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、 减排的要求,汽车用汽油发动机的排气温度不断提高。执行欧4 标准以后,排气温 度达1050℃,排气管不得不 用高镍奥氏体耐热钢铸造。虽然我还不知道我国哪种汽车的发动机已采用耐热钢排气管,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排气管。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 之快而感到欣慰。
  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,供铸钢业界同仁参考,希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 历史最悠久的造型材料,具有生产成本低、造型周期短、可循环使用、对环境的污染少等许多优点,这是众所周知的,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,而且当前主要还是用于生产铸铁件。
  尽管如此,在 目前各种粘结剂竞相发展的条件下,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,但也还不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。
  实际上,小型 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,而且在环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、合箱等工位都不散发有害气体,与用其他化学粘结剂的型砂相比,真可以说是“ 绿色型砂( greensand)。英文中的 ‘green’有多种含义:既可 以是‘绿色的、新鲜的 ’;也可以是 ‘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料的研究课题,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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