水玻璃砂作为铸造用型砂，虽具有强度高、硬化快、成本低及环保优势，但其缺点显著，主要包括**溃散性差、旧砂再生困难、吸湿性强及高温退让性差**，具体分析如下： ### **1. 溃散性差** - **表现**：水玻璃砂浇注后残留强度高，砂型溃散困难，导致铸件清砂效率低，需机械清理，增加人工成本和时间。 - **原因**：水玻璃黏结剂在高温下形成稳定的硅酸盐网络结构，冷却后难以破碎。 - **影响**：传统工艺中水玻璃加入量高（7%-8%），进一步加剧溃散性问题。 ### **2. 旧砂再生困难** - **表现**：旧砂脱模率低，表面形成惰性Na₂O膜，难以通过常规方法再生回用，导致大量废砂排放。 - **原因**：水玻璃砂硬化后，砂粒表面被硅酸盐膜包裹，机械摩擦或化学清洗需额外能耗。 - **影响**：废砂排放造成碱性污染，且需占用土地堆放，增加环保压力。 ### **3. 吸湿性强** - **表现**：水玻璃砂易吸收空气中的水分，导致强度下降，尤其在潮湿环境中储存稳定性差。 - **原因**：水玻璃分子中的羟基（-OH）具有亲水性，易与水分子结合。 - **影响**：砂型在储存或运输过程中可能因吸湿而变形或失效，需严格控制环境湿度。 ### **4. 高温退让性差** - **表现**：浇注时砂型退让性不足，易导致铸件产生裂纹、缩孔等缺陷。 - **原因**：水玻璃砂硬化后刚性较强，缺乏弹性缓冲能力。 - **影响**：尤其对薄壁铸件或复杂结构铸件，退让性差会显著增加废品率。 ### **其他缺点** - **粘砂倾向**：水玻璃加入量高时，易导致铸件表面粘砂，增加清理工作量。 - **工艺局限性**：传统CO₂硬化工艺需控制吹气时间，过吹会导致砂型表面粉化，强度降低。 ### **改进方向** - **降低水玻璃加入量**：通过改性水玻璃（如活化金属离子）或有机酯硬化工艺，将加入量降至1.8%-3.0%，改善溃散性和旧砂再生率。 - **优化再生技术**：采用振动落砂破碎再生除尘输送短流程技术，提高旧砂脱模率至25%左右。 - **控制环境条件**：保持砂型干燥，避免潮湿环境储存，减少吸湿性影响。 ### **应用场景限制** 水玻璃砂主要用于铸钢件生产，在铸铁和有色合金铸造中应用较少，因其缺点可能导致铸件质量不稳定。随着环保要求提高，其应用需结合改性技术和再生工艺优化，以平衡性能与成本。
