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）;
