砂中水玻璃加入量过多，导致溃散性差、旧砂再生困难等问题。因机理研究的滞后，存在问题在相当长的时间内未解决，使其应用受到限制。随着现代社会对环境的质量要求越来越高，水玻璃砂在环保方面的优势重新引起铸造工作者的重视，20 世纪70 年代随着水玻璃有机脂自硬法，真空置换硬化（VRH ）法、微波烘干法等新工艺相继开发成功并应用于生产，型砂中水玻璃的加入量减少到CO 2 吹气硬化法的1/2 ～ 1/3 ，特别是近年来在水玻璃硬化机理方面深入研究所取得的发展，加上各种改性水玻璃和溃散剂的开发和应用，在解决水玻璃砂溃散性、旧砂再生和回用方面取得了突破性的进展。水玻璃砂成本低，高温退让性好，有利于环保的优势受到铸造工作者欢迎。因此水玻璃砂完全有可能成为21 世纪铸造生产的持续发展发挥重要作用。3.2.1 CO 2 吹气硬化水玻璃砂3.2.1 .1 CO 2 吹气硬化水玻璃砂的原理水玻璃砂CO 2 硬化是气、液两相反应， 其硬化原理见2.2.2 .2 节水玻璃的硬化。 传统的CO 2 吹气硬化水玻璃砂强度低的主要原因是反应的不均匀性，大部分反应只发生在水玻璃膜的表层（图3 － 17 ）中的A-B 间），越往深层（图3 － 17 中从 A 向 E ）反应越少。往往是表层过吹，而内层水玻璃反应不完全或完全未反应。CO 2 硬化水玻璃膜模数与相对厚度关系的例子如图3 － 18 所示。水玻璃与CO 2 的化学反应可用下式表示：Na 2O · mSiO 2 · nH 2O+xCO 2 (1-x)Na 2O· mSiO 2 · nH 2O+xNa 2CO 3 （反应后水玻璃模数M ＝ m/1-x ）或 Na 2O · mSiO 2 · nH 2O+xCO 2 (1-2x)Na 2O · mSiO 2（ n-1） H 2O+2xNaHCO 3 （反应后水玻璃模数M ＝ m/1-2x ）上面第二式为不良反应，x 值约为0.3~0.4 。反应后水玻璃的模数有所提高。同时因CO 2 露点为－30 ℃ ，是一种干燥剂，因此吹CO 2 有脱水作用。传统的水玻璃CO 2 硬化法，水玻璃的粘结作用不能完善的发挥，配比中不得不多加水玻璃，导致型砂易烧结，溃散性差，旧砂再生困难。水玻璃加入量对砂型残留强度的影响如图3 － 19 所示，残留强度越高，溃散性越差。如果希望改善CO 2 硬化砂工艺性能，就必须采取措施挖掘水玻璃的粘结潜...
