实现绿色铸造的工艺方法及关键技术分析

宣洪良

摘要：伴随着市场经济的发展，我国已经进入一个全新的发展阶段，在此阶段中，社会的各个行业都得到了全面的发展，但是随着各行业的快速发展其也使环境的污染加剧，从而破坏了生态的平衡，在工业的发展中，铸造行业对其有着重要的推动作用，其是工业发展中机械零件生产的重要方式之一，但是在目前的现状中，传统的铸造技术对于环境有着较为严重的污染，因此在全面的提高铸造工艺，创新铸造技术对于经济发展和环境保护都有着重要的意义。

关键词：绿色铸造工艺；环境保护；消失模铸造；V法铸造；水玻璃砂型铸造

引言：

随着市场经济的发展，社会的各个行业都得到了全面的发展机会，但是随着各个行业的发展，使得环境污染的问题也展现出来，因此我国已经提出走可持续发展的道路，全面的创新工业技术，减少对于环境的污染，以此保证生产和环境共同生存的目的，铸造是重要的工业技术之一，所谓的铸造技术，即是对于液体金属的处理技术，而在传统的铸造技术施工过程中，其对于环境有着较为严重的污染，因此在保证铸造工艺的实施中，创新铸造技术，全面的融合绿色铸造的理念，以此保证在进行铸造的活动中，提高对于环境的保护，是经济发展和环境保护可以和平持续的发展下去。

1消失模铸造工艺

在工业活动中，机械零件的使用对其有着重要的意义，因此机械零件的制造也就较为重要，但是在传统的制造过程中，所使用的铸造技术对于环境和资源的消耗都有着重要的影响我，为减轻其对于环境的污染和使用资源的浪费，在铸造过程中，创新全新的铸造技术，即消失模铸造技术，所谓消失的模铸技术，即是在进行铸造的过程中，使用使得模具进行铸造，取代传统的泡沫铸件，目前消失模逐渐得到发展，但是在施工过程中，还需要注意相应的问题，其一在进行消失模的使用时，对于泡沫模样和技术模样要进行认真的挑选，必须选择性能比较好的、表层较为光滑的进行使用，与滚珠融合度的问题、模样尺寸和形状等等，在模样内部必须清洁干净，密度必须在限度以内，在金属液的填充上要尽量减少热解产物的使用，在涂料的使用上要按照规则实施预干燥，保证模样的干燥程度和刚度，避免在各个阶段的过程中出现变形或者是损坏现象；其次，涂料配制及涂敷干燥上也要注意工艺和技术，在对消失模进行涂料时必须保证塑料薄膜的涂挂性，保证消失模铸件的涂料均匀和光滑，在铸件表面要形成良好的流动性；再次，造型紧实关系到铸件的好坏，在紧密性的操作过程中必须注意到，干砂一般选择石英砂，在粒度和粒径范围的选择上要尊重相关规则，在填充过程中最好选择雨淋式加砂，利用高频低振幅的微振方式进行造型紧实的操作；最后，在消失模的铸造中应该选择优质的铸件，从根本上保证消失模的质量问题。

1.1消失模铸造的主要特点

1.1.1在目前的铸造活动中，使用的消失模技术有着较为显著的特点，其中较为重要的即是它的准确度高和报废率低的特点，在铸造过程中，由于其采用的是精确成形的工艺，使得消失模的表面具有较高的接近熔模精密铸造水平，同时由于其使用干砂充填所以其铸件的报废率降低，同时铸件的质量全面的提高。

1.1.2容易实现清洁生产。在传统的铸造活动中，其产生的废物和气体对于环境有着较大的危害，因此在使用消失模的铸件活动中，首先其泡沫模板在常温的条件下对于环境有着一定的危害，但是经过高温的使用后，通过后期的净化手段，使得其对于环境的污染完全没有危害，同时在此条件下进行铸造，首先提高了工人的工作环境，同时对于使用过的干砂有着较高的回收率，使其无论在环境污染方面还是在资源的使用方面都有了提升。

1.1.3为铸件结构设计提供了更大的自由度。传统的铸造方式有着较多的繁琐程序，其中在铸造过程中，单一的零件需要经过多到程序最后经过组装成型，但是在使用消失模后，其可以对零件进行完整的铸模，然后通过消失模的原理铸造整体零件，省去了组装的时间和程序，大大提高了效率和精准度。

1.1.4金属液的流动前沿是热解的消失模产物，会与金属液发生反应并影响到金属液的充填。如充型过程中热解产物不能顺利排除，易引起气孔、皱皮、增碳等缺陷。故要求工艺师掌握消失模铸造成形原理，正确设计浇注系统，制定合理的工艺方案。

1.2消失模铸造关键技术

消失模铸造的关键技术包括：泡沫模样材料及成形技术、涂料及涂敷技术、干砂及振动紧实技术、工艺设计及浇注控制技术。

1.2.1泡沫模样材料及成形技术模样是消失模铸造成败的关键，消失模模样要满足如下性能要求：①成形性能好，模样表面光滑，没有明显凸起和凹陷，珠粒间融合良好，形状和尺寸准确地符合模样图的要求；②模样内不允许有夹杂物，密度不得超过允许的上限（密度通常为16kg/m3~25kg/m3），以使热解产物尽量少，保证金属液顺利充填，且不产生铸造缺陷；③模样在涂敷涂料前，必须经干燥处理，减少水分并使尺寸稳定；④模样应具有一定的强度和刚度，以保证在取模、干燥、粘合、运输和涂敷涂料、填砂、装箱等操作过程中不被损坏或变形。

1.2.2涂料及涂敷技术涂料配制及涂敷干燥是获得优质消失模铸件的重要环节。消失模铸造涂料应满足如下要求：①在泡沫塑料模样上有很好的涂挂性；②消失模铸件表面粗糙度与涂料层厚度是否均匀、涂层表面是否光滑等直接相关，因此要求涂料有较好的流动性。

1.2.3干砂及振动紧实技术消失模铸造的造型紧实是获得良好铸件的重要工序

如果控制不当，就不可避免地产生废品或其他缺陷，必须遵守一定的操作规程：①干砂一般选择石英砂，其粒度分布应相对集中，粒径范围根据铸件大小和壁厚选择；②模型簇在砂箱中的方位应有利于干砂的充填和紧实，尽量避免模型上的凹陷部位和盲孔朝向底部；③干砂充填建议采用雨淋式加砂，有利于干砂的均匀加入，避免对模型造成冲刷和撞击；为了防止在振动过程中模样变形，振动紧实时宜采用高频低振幅的微振方式。

1.2.4工艺设计及浇注控制技术

消失模铸造工艺设计及浇注控制原则应保证生产优质铸件，获得明显的经济效益，有利于保护环境和便于操作。

2树脂砂型铸造

树脂砂型铸造工艺具有尺寸精度高、铸件表面摩擦力大、铸件内在质量好等特色，得到了广泛的推广与应用。树脂砂铸造工艺主要有三个技术要求，分别是：第一，砂温直接对铸件强度产生重要的影响，所以要做好砂温管控工作；第二，固化剂的使用量要按照比例要求精确计算，同时固化剂的酸值选择也要科学选择，固化剂使用量过多或偏少，都会对降低铸件的硬度；模具工艺必须满足树脂砂造型的需求，首先要保证模具表面的粗糙程度要在一定的范围内，降低模具表面的粗糙程度能够提高铸件的质量。其次，拔模时要以根据产品的结构来选择合适的斜度进行，从而保证良好的铸型。最后，硬化后铸型具有良好的特性，不易损坏，精度和强度较好，因此在进行工艺参数的选择时，可选用较小的机械加工余量。

3总结：

机械制造工业是国民经济的基础，铸造工业是机械制造业中不可缺少的重要组成部分。绿色制造、发展循环经济是21世纪国家关注的重点，因此发展绿色铸造迫在眉睫。21世纪，无粘结剂的消失模铸造、V法铸造以及水玻璃砂型铸造等绿色铸造方法将得到长足的发展。较彻底地解决砂型铸造对环境的污染问题，实现真正意义上绿色铸造。

参考文献：

[1]从典型砂型铸造方法的环境特征看铸造粘结剂的发展趋势[A].樊自田，刘富初，龙威.2014中国铸造活动周论文集[C].2014

[2]从绿色铸造浅谈环境友好技术[A].何建生，汪黎.绿色铸造与持续发展——2015（第25届）重庆市铸造年会论文集[C].2015

[3]双联硬化水玻璃砂在大型铸钢件上的应用[A].岳宗格.2016年全国无机硅化物行业年会暨创新发展研讨会论文集[C].2016