生產(chǎn)鑄鋼件用造型材料概述
2014.05.27 16:14
中國鑄造協(xié)會李傳栻
為適應節(jié)能
、減排的要求，汽車用汽油發(fā)動機的排氣溫度不斷提高
。執(zhí)行歐4 標準以后，排氣溫度達1050℃
，排氣管不得不用高鎳奧氏體耐熱鋼鑄造
。雖然我還不知道我國哪種汽車的發(fā)動機已采用耐熱鋼排氣管
，但是
，就我所知
，我國目前至少已有三家鑄造企業(yè)開始生產(chǎn)耐熱鋼排氣管
。即使這類產(chǎn)品主要是供出口的
，也應該為我國鑄造行業(yè)順應時勢之快而感到欣慰。
我國熔模精密鑄件的產(chǎn)量較高
，但是
，在鑄鋼件的總量中所占的比重仍然不到10%，絕大部分鑄鋼件都是砂型鑄造的
。因此
，進一步優(yōu)化砂型的制造工藝，對于提高鑄件質(zhì)量
、節(jié)約資源
、節(jié)能、減排都是至關重要的
。
在這里
，想簡略地評述各種砂型在鑄鋼件生產(chǎn)方面的應用，供鑄鋼業(yè)界同仁參考
，希望我拋起的這塊小磚
，能引出紛至沓來的“美玉”。
一
、不要簡單地摒棄粘土濕型砂
粘土濕型砂是歷史最悠久的造型材料
，具有生產(chǎn)成本低、造型周期短
、可循環(huán)使用
、對環(huán)境的污染少等許多優(yōu)點，這是眾所周知的
，就不必細說了
。
采用粘土濕型砂，最大的制約是砂型的強度不高
，只適用于生產(chǎn)小型
、乃至中型偏小的鑄件，而且當前主要還是用于生產(chǎn)鑄鐵件
。
盡管如此
，在目前各種粘結劑競相發(fā)展的條件下，世界各國鑄造行業(yè)中
，粘土濕型砂仍然是應用面最廣
、用量最大的造型材料，但主要是用于生產(chǎn)鑄鐵件
。
鑄鋼件的需求量本來就遠低于鑄鐵件
，我國鑄鋼件的產(chǎn)量是非常可觀的
，但也還不到各類鑄鐵件產(chǎn)量的20%
。而且
，對鑄鋼件的需求，以中
、大型鑄件居多
，要求批量生產(chǎn)的、小型和中型偏小的鑄件相對又比較少
。因此
，從世界各國的情況看來，用粘土濕型砂生產(chǎn)的鑄鋼件不是很多
，用自動造型生產(chǎn)線生產(chǎn)的更少
。這種客觀條件，很容易給人以“鑄鋼件不宜采用粘土濕型砂”的印象
，從而
，又進一步制約了粘土濕型砂的應用。
實際上，小型鑄鋼件采用粘土濕型砂造型是非常合適的，不僅可以保證鑄件質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本，而且在環(huán)保方面的好處尤其值得注意。
1、比用粘土濕型砂生產(chǎn)鑄鐵件更符合環(huán)保要求
粘土濕型砂中不含有害物質(zhì)，在砂處理、造型、合箱等工位都不散發(fā)有害氣體，與用其他化學粘結劑的型砂相比，真可以說是“ 綠色型砂（greensand）。英文中的‘green’有多種含義：既可以是‘綠色的、新鮮的’；也可以是‘不經(jīng)烘干的、不經(jīng)處理的’。早年，英國人因為用粘土濕型砂制成的砂型不必烘干、直接澆注，因而稱之為‘greens and’�，F(xiàn)在卻可以因其符合環(huán)保要求而稱之為‘green sand’，這確實是他們始料未及的
。
用于鑄鐵件的粘土濕型砂，其中需要加入相當數(shù)量的煤粉
，澆注后就會因煤粉熱解而釋放CO2
、CO
、H2、甲烷
、乙炔
、和氨等氣體，是有害的
，這是粘土濕型砂美中不足之處
，當前已成為各國鑄鐵行業(yè)普遍關注的重要問題，各工業(yè)國家都設立有尋求煤粉替代材料的研究課題
，但是
，迄今為止，尚未得到令人滿意的解決方案。國外有人無可奈何地說：“唉，煤粉是鑄造行業(yè)甩不掉的冤家！”
生產(chǎn)鑄鋼件用的粘土濕型砂，其中不必加入煤粉，只需配加少量淀粉或其他輔料，基本上不存在上述棘手的問題，整個鑄造生產(chǎn)的各工序中，只要注意通風和防塵，容易達到環(huán)保要求。
2、鑄鋼件的凝固方式比鑄鐵件更適于采用粘土濕型砂
粘土濕砂型澆注后，由于砂型/金屬界面處的熱作用而發(fā)生水分遷移，在離界面不遠處形成強度很低的水分凝聚層，這是粘土濕砂型的一項“軟肋”。（未完待續(xù)）;
