各种硅酸盐粘结剂中，大家最为熟悉、应用面最广的应该是水玻璃。水玻璃是由多种硅酸钠水溶液组成的，其中还含有多种水合物，实际上是非常复杂的混合物。工业生产中用水玻璃作粘结剂，大约已有150多年的历史。　　铸造生产中用水玻璃作粘结剂，最早应该是Hargreaves和Paulson的工作，他们曾用吹C02的方法使水玻璃砂硬化，并于1898年获得英国的专利。所以，在铸造行业中，开启“化学硬化工艺”之先河的，绝对是吹CO2硬化的水玻璃砂工艺。但是，他们两位很快就转而注意水玻璃在其他方面的应用，这项工艺当时未能在铸造生产中推广、应用。　　1940年代后期，东欧各国和前苏联率先采用水玻璃砂。1948年捷克L.Petrzela博士研发的水玻璃砂吹C02硬化工艺获得了英国的专利。此项专利的发布，在英国受到了极大关注，很快就得到广泛应用。到1950年代初，水玻璃砂曾一度风靡世界。　　铸造生产中采用水玻璃砂，可不是一件小事，应将其看作铸造工艺的一项突破性进展。在此以前，不能用粘土湿型砂造型的中、大型铸件，只能用粘土砂干型生产。这种传统的老工艺，虽然对人类文化的进步有很大贡献，但其不仅生产效率很低、能耗高，砂型质量也不好。水玻璃砂的应用，导入了“化学硬化”新观念，为造型材料发展开拓了新途径。其直接效果是，使用了几千年之久的粘土砂干型工艺很快就告别了铸造界，铸造生产进入了粘土湿型砂和化学硬化砂并用的新时期。　　水玻璃砂的应用，在改变铸造生产的面貌和提高生产技术水平方面也都起到了至关重要的作用。与此同时，在实际应用的过程中，我们也逐步认识到，水玻璃砂的应用中确实也存在不少十分棘手的问题。而面对这些问题，认真地分析、研究，不断探求解决方案，才是创新和技术进步的体现。近几十年来，通过大量研究，我们对它的认识在不断深化，可是，要想全面地认识它、掌握它，还有一段漫长而艰辛的路程。　　铸造行业中水玻璃砂的应用，经历了跌宕起伏的波浪式发展过程，这也就充分说明，水玻璃砂应用中确实存在不少问题，可是其生命力极为强劲。1、快速发展期　　1940年代后期，捷克和原苏联率先采用水玻璃砂，有吹CO2硬化和加热快速硬化两种工艺。与传统的粘土砂干型相比，采用吹CO2硬化工艺的水玻璃砂型不需要烘干；采用加热硬化工艺的，烘干所需的时间也很短，而且铸型、芯子的强度也高得多。因此，很快就受到各国铸造行业的青睐，我国也从1950年代初开始用于生产铸钢件。1940年代后期到1950年代后期，水玻璃砂的应用在世界各国发展很快，十来年就进入了鼎盛时期。2、衰退期　　各种树脂粘结砂问世后，水玻璃砂很快就在竞争中处于弱势地位。　　1950年代后期，呋喃树脂自硬砂开始应用，此后，酚醛树脂、尿烷树脂等多种树脂粘结剂相继问世，不仅品种不断增加，质量也不断改善。树脂砂的优点很多，如：粘结强度很高，型砂中树脂的用量很少、流动性好，落砂方便，旧砂易于再生回用等。与之相比，水玻璃砂当然相形见绌，因而其应用范围随之日见缩小。到1970年代，除我国铸钢行业依然广泛应用水玻璃砂外，在其他工业国家的应用日见萎缩，很长一段时间，国外铸造专业的期刊上，几乎见不到有关的经验介绍和研究报告。　　但是，在改进水玻璃砂方面的研究工作却从未停止，这种工艺仍然不断有所发展。　　1963～1964年，日木的西山太喜夫开发了用硅铁粉作硬化剂的自硬水玻璃砂，使水玻璃砂在加热硬化和吹CO2硬化两种方式之外，又增添了“自硬”的硬化方式，增强了水玻璃砂适应不同生产条件的能力。此后，又陆续发展了用硅酸二钙、氟硅酸钠、脱水石膏和各种水泥作硬化剂的水玻璃自硬砂。在此基础上，还出现了流态自硬砂。　　用粉状材料作硬化剂的自硬方式，在技术上也是一项进展，但是，混砂时粉状硬化剂不易弥散于型砂中，型砂质量的一致性和稳定性难以保持，其效果仍然不太理想。3、复苏和再次衰退　　1970年代后期，美国开发了酯硬化水玻璃自硬砂工艺，型砂中水玻璃的用量可降到3%，甚至更低一点，落砂性能也因之有所改善。与此同时，虽然各种树脂自硬砂的应用日益广泛，但是，由于树脂的价格昂贵，并在一定程度上存在着环保方面的问题，水玻璃砂又一次受到重视。1980年，美国铸造师学会的年会上，就有人提出了“水玻璃砂再次回到铸造行业”这样的观点。　　1982年，日本铸造技术协会完成了开发真空置换硬化工艺（VRH工艺）的试验室工作，不久就在生产中应用。采用VRH工艺，型砂中水玻璃的用量与酯硬化水玻璃砂相近，虽然需要配置一套真空装置，但不必用价格很贵的有机酯，CO2的用量也很少。（待续）