选择适合的0.6绿色铸造材料和工艺方法

自2011年起，我国的铸件产量已超过4000万t。据不完全统计，我国铸造每年要产生废旧砂（废渣）等固体废弃物3000万～4000万t、废气300亿～600亿m³，铸造行业引起的环境问题十分惊人，高质量、少污染、低成本地实现清洁生产和绿色铸造，一直是铸造工作者的奋斗目标，也是21世纪铸造工业的发展趋势。

铸造生产中，采用绿色铸造新工艺、新材料、新技术以减少能耗与污染源特别重视砂型铸造的绿色清洁生产（减排、节能）实现铸造废旧砂全部再生利用，重视非铁金属铸造的技术发展及应用，重视铸造生产的自动化、精密化少（无）铸造缺陷，重视先进计算机及信息技术在铸造生产过程中的采用，是现代社会对铸造工作者的必然要求。

因此，在选用铸造材料及工艺方法时，应尽量选用少环境污染的砂型铸造黏结剂（如无机黏结剂等），低成本地实现铸造废旧砂全部再生回用，尽量采用绿色铸造新工艺新技术（如消失模铸造等），多采用非铁金属铸件（取代钢铁铸件）降低铸造能耗，广泛采用计算机模拟仿真铸造过程提高成品率等。

1.选用少污染无机黏结剂

目前，有机黏结剂在铸造工业中应用较大，它具有生产产量大、能耗小铸件表面质量和尺寸精度高、换模速度快、便于柔性化生产等诸多优点，但是有机黏结剂也存在着有害气体排放、生产成本较高等缺点，无（少）有害气体排放、高质量、低成本的无机黏结剂的大量使用是铸造生产的一个趋势。

水玻璃黏结剂是典型的无机铸造黏结剂，它具有不燃烧、耐高温、资源丰富、成本低廉、不析出各种有毒气体和冷凝物、不污染作业环境和铸造工装等许多优点。水玻璃砂不仅作业环境好，而且改善铸件质量和降低生产成本，备受铸造工作者的重视和青睐，被认为21世纪最有可能实现绿色铸造的型砂。德国HA化学公司和ASK化学公司分别开发了Cordis系列和Inootec系列的新型改性水玻璃砂工艺，国内也开发了多种型号的新型改性水玻璃成功应用于批量化的铸造生产，在环境、质量和经济等方面都取得了令人满意的效果。

近年来，国内外水溶性动物胶类黏结剂的应用研究十分重视，已有动物胶黏结剂应用的报道。水溶性动物蛋白质具有无毒害、强度高、原料丰富、成本低廉等优点，开发水溶性动物蛋白质黏结剂在铸造生产中的应用，将有利于降低铸件生产的成本和有害气体排放，提高企业经济效益，对于实现绿色铸造具有重大理论与实际意义。

2.低成本地实现铸造废旧砂全部再生回用

我国每年产生的铸造旧砂超过3000万t，一些大型铸造企业年排放铸造废旧砂都在10万t以上，废旧砂的丢弃造成了硅砂资源的大量浪费，同时给企业带来巨大的经济负担，也给我国的资源和环境带来巨大压力。因此，铸造废旧砂的处理和回收再利用已成为我国迫切需要解决的问题，对于我国铸造产业的绿色可持续发展具有重大意义。

目前，低成本无排放的旧砂再生回用技术主要包括旧砂再生新技术和高效再生设备的开发。针对目前现有的干法、湿法、热法再生技术与设备多仅针对单一旧砂再生的现状，开发出了基于混合废旧砂的复合再生方法，如干法—湿法、干法—热法、干法—湿法—热法等复合再生新技术，利用复合再生技术可实现低成本、高质量、无二次排放地再生回用废旧砂。

在现有的旧砂再生回用技术中，湿法再生无机类黏结剂旧砂、热法再生有机类黏结剂旧砂，获得的再生砂的质量高、性能好，可代替新砂使用。根据废旧砂种类及特性，可选择采用高效湿法再生设备系统（包括高效湿法再生机湿砂脱水设备、水砂分离、污水处理等关键设备）、带余热利用的高效热法再生设备系统，构建高效的湿法再生生产线、热法再生生产线及热法—湿法复合再生设备生产线，可实现各类铸造旧砂（或多种混合铸造废旧砂）的低成本再生回用，大大降低铸造废旧砂的对外排放及其对环境的影响。

3.推荐采用消失模铸造等绿色铸造新技术(www.xing528.com)

消失模铸造技术是一种近无余量、精确成形的新技术，被称为是代表21世纪的铸造新技术之一。它是采用泡沫塑料制作成与零件结构和尺寸完全一样的实型模具，经浸涂耐火黏结涂料，烘干后进行干砂造型，振动紧实，然后浇入金属液使模样受热汽化消失，从而得到与模样形状一致的金属零件的精密铸造方法。与传统砂型空腔铸造工艺相比，它具有铸件表面粗糙度低，尺寸精度高散砂紧实造型，不需要黏结剂，铸件生产工序简化，劳动生产率高，容易实现清洁生产的许多优点。因此，消失模铸造是值得推荐采用的绿色铸造新技术新工艺。

经过数十年的发展，发达国家采用消失模铸造技术生产铸铁、铸钢、铝合金等材质零件的技术已较为成熟。我国消失模铸造技术的应用主要集中在铸铁和铸钢上，铝合金消失模铸造应用相对较少。消失模铸造低碳钢铸件时一直存在增碳缺陷问题，消失模铸造铝合金零件时往往存在针气孔缺陷偏多问题，应从泡沫模样材料、金属液质量及铸造工艺等方面加以解决。

消失模铸造工艺较适合大量生产形状较复杂的箱体、壳体、管状零件，在汽车行业中，如发动机的缸体、缸盖、箱体、电动机壳体、进气歧管等复杂零件的生产中已获得了广泛应用。

4.重视提高非铁金属铸件产量

与欧美发达国家比较，我国铸造产量中，钢铁材料铸造（砂型铸造）偏多非铁金属（铝、镁合金等）铸件（金属型铸造）偏少。发展高附加值的非铁金属（铝、镁合金等）铸造技术是我国铸造技术发展的优先方向。

航空航天及汽车工业的快速发展，使得铸件生产轻量化、以非铁金属代钢铁材料成为必然趋势，各类高质量要求、高尺寸精度、高复杂度的铝（镁）合金铸件的生产需求增加，极其复杂的铝（镁）合金航空航天铸件（如航空发动机匣）、大量生产的汽车铝（镁）合金铸件（如缸体缸盖）等对非铁金属铸造技术与材料都提出更高、更新的挑战，也是未来我国铸造工业及技术发展的重要领域。

压力铸造技术、低压铸造技术、金属型铸造技术、复杂组芯铸造技术等是当前生产高质量铝（镁）合金铸件的主要方法。铸造工作者应重视并采用高性能的铸造铝（镁）合金材料，高真空压铸技术与装备系统，先进的低压或差压铸造、金属型铸造及复杂精密砂型铸造技术及装备等。

5.推广应用计算机模拟仿真铸造技术

铸造过程的模拟仿真技术包括铸件充型过程（流场）数值模拟、凝固过程（温度场）数值模拟、微观组织数值模拟、热应力数值模拟及铸造缺陷（如缩孔、缩松及热裂等）预测等。铸造充型凝固过程的数值模拟，可以帮助工程技术人员在铸造工艺设计阶段对铸件可能出现的各种缺陷及大小、部位和发生的时间予以有效的预测，从而优化铸造工艺设计，确保铸件的质量，缩短试制周期，降低生产成本。

经过数十年研究开发，尤其是得益于计算机技术进步的大力支撑，铸件充型凝固过程计算机模拟仿真的发展已全面进入工程实用化阶段。从简单到复杂从温度场发展到流动场、应力场，从宏观模拟深入到微观领域，从普通的重力铸造拓展到低压、压铸等特种铸造，都进入到工业化实际应用。发达国家的铸造企业普遍应用了模拟技术，铸件生产商几乎全部装备了仿真系统，成为确定工艺的固定环节和必备工具。

与此同时，各类在线智能检测与质量控制系统投入使用，对降低铸造行业能耗和废品率起到了关键作用，也对促进铸造行业提高产品质量的经济效益节能降耗、实现铸造绿色清洁生产具有重要意义。