酯硬化水玻璃砂工藝兼顧了普通水玻璃砂工藝和樹脂砂工藝的優點，具有強度高、漬散性好、發氣量小、便于回收等特點，應用于鐵路貨車搖枕、側架生產可大幅改善表面質量，降低裂紋風險，提升產品質量水平，進而確保了鐵路車輛的運行安全。
一、酯硬化水玻璃砂工藝研制于上世紀70年代后期，于90年代定型并在本世紀00年代得到大規模應用至今，是基于普通C02硬化水玻璃砂工藝，通過對水玻璃進行改性，引入有機酯作為固化劑而成，是一種清潔高效的綠色鑄造工藝。與普通水玻璃砂相比，酯硬化水玻璃砂工藝具有型砂流動性好、強度高、潰散性好、便于回收等優點；與樹脂砂相比，酯硬化水玻璃砂工藝退讓性好、價格相對低廉、與環境友好。
隨著國民經濟發展和鐵路貨車重載提速運輸的需要，我國鐵路貨車轉向架關鍵零部件搖枕、側架的質量要求也在不斷提高。在鐵路主管部門的組織下，鐵路鑄造工作者經過多年的不懈努力，不斷推進鑄鋼搖枕、側架工藝上水平、材質上等級、檢洌上臺階、實物上檔次，使我國搖枕、側架的制造技術和產品質量達到了較高水平。而有機酯硬化水玻璃砂工藝在搖枕、側架造型特別是整體芯制芯中的廣泛應用，促進了行業內部質量水平的提升。
確定生產搖枕、側架產品選定直接采用酯硬化水玻璃砂工藝進行生產試制，改性水玻璃和有機質工藝特點分析及酯硬化水玻璃砂工藝簡析
1、搖枕
搖枕沿長度方向呈魚腹形，這種結構既能保證搖枕具有足夠的強度，又可節約材料，減輕自重。上平面中部為心盤座，下心盤用螺栓組裝在搖枕上。中部設有心盤銷孔，用于安插中心銷。搖枕兩端有下旁承座，兩端支撐在彈簧上，與彈簧對應位置鑄出突出的圓臍或彈簧止檔，用于彈簧定位。搖枕兩端的側面上，有四個楔塊槽，楔塊槽兩側分別有突出的搖枕擋。通常情況下，在下心盤與旁承座之間搖枕中部上平面有兩個長圓形工藝孔，搖枕側面中部的兩個橢圓孔用于減重，安裝通過式基礎制動中拉桿等，搖枕腹部下面兩個對稱的長圓孔為工藝孔。
2、側架
側架兩端導框寬度較大。側架中部有一較大的方型孔。在方孔兩側的立柱內側平面上可固定安裝磨耗板。在側架立柱兩側設有止擋，控制搖枕橫向位移。方形孔的下部為彈簧承臺，承臺上設有固定彈簧用的圓臍或止檔。側架內側還設有制動梁滑槽。側架兩邊設有三角形檢查孔，用于觀察、更換閘瓦。
3、搖枕、側架是典型的薄壁箱型結構，材質為低合金鑄鋼，工藝難度較大。
(1)搖枕、側架用鋼為含碳量0.20%～0.32%左右的低合金鋼，屬于亞共析鋼，凝固結晶溫度范圍較寬，如果凝固方式控制不當，易形成裂紋。由Fe-Fe3C相圖可知，亞共析鋼由相到固相要經歷二次相變0 1 5 30℃從液相中析出體心6一鐵，1 49 3℃開始發生包晶反應，6一鐵晶核外生成面心y一鐵（奧氏體），此后殘余液相全部形成奧氏體。伴隨這一轉變而出現的體積變化是引起鑄鋼件熱裂紋的原因之一，必須在工藝設計中加以重視。
(2)部分相鄰壁厚差異較大，相交處形成熱節，澆注時鑄件溫度場不均勻，采取特殊措施的情況下，既不能完全實現順序凝固，又不能實現同時凝固。由于鑄各部位不能同時收縮，凝固部位收縮受阻，易產生熱裂紋、縮孔等缺陷，關鍵位熱節應采用工藝措施以保證凝固順序。
2酯硬化水玻璃砂工藝簡析
酯硬化水玻璃自硬砂工藝選用的水玻璃是在普通水玻璃的基礎上通過一系列化學和物理改性及電離轉化而成的改性水玻璃，水玻璃加入量比傳統的C02硬化法減少一半左右，型砂流動性好，易緊實，改善了型砂的潰散性，減輕了勞動強度。酯硬化水玻璃砂工藝性能受原砂質量、固化劑和水玻璃種類及加入量、環境溫（濕）度、混砂工藝及設備等多種因素的影響。
酯硬化水玻璃砂需控制的工藝指標如下：
(1)強度
酯硬化水玻璃砂～般沒有濕強度，待砂型白硬到一定強度時方可起模。澆注時的終強度需達到0. 4MPa以上。影響型砂終強度的因素有原砂粒形、粒度、含泥量、微粉含量和含水量，水玻璃、有機酯加入量及空氣濕度、溫度等。實際生產中，由于其它影響因素確定，型砂強度受溫度和濕度的影響大。溫度大于30℃時，液料反應速度力口快，型砂使用強度降低；溫度低于10℃，液料反應速度變慢，型砂強度提升緩慢，生產效率低，而環境濕度增加，初始硬化速度加快，初始硬化強度有所增加；但硬化終強度有所下降，鑄型的表面穩定性下降。因此混砂設備通常安裝砂溫控制器，溫度過高時報警，溫度過低時對型砂進行加熱，濕度偏高時，可以考慮砂型預表干措施。
(2)硬化速度
型砂硬化過快，可使用時間縮短，終強度也會降低。硬化速度過慢會降低生產率。影響硬化速度的主要因素有環境溫度、水玻璃模數、有機酯種類及加入量、空氣濕度和原砂水份等。
(3)可使用時間
決定可使用時間的主要因素是硬化速度。硬化速度越快，可使用時間愈短。超過可使用時間的型砂流動性差，充型能力下降，造型后強度大幅降低，型砂表面穩定性較差，很容易造咸沖砂或砂眼等鑄件缺陷。
(4)發氣量
有機酯水玻璃砂發氣量較小，但也需要選用合適的涂料以阻斷鋼水與型砂的接觸界面，實際生產中需控制涂料的發氣量。
(5)存放性
酯硬化水玻璃砂的存放性較C02硬化水玻璃砂好，基本沒有返堿粉化現象。但空氣濕度對砂型存放影響較大，當空氣濕度>80%時砂型易吸潮發生蠕變，使鑄件的尺寸精度下降，因此在工藝設計中應嚴格控制砂型存放時間。