水玻璃作为一种绿色粘结剂,可用于砂型铸造中,水玻璃砂铸造工艺能减少铸造污染,符合绿色铸造的时代背景。随着微波加热技术不断成熟、微波装置更新换代,水玻璃砂型微波硬化工艺已可能实现。砂型在微波装置中硬化后刚冷却时的即时强度高,但存放在潮湿环境中砂型强度下降幅度大,给实际生产带来诸多不便。水玻璃砂微波硬化工艺要想大范围应用,寻找解决砂型吸湿问题的新方法、新途径为大势所趋。本文系统研究了微波加热时间、放置位置等参数对砂型表面温度、宏观力学性能的影响。结果表明:当一次微波加热时间为30s,二次微波加热时间40s,微波功率700w,水玻璃质量分数1.5%,砂型加热位置为圆盘中央时,微波能利用率较高、砂型性能指标符合铸造要求。通过对微波硬化砂型进行存放强度、吸湿率、微观粘结桥等综合分析,最后确定以存放强度为主、吸湿率为辅的抗吸湿性指标。通过单因素试验从减小亲水钠离子数量、靶向微波加热等角度提升砂型抗吸湿性。结果表明:聚季铵盐-7、聚季铵盐-10、蓖麻油酸钾、硅烷偶联剂KH-602、硅烷偶联剂KH-570、钛酸酯偶联剂CS-201、银耳异聚多糖、四硼酸锂、乙二胺四乙酸、石墨烯等对于改善水玻璃砂型的抗吸湿能力均有效果。其中,对砂型恒温恒湿箱内4h存放强度、吸湿率这两项衡量指标改善效果均较为明显的是聚季铵盐-7,4%聚季铵盐-7改性水玻璃砂时,砂型强度提高率为68.97%,吸湿率降低率为27.34%。通过正交试验探寻多种改性试剂共同作用改善水玻璃砂型抗吸湿性的最佳配方。结果表明:4%聚季铵盐-7、0.5‰四硼酸锂、0.3%石墨烯为三种试剂最优方案。使用该混合试剂改性水玻璃砂后,砂型恒温恒湿箱4h存放强度提高率为58.49%,室内强度提高率为50%,恒温恒湿箱4h吸湿率为0.38%,表明多种试剂、多角度作用改善砂型抗吸湿能力是有可能的。本文讨论了砂型表面覆膜工艺方案,确定了覆膜工艺最优流程,对比分析了单独覆膜及内外联合试验结果。结果表明:覆膜步骤应在微波硬化砂型表面温度达到90-100℃时立即进行;覆膜材料厚度相同时,聚乙烯(PE)薄膜的覆膜效果优于乙烯-醋酸乙烯脂共聚物(EVA)薄膜,覆膜砂型在室内10天强度下降率分别为PE薄膜13.93%,EVA薄膜13.38%;经内外联合试验后砂型存放强度降低8.85%,砂型即时强度、表面温度较单一覆膜砂型高。覆膜工艺能从源头上隔绝环境中湿气入侵砂型内部,改善砂型抗吸湿性效果好。