其硬化機理是：
水玻璃砂吹CO2時，在氣體壓力差及濃度差的作用下，CO2氣體將力圖向型砂各方向流動，CO2氣體與水玻璃接觸后，立即與之反應生成凝膠。由于擴散作用，反應總是從外向里，外層先形成一層凝膠薄膜，阻礙CO2氣體和水玻璃繼續進行反應。因此在短時間內，無論采用何種方法控制CO2氣體，使其和全部水玻璃反應是不可能的。據分析，當型砂達到most佳吹氣強度時，和CO2氣體反應的水玻璃約為65%，這就是說水玻璃沒有充分發揮粘結作用，至少有35%以上的水玻璃沒有反應。而有機酯硬化劑能與粘結劑形成均勻的混合物，能充分發揮粘結劑的粘結作用，型芯砂的所有部分都以相同的速度建立強度。
提高水玻璃加人量，砂型終強度將增加，但是其殘留強度也會增加，導致清砂困難。而水玻璃加入量過少時，其終強度過小，達不到使用要求。在實際生產中，一般把水玻璃加入量控制在4%左右。
單獨用有機酯硬化時，一般有機酯的加人量為水玻璃量的8~15%。而采用復合硬化時，吹CO2時估計已有一半左右的水玻璃硬化，還有一半左右的水玻璃還沒有硬化。所以有機酯的加人量占水玻璃加人量的4~6%是比較合適的。
采用復合硬化法，可以充分發揮CO2硬化和有機酯硬化的雙重優點，并能使水玻璃的粘結作用充分發揮出來，達到硬化速度快，起模早，強度高，潰散性好，成本低的綜合效果。
但是CO2-有機酯復合硬化工藝需要比單純的有機酯硬化法多加0.5~1%水玻璃，這將給水玻璃舊砂的再生增大難度。
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