[发明专利]熔模铸造氯化铵硬化水玻璃型壳工艺

说明书

技术领域

本发明涉及到熔模铸造氯化铵硬化水玻璃型壳的基本硬化工艺参数。

技术背景

氯化铵硬化水玻璃型壳工艺是前苏联科学家、功勋院士彼尔欣教授在五十年代传入中国，其主要工艺如下：

1、控制氯化铵硬化液的浓度、温度、硬化时间和氯化钠的含量；

2、控制硬化液的PH＝5，可以用盐酸中和法或加热去氨法使硬化液的PH＝5；硬化液中的过剩盐酸＜0.5％；

3、氯化铵硬化水玻璃型壳，反应的结果除了生成起粘结作用的硅胶以外，还生成氢氧化铵，氢氧化铵分解成氨气和水；生成氯化钠的比重(d＝2.16)较大，常沉淀在硬化槽的底部。为了保持硬化液的性能每年更换一次硬化液。

本发明涉及氯化铵硬化水玻璃型壳的上述工艺，揭示了氯化铵硬化水玻璃型壳的工艺和硬化机理，与前苏联科学家、功勋院士彼尔欣教授提出的工艺有很大的差异。

发明内容

1、控制氯化铵硬化液的浓度、温度、硬化时间，并且三者之间有密切的关系。

2、没有必要控制硬化液中的氯化钠含量。

3、不需要控制硬化液的PH值，不需要用盐酸中和法或加热去氨法使硬化液的PH值；不存在硬化液中的过剩盐酸＜0.5％。

4、氯化铵硬化水玻璃型壳的硬化机理应该是：

氯化铵(NH₄Cl)是强酸弱碱盐，水玻璃(Na₂O.mSiO₂)是强碱弱酸盐，两者水解后发生下列化学反应：

上述两个化学反应方程式水解后生成的H⁺和OH^-中和，生成电离度极小的H₂O，使两个方程式向右进行， 生成硅胶mSiO₂.(n-1)H₂O又促进了水解；进而又中和，周而复始地进行下去，就会生成越来越多起到粘结作用的硅胶mSiO₂.(n-1)H₂O。而不是“氯化铵水溶液硬化水玻璃型壳的理论基础，除了生成起粘结作用的硅胶以外，还生成氢氧化铵和氯化钠，氢氧化铵分解成氨气和水；氯化钠的比重(d＝2.16)较大，常沉淀在硬化槽的底部。”

附图说明

图1是NaCl-NH₄Cl-H₂O的三相图。在20℃时，当NaCl＝19.58g/100ml，NH4Cl＝17.23g/100ml时，NH₄Cl和NaCl同时饱和。即当溶液中氯化钠的含量达到相图中的e点时，再增加NaCl或NH₄Cl，就会析出增加的那种盐。

在正常生产中，硬化液中NaCl的含量低于19.58g/100ml时，不会析出NaCl。不需要更换硬化液，更不要定期更换硬化液。

具体实施方案

1、实验氯化铵硬化液的浓度、温度、硬化时间和氯化钠含量对硬化层的影响

(1)实验条件：

实验工具：千分尺、温度计、秒表及塑料瓶盖若干。

实验材料：选用不同的氯化铵浓度、不同的温度、不同的硬化时间、不同的氯化钠含量。

实验方案：

实验方法：用3只塑料瓶盖装满涂料，按照上述实验方案分别放在不同的氯化铵浓度、不同的温度、不同的硬化时间、不同的氯化钠含量中硬化，取出后用千分尺检测硬化层的厚度。每个硬化层检测3个点，取其平均值作为评定硬化效果。

(2)实验结论：随着硬化液浓度的增加、温度的提高、硬化时间的延长，硬化层的厚度增加；随着硬化液中的氯化钠含量增加，对硬化层的影响不太明显。因此，应严格控制硬化液的浓度、温度和硬 化时间，并且三者有密切关系；不必控制氯化钠含量。

2、实验硬化液中的氯化钠是否能够沉淀

“硬化液随着使用时间的增长，……氯化钠也随之增加。……由于氯化钠的比重(d＝2.16)较大，它常沉积在硬化槽底部”。

氯化钠是否能沉淀，就要找出它们同时饱和了的三相点。

在20℃时，当NaCl＝19.58g/100ml，NH₄Cl＝17.23g/100ml时，NH₄Cl和NaCl同时饱和。即当溶液中氯化钠的含量达到相图中的e点时，再增加氯化钠或氯化铵，就会析出增加的那种盐。

在正常生产中，硬化液中氯化钠的含量低于19.58g/100ml时，不会析出氯化钠。不需要更换硬化液，更不要定期更换硬化液。