1.2.3 選擇鑄鋼件鑄造工藝技術改造方案的思考

近年來，我國鑄造工藝改造出現(xiàn)了一個高峰期，每個工廠在選擇何種型砂作為鑄造工藝改造方案時都絞盡腦汁，仁者見仁，智者見智。有選擇失敗的教訓，也有選擇成功的經(jīng)驗。技術改造的目的不外乎是：提高產品質量，降低生產成本，改善勞動條件等。下面就選擇鑄鋼件的鑄造工藝技術改造方案提出如下參考意見。

根據(jù)鑄鋼件的生產特點、我國原材料的供應情況以及當今鑄造工藝的技術水平，作者認為，目前有如下幾種方案選擇。

1.水玻璃砂工藝

從環(huán)境保護、成本、材料來源等方面看，水玻璃砂較之于樹脂砂都有絕對的優(yōu)勢。水玻璃砂又有普通CO₂水玻璃砂、酯硬化水玻璃砂、VRH法水玻璃砂三種。

對于普通的CO₂水玻璃砂，水玻璃加入量多（6%～8%）、潰散性差、舊砂再生回用困難，它已落后于時代要求，成了被改造的對象。VRH法水玻璃砂，設備投資大，操作和維修要求嚴格，固定的真空室尺寸對于不同大小和不同形狀鑄件的適應能力差，目前主要用于簡單的盆狀類鑄鋼件的生產，應用有一定的限制。

從目前的應用前景看，改性的酯硬化水玻璃砂應是最好的水玻璃砂工藝。當水玻璃的加入量降至2%～3%后，水玻璃砂的潰散性及其舊砂的可再生性大大改善。因此，它應是各類工廠進行鑄鋼件生產技術改造時應重點考慮的型砂種類。

水玻璃砂的工藝、材料還在不斷的改進之中，水玻璃砂工藝也符合21世紀綠色鑄造的發(fā)展要求。隨著水玻璃砂工藝、材料技術的進步（如新的改性水玻璃、硬化劑及硬化工藝、新的水玻璃舊砂再生技術出現(xiàn)等），有理由相信，新型水玻璃砂在21世紀鑄造工業(yè)中的重要性將會加強。

酯硬化水玻璃砂工藝方案已在我國的滬東造船廠、沈陽機車車輛廠、太原機車車輛廠、溫州市開誠機械有限公司等許多單位應用。采用改性水玻璃的CO₂新型硬化工藝（脈沖CO₂吹氣、加熱CO₂吹氣等）也有一定的吸引力。

2.樹脂砂工藝

樹脂砂具有鑄件的精度高、表面質量好，鑄件落砂清理容易，舊砂容易再生等優(yōu)點。但是鑄鋼件的裂紋缺陷問題沒有得到很好的解決，同時生產成本和環(huán)境保護也應是考慮的問題。

由于屬有機黏結劑的樹脂砂，高溫澆注都或多或少會產生有機廢氣，對勞動環(huán)境和工人的身體健康不利。從21世紀綠色鑄造的觀點看，該工藝應是受限制發(fā)展的型砂種類。另外，樹脂砂鑄件的生產成本要大大高于水玻璃砂，鑄件生產的經(jīng)濟性及進行成本核算也應是選擇鑄造工藝方案時應思考的主要問題。

該工藝方案目前已在我國的齊齊哈爾機車車輛廠、株洲電力機車廠等單位的鑄鋼車間采用。

3.覆膜砂殼型（芯）工藝

采用覆膜砂制作殼型、殼芯，以鐵丸或其他型砂為填充料來澆注鑄鋼件的工藝，具有型（芯）的存放性好、強度高、透氣性好，鑄件表面光潔、尺寸精度高等優(yōu)點，可用于質量要求高的鑄鋼件。由于覆膜砂的成本高，造型、制芯時的能消耗大，選用該工藝方案時，應重點考慮鑄件的成本問題、鑄件結構工藝性問題，還應考慮舊砂的熱法再生回用問題。

采用鋯覆膜砂制作殼型、殼芯，以鐵丸為填充支撐的工藝方案已在我國的牡丹江機車車輛廠成功使用。

4.其他工藝選擇（新型的黏土砂工藝、復合砂工藝等）

采用樹脂砂（如酚醛樹脂砂等）作面砂、普通黏土砂作背砂生產中（小）型鑄鋼件的工藝，具有樹脂砂潰散性好、表面質量高等優(yōu)勢，普通黏土砂良好的退讓性也使鑄件的熱裂缺陷大大減少。該工藝方案的缺點是兩種型砂的處理較麻煩，適于生產批量較小的工廠。

采用樹脂砂（如酚醛樹脂砂等）作面砂、普通黏土砂作背砂的工藝方案已在我國的大同機車車輛廠成功使用。