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生产铸钢件用造型材料概述

2014.05.27 16:14
   
 
中国铸造协会李传栻
  为适应节能、减?#35834;?#35201;求,汽车用汽油发动机的?#29260;?#28201;度不断提高。执?#20449;? 标准以后,?#29260;?#28201;度达1050℃,?#29260;?#31649;不得不用高镍奥氏体耐热钢铸造。虽然我还不知道我国哪?#21046;?#36710;的发动机已采用耐热钢?#29260;?#31649;,但是,就我所知,我国目前至少已有三家铸造企业开始生产耐热钢?#29260;?#31649;。即使这类产品主要是供出口的,也应该为我国铸造行业顺应时势之快而?#26800;?#27427;慰。
  我国熔模精密铸件的产量较高,但是,在铸钢件的总量中所占的比重仍然不到10%,绝大部分铸钢件都是砂型铸造的。因此,进一步优化砂型的制造工艺,对于提高铸件质量、节约资源、节能、减排都是至关重要的。
  在这里,想简略地评述各种砂型在铸钢件生产方面的应用,供铸钢业界同仁?#24944;跡?#24076;望我抛起的这块小砖,能引出纷至沓来的“美玉”。
  一、不要简单地摒弃粘土湿型砂
  粘土湿型砂是历?#32439;?#24736;久的造型材料,具有生产成本低、造型周期短、可循环使用、对环?#36710;?#27745;染少等许多?#35834;悖?#36825;是众所周知的,就不必细说了。
  采用粘土湿型砂,最大的制约是砂型的强度不高,只适用于生产小型、乃至中型偏小的铸件,而?#19994;?#21069;主要还是用于生产铸铁件。
  尽管如此,在目前各种粘结剂?#21512;?#21457;展的条件下,世界各国铸造行业中,粘土湿型砂仍然是应用面最广、用量最大的造型材料,但主要是用于生产铸铁件。
  铸钢件的需求量本来就远低于铸铁件,我国铸钢件的产量是非常可观的,但?#19981;?#19981;到各类铸铁件产量的20%。而且,对铸钢件的需求,以中、大型铸件居多,要求批量生产的、小型和中型偏小的铸件相对又比较少。因此,从世界各国的情况看来,用粘土湿型砂生产的铸钢件不是很多,用自动造型生产线生产的更少。这种客观条件,很容易给人以“铸钢件不宜采用粘土湿型砂”的印象,从而,又进一步制约了粘土湿型砂的应用。
  实际?#24076;?#23567;型铸钢件采用粘土湿型砂造型是非常合适的,不仅可以保证铸件质量、降低生产成本,而?#20197;?#29615;保方面的好处尤其值得注意。
  1、比用粘土湿型砂生产铸铁件更符合环保要求
  粘土湿型砂中不含有害物质,在砂处理、造型、合箱等工位都?#31783;?#21457;有害气体,与用其他化学粘结剂的型砂相比,真可以说是“ 绿色型砂(greensand)。英文?#26800;?lsquo;green’有多种含义:既可以是‘绿色的、新鲜的’;?#37096;?#20197;是‘不经烘干的、不经处理的’。早年,英国人因为用粘土湿型砂制成的砂型不必烘干、直接浇注,因而称之为‘greens and’。现在却可以因其符合环保要求而称之为‘green sand’,这确实是他们始料未及的。
  用于铸铁件的粘土湿型砂,其中需要加入相当数量的煤粉,浇注后就会因煤粉热解而释放CO2、CO、H2、甲烷、乙炔、和氨等气体,是有害的,这是粘土湿型砂美中不足之处,当前已成为各国铸铁行业普遍关注的重要问题,各工业国家都设立有寻求煤粉替代材?#31995;?#30740;究课题,但是,迄今为止,尚未得到令人满意的解决方案。国外有人无可奈何地说:“唉,煤粉是铸造行业甩不掉的冤家!”
  生产铸钢件用的粘土湿型砂,其中不必加入煤粉,只需配加少量淀粉或其他辅料,基本上不存在上述棘手的问题,整个铸造生产的各工序中,只要注意通风和防尘,容易达到环保要求。
  2、铸钢件的凝固方式比铸铁件更适于采用粘土湿型砂
  粘土湿砂型浇注后,由于砂型/金属界面处的热作用而发生水分迁移,在离界面不远处形成强度很低的水分凝聚层,这是粘土湿砂型的一项“软肋”。(未完待续);
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