第1章 概述 1
1.1 水玻璃砂工艺发展的历程 1
1.1.1 CO2吹气硬化水玻璃砂 2
1.1.2 粉末硬化剂自硬水玻璃砂 3
1.1.3 液态有机酯自硬水玻璃砂 4
1.1.4 对水玻璃砂溃散性和旧砂回用的再认识 4
1.1.5 其他水玻璃砂工艺方法 7
1.1.6 水玻璃砂工艺的最新发展 8
1.2 水玻璃砂的性能特征及其与黏土砂和树脂砂的比较 8
1.2.1 水玻璃砂的性能特征及其应用范围 8
1.2.2 水玻璃砂、树脂砂和黏土砂用于铸钢件生产的比较 9
1.2.3 选择铸钢件铸造工艺技术改造方案的思考 11
1.3 基于水玻璃砂绿色铸造的关键技术 12
1.3.1 绿色铸造的重大意义 12
1.3.2 水玻璃——绿色铸造黏结剂 13
1.3.3 实现水玻璃砂绿色铸造的关键技术 14
1.3.4 绿色铸造水玻璃砂工艺的技术优势及目标 16
参考文献 17
第2章 水玻璃砂的工艺原理及特征 19
2.1 水玻璃的种类及基本特征 19
2.1.1 钠水玻璃 19
2.1.2 钾水玻璃 25
2.1.3 锂水玻璃 27
2.2 钠水玻璃砂的硬化机理概述 28
2.2.1 化学硬化形成新的产物 29
2.2.2 失水由液态到固态的物理硬化 30
2.2.3 物理硬化与化学硬化的区别 30
2.3 CO2气体硬化钠水玻璃砂的硬化机理 31
2.3.1 CO2气体硬化钠水玻璃砂的机理 31
2.3.2 CO2气体硬化钠水玻璃砂的性能及影响因素 32
2.3.3 CO2气体硬化钠水玻璃砂的改进工艺方法 35
2.4 加热硬化水玻璃砂的硬化机理 37
2.4.1 加热硬化水玻璃砂的硬化原理及特点 37
2.4.2 加热硬化水玻璃砂的基本特征及影响因素 38
2.4.3 加热硬化水玻璃砂的改进工艺方法 38
2.5 粉末硬化剂硬化水玻璃砂的硬化原理 39
2.5.1 硅铁粉硬化剂 40
2.5.2 硅酸二钙硬化剂 40
2.6 有机酯液态硬化剂硬化水玻璃砂的硬化原理 41
2.6.1 有机酯硬化剂的化学组成 41
2.6.2 有机酯硬化剂的硬化原理 42
2.6.3 有机酯水玻璃砂的性能及其影响因素 43
2.7 不同硬化水玻璃砂性能的对比分析 45
2.8 铸件材质对水玻璃砂性能的要求及特点 47
参考文献 48
第3章 水玻璃黏结剂的老化及改性 49
3.1 水玻璃黏结剂的老化现象 49
3.1.1 水玻璃的老化 49
3.1.2 老化现象对水玻璃砂性能的危害 52
3.2 水玻璃黏结剂改性的方法与技术 53
3.2.1 水玻璃的物理改性 53
3.2.2 水玻璃的化学改性 57
3.2.3 水玻璃的复合改性 58
3.3 水玻璃黏结剂改性技术新进展 60
参考文献 62
第4章 CO2硬化水玻璃砂 64
4.1 原材料的性能与要求 64
4.1.1 原砂 64
4.1.2 水玻璃 66
4.1.3 其他材料 68
4.2 型砂配方及混砂工艺 71
4.2.1 传统工艺配方 71
4.2.2 近年新开发的CO2硬化水玻璃砂工艺 72
4.2.3 造型制芯要求 75
4.3 吹气硬化工艺及装备 76
4.3.1 传统吹气方式 76
4.3.2 复合吹气方法 82
4.4 真空CO2硬化水玻璃砂 86
4.4.1 VRH法的主要工作原理 87
4.4.2 VRH法工艺的主要特点 87
4.4.3 VRH法的主要工序 88
4.4.4 典型工艺配比 91
4.4.5 VRH法的新发展 91
4.5 CO2硬化水玻璃砂的性能及其影响因素 93
4.5.1 常温强度 93
4.5.2 高温性能 95
4.5.3 出砂性的指标——残留强度 97
4.6 CO2硬化水玻璃砂的常见缺陷及防止方法 99
4.6.1 黏砂 99
4.6.2 表面粉化（白霜） 102
4.6.3 吸湿性 102
4.6.4 出砂性差 103
4.6.5 旧砂再生回用困难 103
4.7 CO2硬化水玻璃砂生产线 105
4.7.1 普通CO2水玻璃砂生产线 105
4.7.2 VRH-CO2水玻璃砂生产线 106
参考文献 109
第5章 有机酯硬化水玻璃砂 111
5.1 原材料的性能与要求 111
5.2 型砂配方及混砂工艺 112
5.2.1 常用的型砂配方 112
5.2.2 混砂工艺 113
5.3 酯硬化水玻璃砂主要设备 114
5.3.1 混砂机 114
5.3.2 振动紧实台 116
5.4 酯硬化水玻璃砂的性能特征及其影响因素 116
5.4.1 酯硬化水玻璃砂的性能特征 117
5.4.2 影响酯硬化水玻璃砂强度的因素 117
5.4.3 水玻璃砂硬化速度的调节方法 123
5.4.4 影响水玻璃砂溃散性的因素 124
5.5 酯硬化水玻璃砂的缺陷及防止方法 126
5.5.1 酯硬化水玻璃砂工艺的典型缺陷分析 126
5.5.2 酯硬化水玻璃砂工艺的常见缺陷及其防治措施 128
5.6 酯硬化水玻璃砂造型生产线 130
5.7 新一代的有机酯硬化改性水玻璃砂工艺及其特点 132
参考文献 133
第6章 水玻璃砂涂料 134
6.1 水玻璃砂涂料的组成、混制及其要求 134
6.1.1 涂料的组成 134
6.1.2 涂料的混制及其涂敷方法 143
6.1.3 水玻璃砂对涂料性能的要求 148
6.1.4 水玻璃砂涂料的作用及其分类 149
6.2 醇基水玻璃砂涂料 151
6.3 水基水玻璃砂涂料 153
6.4 水玻璃砂特种涂料 154
6.4.1 加固性涂料 154
6.4.2 水玻璃砂转移涂料 155
6.5 涂料常见的缺陷及其防止措施 158
参考文献 160
第7章 水玻璃旧砂再生技术 162
7.1 铸造旧砂再生的基本过程及其方法 162
7.1.1 铸造旧砂的回用与再生 162
7.1.2 铸造旧砂再生的常用方法及特点 164
7.1.3 典型旧砂再生设备的结构原理及使用特点 165
7.2 水玻璃旧砂的性能特征及其再生方法的选择 167
7.2.1 水玻璃旧砂的性能特点 167
7.2.2 水玻璃旧砂常用的两种再生方法比较 169
7.3 典型的水玻璃旧砂干法再生设备系统 170
7.3.1 立式逆流搅拌干法再生系统 171
7.3.2 “振动破碎球磨—加热干燥—气流冲击”干法再生系统 172
7.3.3 水平滚筒式逆流搅拌干法再生系统 173
7.3.4 振动式干法再生系统 174
7.3.5 离心冲击式干法再生系统 174
7.4 水玻璃旧砂的湿法再生技术及设备 175
7.4.1 国内常见的湿法再生系统 175
7.4.2 国外较完整的湿法再生系统 179
7.4.3 强擦洗湿法再生及污水处理系统 180
7.4.4 水玻璃旧砂湿法再生的污水处理技术 182
7.5 水玻璃旧砂的其他再生回用方法 184
7.5.1 “化学改性”水玻璃旧砂再生方案 184
7.5.2 水玻璃旧砂的“干法回用—湿法再生”方案 185
7.6 水玻璃旧砂的再生机理及影响因素 186
7.6.1 干法再生的机理及其影响因素 186
7.6.2 湿法再生的机理及其影响因素 190
7.7 水玻璃再生砂的性能特征 193
7.7.1 吸湿性 193
7.7.2 可使用时间 194
7.7.3 再生砂的黏结强度 195
7.7.4 再生砂循环使用后的溃散性 196
7.8 水玻璃旧砂的再生效率与再生砂性能的综合评价 197
7.8.1 再生效率的评价指标 197
7.8.2 Na2O含量的测定方法及其影响因素 198
7.8.3 Na2O含量累积的理论计算 199
7.8.4 再生砂性能的指标及其综合评价 200
7.9 水玻璃再生砂的成本及经济效益计算 201
7.9.1 水玻璃再生砂的成本 201
7.9.2 新砂成本及运输费 202
7.9.3 经济效益计算举例 202
7.10 水玻璃再生砂技术研究新进展 204
参考文献 206
第8章 水玻璃砂工艺技术研究的最新成果及发展方向 208
8.1 水玻璃砂工艺技术研究的最新成果 208
8.1.1 改性水玻璃研究与开发 208
8.1.2 水玻璃旧砂再生理论、新技术与装备的研究 209
8.1.3 水玻璃复合硬化工艺研究 211
8.1.4 其他水玻璃砂工艺及理论研究成果 212
8.2 水玻璃砂工艺技术研究及应用的发展方向 224
8.2.1 水玻璃砂工艺技术仍存在的问题 224
8.2.2 水玻璃砂工艺技术研究及应用的发展方向 225
8.3 微波硬化水玻璃砂工艺新进展 227
8.3.1 微波硬化水玻璃砂工艺的影响因素 227
8.3.2 二次微波硬化水玻璃砂新方法 229
8.3.3 微波硬化水玻璃砂的抗吸湿技术 230
8.4 21世纪基于水玻璃砂工艺的绿色清洁铸造生产技术展望 231
8.4.1 建立友好的水玻璃砂清洁铸造生产的环境 231
8.4.2 实现无污染的水玻璃旧砂完全再生回用 231
8.4.3 智能化水玻璃自硬砂铸造技术及装备 231
参考文献 232
第9章 水玻璃黏结剂及其型砂的性能测试方法 235
9.1 水玻璃黏结剂 235
9.1.1 密度 235
9.1.2 黏度 235
9.1.3 Na2O含量 236
9.1.4 SiO2含量 237
9.1.5 模数 238
9.1.6 水不溶物 239
9.2 水玻璃砂 239
9.2.1 取样和试样制备 239
9.2.2 含水量 241
9.2.3 透气性 241
9.2.4 强度 243
9.2.5 可使用时间 245
9.2.6 表面稳定性 245
9.2.7 吸湿性 246
9.2.8 溃散性 246
9.3 水玻璃旧砂及其再生砂 247
9.3.1 水玻璃旧砂及再生砂中氧化钠含量的测定 247
9.3.2 水玻璃旧砂及再生砂中的可溶和不可溶部分的测定 248
9.3.3 灼烧减量 249
9.4 硬化剂性能测试 249
9.4.1 CO2硬化剂 249
9.4.2 有机酯硬化剂 251
参考文献 254
第10章 水玻璃自硬砂工业应用实例 255
10.1 水玻璃自硬砂造型关键设备及其生产线 255
10.1.1 大型连续（移动式）混砂机 255
10.1.2 大吨位大台面振动紧实台 257
10.1.3 大型翻转起模机在铁路道岔上的应用 257
10.1.4 大型液压全自动合箱机 258
10.1.5 大型电动翻转机械手 258
10.1.6 大型流涂机 259
10.1.7 取件下芯机械手 259
10.1.8 酯硬化水玻璃砂造型制芯自动生产线实例 260
10.2 水玻璃旧砂再生实用系统及关键设备 263
10.2.1 中温加热干法再生系统及关键设备 263
10.2.2 多级强擦洗湿法再生系统及关键设备 266
10.3 水玻璃旧砂再生短流程技术、设备及其应用 267
10.3.1 水玻璃旧砂短流程再生系统原理与特点 267
10.3.2 短流程旧砂再生系统组成 268
10.3.3 短流程旧砂再生系统关键设备 270
10.3.4 水玻璃自硬砂绿色铸造“升级版”新技术 272
参考文献 274