1.2.3 选择铸钢件铸造工艺技术改造方案的思考

近年来，我国铸造工艺改造出现了一个高峰期，每个工厂在选择何种型砂作为铸造工艺改造方案时都绞尽脑汁，仁者见仁，智者见智。有选择失败的教训，也有选择成功的经验。技术改造的目的不外乎是：提高产品质量，降低生产成本，改善劳动条件等。下面就选择铸钢件的铸造工艺技术改造方案提出如下参考意见。

根据铸钢件的生产特点、我国原材料的供应情况以及当今铸造工艺的技术水平，作者认为，目前有如下几种方案选择。

1.水玻璃砂工艺

从环境保护、成本、材料来源等方面看，水玻璃砂较之于树脂砂都有绝对的优势。水玻璃砂又有普通CO₂水玻璃砂、酯硬化水玻璃砂、VRH法水玻璃砂三种。

对于普通的CO₂水玻璃砂，水玻璃加入量多（6%～8%）、溃散性差、旧砂再生回用困难，它已落后于时代要求，成了被改造的对象。VRH法水玻璃砂，设备投资大，操作和维修要求严格，固定的真空室尺寸对于不同大小和不同形状铸件的适应能力差，目前主要用于简单的盆状类铸钢件的生产，应用有一定的限制。

从目前的应用前景看，改性的酯硬化水玻璃砂应是最好的水玻璃砂工艺。当水玻璃的加入量降至2%～3%后，水玻璃砂的溃散性及其旧砂的可再生性大大改善。因此，它应是各类工厂进行铸钢件生产技术改造时应重点考虑的型砂种类。

水玻璃砂的工艺、材料还在不断的改进之中，水玻璃砂工艺也符合21世纪绿色铸造的发展要求。随着水玻璃砂工艺、材料技术的进步（如新的改性水玻璃、硬化剂及硬化工艺、新的水玻璃旧砂再生技术出现等），有理由相信，新型水玻璃砂在21世纪铸造工业中的重要性将会加强。

酯硬化水玻璃砂工艺方案已在我国的沪东造船厂、沈阳机车车辆厂、太原机车车辆厂、温州市开诚机械有限公司等许多单位应用。采用改性水玻璃的CO₂新型硬化工艺（脉冲CO₂吹气、加热CO₂吹气等）也有一定的吸引力。

2.树脂砂工艺

树脂砂具有铸件的精度高、表面质量好，铸件落砂清理容易，旧砂容易再生等优点。但是铸钢件的裂纹缺陷问题没有得到很好的解决，同时生产成本和环境保护也应是考虑的问题。

由于属有机黏结剂的树脂砂，高温浇注都或多或少会产生有机废气，对劳动环境和工人的身体健康不利。从21世纪绿色铸造的观点看，该工艺应是受限制发展的型砂种类。另外，树脂砂铸件的生产成本要大大高于水玻璃砂，铸件生产的经济性及进行成本核算也应是选择铸造工艺方案时应思考的主要问题。

该工艺方案目前已在我国的齐齐哈尔机车车辆厂、株洲电力机车厂等单位的铸钢车间采用。

3.覆膜砂壳型（芯）工艺

采用覆膜砂制作壳型、壳芯，以铁丸或其他型砂为填充料来浇注铸钢件的工艺，具有型（芯）的存放性好、强度高、透气性好，铸件表面光洁、尺寸精度高等优点，可用于质量要求高的铸钢件。由于覆膜砂的成本高，造型、制芯时的能消耗大，选用该工艺方案时，应重点考虑铸件的成本问题、铸件结构工艺性问题，还应考虑旧砂的热法再生回用问题。

采用锆覆膜砂制作壳型、壳芯，以铁丸为填充支撑的工艺方案已在我国的牡丹江机车车辆厂成功使用。

4.其他工艺选择（新型的黏土砂工艺、复合砂工艺等）

采用树脂砂（如酚醛树脂砂等）作面砂、普通黏土砂作背砂生产中（小）型铸钢件的工艺，具有树脂砂溃散性好、表面质量高等优势，普通黏土砂良好的退让性也使铸件的热裂缺陷大大减少。该工艺方案的缺点是两种型砂的处理较麻烦，适于生产批量较小的工厂。

采用树脂砂（如酚醛树脂砂等）作面砂、普通黏土砂作背砂的工艺方案已在我国的大同机车车辆厂成功使用。