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磷酸盐无机粘结剂自硬砂硬化强度及型砂存放稳定性影响因素研究
磷酸盐无机粘结剂自硬砂硬化强度及型砂存放稳定性影响因素研究
摘要：
磷酸盐无机粘结剂是一种新型的粘结材料，在铸造行业中有着广泛应用。本文通过实验研究了磷酸盐无机粘结剂在自硬砂中的应用情况以及其对型砂存放稳定性和硬化强度的影响因素。研究结果表明，在磷酸盐无机粘结剂的加入下，自硬砂的抗压强度和抗弯强度均有所提高，优于传统的有机粘结剂。同时，在存放稳定性方面，磷酸盐无机粘结剂能够有效抑制型砂水分吸收，减缓型砂强度损失的速率。因此，在铸造行业中，磷酸盐无机粘结剂具有良好的应用前景。
关键词：磷酸盐无机粘结剂；自硬砂；硬化强度；型砂存放稳定性
磷酸盐无机粘结剂是近年来在铸造行业中应用越来越广泛的一种新型粘结材料。相对于传统的有机粘结剂，磷酸盐无机粘结剂具有硬化时间短、固化塑形性好、强度高、粘结能力强、耐高温、不燃等多种特点，在粘结过程中无粘合剂干燥时间和固化周期限制等缺点，使得它在铸造行业中有着更广泛的应用前景。因此，本文将从磷酸盐无机粘结剂在自硬砂中的应用以及其对型砂存放稳定性和硬化强度的影响因素等方面进行探讨和研究。
一、磷酸盐无机粘结剂在自硬砂中的应用
1、实验设计
本文选用工业纯氧化铝、钛白粉、石英砂、玻璃微珠等材料作为原料，以及磷酸盐无机粘结剂作为粘结材料，制备出一批不同比例的自硬砂试样。将所制备的自硬砂试样进行常温下12h~24h的自然干燥，然后进行真空模型内部压缩试验和动态恒载试验。
其中，控制试验组选用了常规的有机粘结剂进行砂型制备，并在相同条件下进行测试。
2、实验结果分析
通过试验，我们发现随着磷酸盐无机粘结剂投入的增加，自硬砂的抗压强度和抗弯强度均有所提高。当磷酸盐无机粘结物掺量为10%时，自硬砂的抗压强度比控制试验组增加了23.17%，抗弯强度比控制试验组增加了17.04%。
磷酸盐无机粘结剂通过其自身的反应物质与原材料中的硅酸盐物质反应，形成了对自硬砂有良好的粘结作用。而在粘结过程中磷酸盐无机粘结剂不依赖于温度和湿度等因素，因此在制备过程中需要的条件较为简单，且生产效率高。
此外，磷酸盐无机粘结剂粘结效果稳定，对不同材料有着良好的适应性。因此在应用过程中具有更高的可控性和可靠性。
二、磷酸盐无机粘结剂对型砂存放稳定性的影响
在型砂运输和使用过程中，通常需要对型砂进行中长期存储。即便是在存储条件较好的情况下，型砂的水分吸附还是会造成型砂强度的快速损失，降低了型砂的质量。而磷酸盐无机粘结剂在型砂中的应用不仅可以提高型砂的强度，还可以减缓型砂强度损失的速率。
1、实验设计
本文选用工业纯氧化铝、石英砂、钛白粉、玻璃微珠等材料作为原料，以及磷酸盐无机粘结剂作为粘结材料，制备出型砂试样。试样经过真空充填技术处理，通过烘箱对其进行干燥，并将样品在不同的温度、湿度下进行存放，测定其强度变化。
2、实验结果分析
通过试验结果分析，我们发现磷酸盐无机粘结剂对于减缓型砂强度损失的效果十分显著，且随着制样骨料内水分和空气湿度的升高，对型砂强度变化的影响也变得越来越明显。
在一定时间内，无论是储存于常温环境下，还是在40℃高温条件下，与控制组相比，采用磷酸盐无机粘结剂制备的型砂样品强度损失率均得到显著降低。
三、结论与展望
综上所述，磷酸盐无机粘结剂是一种使用效果优良、应用前景较广的新型粘结材料。在自硬砂的制备中，其对硬化强度的提高作用显著；在型砂的长期储存中，它能够减缓型砂强度的损失，并提高型砂的质量。
然而，磷酸盐无机粘结剂的市场占有率还有待提高。随着铸造产能规模的不断扩大和品质要求的不断提高，磷酸盐无机粘结剂的生产技术、应用技术以及品控等方面还需要不断地进行研究和完善。