液体有机酯硬化剂早在1967年美国已应用于水玻璃自硬砂，而在近10年才得到推广应用，发展至今日已成为90年代的新型铸造工艺。我国是从70年代开始这方面的研究，并逐步得到应用，目前已引起愈来愈多的铸造厂家的关注。其主要原因是，硬化强度高，是CO2法、粉状硬化剂自硬砂的1～2倍，从而可明显降低水玻璃加入量，改善型、芯砂溃散性，旧砂再生回用已成为可能，大大改善了CO2水玻璃砂的工艺性能。因此，在铸钢件上具有广阔的应用前景，被描述成为“本世纪将是酯硬化水玻璃砂与树脂砂激烈竟争的年代”。武汉一大型铸钢厂多年来一直采用赤泥自硬水玻璃砂工艺生产大型铸钢件，水玻璃加入量高达10%。混砂时赤泥粉尘污染严重，铸件清理十分困难，铸件表面品质也不尽人意，且每年近万吨的废砂排放，耗资巨大。为了提高铸件表面光洁度，降低成本，增强产品的市场竟争能力，工厂决定进行技改。第一期目标是用有机酯水玻璃砂工艺取代原来的赤泥自硬工艺，最大限度的降低水玻璃加入量，并为第二期实现旧砂再生回用创造条件。本文根据工厂的实际情况从有机酯水玻璃砂选用原材料着手，讨论了相关因素对有机酯水玻璃砂性能的影响，提出了原材料的选用原则和用于实际生产的最佳配方。1试验材料及方法1.1试验材料试验用原砂及性能，如表1所示。表1试验用几种硅砂的性能Tab.1Thepropertyofsomeexperimentalsilicatesands原砂筛孔尺寸/mm含泥量/%角形系数大林标准砂0.300/0.1500.251.14湖南溆浦砂0.425/0.2120.081.19湖南长沙砂0.425/0.2120.301.23湖南岳阳砂0.425/0.2121.311.31有机酯：MDT901；密度ρ=1.04g/cm3水玻璃：模数M=2.53；密度ρ=1.45g/cm31.2试验方法混砂工艺：原砂+有机酯混20s+水玻璃混20s。混砂机为S2004高速混砂机制样及强度测试：手工制作50mm×50mm标准圆柱试样，用SWY强度试验机及高压附件测试抗压强度。残留强度：将存放24h后的试样，放进加热到1000℃的箱式电阻炉中保温15min，取出冷却后测其抗压强度。表面稳定性：将硬化24h的标准圆柱试样称量后，放入转筛式成型性试验仪的178mm的圆筒筛中，以57r/min的转速转动2min后对残留在筛网中的试样进行称量，转动后与转动前试样质量之比即表示试样的表面稳定性。吸湿性：将硬化24h的标准圆柱试样存放在盛水、密封干燥器中，分别测试存放24h、48h、72h的抗压强度，以其下降趋势表示该型砂的吸湿程度。2试验结果及分析2.1有机酯加入量对水玻璃砂强度的影响有机酯加入量太少时不能均匀包复整个砂粒、酯与水玻璃反应不完全，不能形成均匀的粘结膜，影响型、芯砂强度；加入量过高势必造成浪费。由表2可知，随着有机酯加入量的增加型砂硬化速度和终强度均有所提高，增加到12%时这种趋势开始减弱。一般为水玻璃加入量的10%～12%即可，在以后的本试验中均采用12%。表2不同酯加入量对抗压强度的影响Tab.2Theeffectofdifferentorganicestercontentonthecompressivestrength酯加入量%抗压强度/MPa1h2h4h24h60.851.131.822.2580.961.452.152.85101.031.722.363.09121.181.892.473.17141.201.952.533.20试验条件：标准砂；水玻璃加入量4%；温、湿度23℃×65%2.2水玻璃对水玻璃砂性能的影响2.2.1水玻璃加入量的影响表3示出不同水玻璃加入量对有机酯水玻璃砂抗压强度及残留强度影响。表3水玻璃加入量对酯自硬砂强度的影响Tab.3Theeffectofsodiumsilicatecontentonthecompressivestrength加入量%抗压强度/MPa1h2h4h24h1000℃残强3.00.951.241.541.950.743.51.061.582.232.740.784.01.121.852.513.110.844.51.212.202.623.221.155.01.302.352.693.281.42试验条件：标准砂；温、湿度26℃×78%试验结果表明，随着水玻璃加入量的增加，终强度逐渐增大，但水玻璃超过了3.5%以后这一趋势明显减弱；当酯量为水玻璃12%时在4档不同水玻璃加入量条件下早期强度较接近，这意味着可脱模时间相差不大；随着水玻璃加入量的增大，残留强度增大，溃散性下降。水玻璃量＜4%时，1000℃残留强度变化不大，超过4%时残留强度显著增大。因此从造型、制芯所需的强度以及型砂的溃散性(当残留强度＜1MPa时铸件清理较为容易)，在实际生产