1.1.5 其他水玻璃砂工藝方法

在CO₂吹氣硬化水玻璃砂、粉末硬化水玻璃砂和液態(tài)有機(jī)酯水玻璃砂三種主要水玻璃砂工藝應(yīng)用的同時(shí)，水玻璃石灰石砂、加熱硬化水玻璃砂、微波硬化水玻璃砂等工藝方法在我國也有不同程度的開發(fā)與應(yīng)用。

1.水玻璃石灰石砂

水玻璃石灰石砂是以水玻璃為黏結(jié)劑，以高溫分解的（或?qū)⑻烊皇沂?jīng)過機(jī)械破碎、篩選后成的）石灰石砂取代硅砂配制成的型砂或芯砂。水玻璃石灰石砂工藝由我國的常州戚墅堰機(jī)車車輛廠于1970年首先開發(fā)成功后，在我國不少的鑄鋼工廠使用。與水玻璃硅砂比較，水玻璃石灰砂突出的優(yōu)點(diǎn)是潰散性好及無硅塵危害，資源豐富，鑄件的表面光潔（不黏砂），冷卻速度快及鑄件組織致密等。但它也有明顯的缺點(diǎn)，如石灰石砂粒的硬度低，混輾時(shí)容易粉化，型砂的保存性差，發(fā)氣量大，耐高溫和沖刷性差，鑄件易產(chǎn)生縮沉、氣孔、蚯裂缺陷，舊砂再生回用困難，且揮發(fā)出的CO氣體易使操作工人產(chǎn)生中毒現(xiàn)象等。目前，水玻璃石灰石砂的使用單位已越來越少。

2.加熱硬化水玻璃砂

加熱硬化水玻璃砂是19世紀(jì)中期人們最早使用的水玻璃砂硬化工藝。加熱硬化的水玻璃砂的強(qiáng)度高，3%～4%的水玻璃加入量即可獲得足夠的強(qiáng)度，但它有如下明顯的缺點(diǎn)：

1）生產(chǎn)率低、能耗大、勞動(dòng)強(qiáng)度大、型（芯）的尺寸精度不高。

2）普通的加熱，型（芯）表層通常先受熱失水硬化、結(jié)成硬殼，使熱空氣不易滲入型（芯）內(nèi)部，型（芯）內(nèi)部的水蒸氣不易擴(kuò)散出來，故厚大型（芯）的內(nèi)部烘不透，而其表層又易受過度烘烤。

3）加熱硬化的鑄型（芯）具有很強(qiáng)的吸濕性，吸濕后型（芯）易膨脹變形，甚至崩塌，給生產(chǎn)組織管理和澆注過程帶來了很多麻煩。

因此，加熱硬化水玻璃砂工藝沒有得到廣泛的推廣應(yīng)用。

3.微波硬化水玻璃砂

微波是一種波長為1～300nm的電磁波。在微波的照射下，偶極距較大的分子（如水分子等）會(huì)隨微波而發(fā)生激烈的振動(dòng)，相互產(chǎn)生摩擦而發(fā)熱。微波能透入型（芯）砂的內(nèi)部，由內(nèi)向外逐步加熱。微波加熱時(shí)，水分從型（芯）的內(nèi)部向外遷移揮發(fā)，所以型（芯）砂能夠充分烘透、整體得到烘干硬化。

微波加熱技術(shù)應(yīng)用于水玻璃砂始于1978年。其優(yōu)點(diǎn)是可以充分發(fā)揮水玻璃的黏結(jié)潛力，水玻璃的加入量可降至1.5%～2.0%。但微波硬化的水玻璃砂吸濕性太強(qiáng)，給操作和管理帶來了極大的困難，另外木材和金屬不能作模具材料（木材易受熱變形，金屬會(huì)反射微波），加之現(xiàn)階段微波硬化裝備的價(jià)格昂貴，故微波硬化水玻璃砂工藝目前還未得到廣泛的推廣應(yīng)用。但隨著有關(guān)問題的逐步解決，微波硬化水玻璃砂工藝還是具有誘人的應(yīng)用前景。