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傳統型砂鑄造技術面臨三大難題

2020-04-04 66 收藏 返回列表

眾所周知,鑄造行業是裝備制造業的基礎,與人民生活和工業生產關系密切,小至日常用品,大至高端裝備等,都離不開鑄造。其中,用砂型鑄造方法生產的鑄件約占鑄件總量的80%以上。型砂是鑄造生產中主要的造型材料,在鑄造生產中占有重要的地位。

現有鑄造用砂主要有:煤粉粘土濕型砂、水玻璃砂、樹脂砂三大類。目前,國內外絕大部分鑄造企業都在使用煤粉粘土濕型砂,這種型砂在粘土濕型砂中加入煤粉等有機物和碳質附加物,主要是用于抗粘砂和夾砂,但由于煤粉粘土濕型砂固有缺陷所帶來的鑄件質量和環境污染問題,始終沒能解決。

水玻璃砂由石英砂、水玻璃和附加物混合配制而成,制成的砂型可吹CO2實現化學硬化,也可采用加熱硬化或在硬化劑作用下自行硬化。這種型砂不含有毒物質,比較環保。但水玻璃砂有落砂困難和舊砂不易再生、粘砂嚴重等難以克服的缺點,致使其無法全面推廣。

樹脂砂由石英砂、樹脂和硬化劑等混合配制而成。常用的樹脂有呋喃樹脂、甲階酚醛樹脂及尿烷樹脂等。用這種型砂制成的砂型強度高、尺寸準確、潰散性好、能源消耗少。但生產過程中產生大量有毒氣體,排放量大,成本較高。

型砂鑄造技術存在高污染、高能耗、鑄件質量不高三大世界性難題,鑄造過程中會產生廢氣污染、粉塵污染和固體廢棄物污染,鑄造車間嚴重的粉塵和氣體污染導致工人作業環境非常惡劣,排放到車間外的粉塵和氣體也是霧霾的重要源頭之一?!睎|華大學教授朱世根說。目前生產應用的樹脂砂、水玻璃砂只能使用一次,煤粉粘土濕型砂雖能部分重復使用但排放總量很大,固廢污染十分嚴重。

此外,鑄造行業是機械行業的耗能大戶,其能耗占機械工業總能耗的45%左右,其中煤粉的消耗量相當可觀。傳統鑄造技術生產的鑄件,氣孔多、夾砂和沖砂現象時有發生,導致產品表面不光潔、清理工作量大、加工余量大等問題,嚴重降低了生產效率,廢品率居高不下,其中由于型砂引起的廢品率大約占一半。

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