周 軍，王 冬

（中機(jī)中聯(lián)工程有限公司，重慶 400039）

冷芯盒精密組芯工藝是基于三乙胺冷芯盒制芯工藝發(fā)展起來的一種全新的鑄件生產(chǎn)工藝。此工藝通過機(jī)器人對生產(chǎn)出來的砂芯進(jìn)行自動組裝形成鑄件型腔，從而進(jìn)行鑄件生產(chǎn)。此工藝具有生產(chǎn)效率高、精度好、自動化程度高、生產(chǎn)靈活性好等優(yōu)點(diǎn)。

熱法砂再生技術(shù)通過加熱焙燒對舊（廢）砂進(jìn)行無害化處理，處理后的再生砂通常可替代新砂使用。

將熱法砂再生技術(shù)直接運(yùn)用在冷芯盒精密組芯工藝中不僅可以減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)，還可節(jié)約資源、減少環(huán)境污染，更可以降低冷芯盒精密組芯工藝的生產(chǎn)成本從而提高企業(yè)的市場競爭力。

1 冷芯盒精密組芯工藝對芯砂的要求

冷芯盒精密組芯工藝對砂芯的質(zhì)量要求十分嚴(yán)格，也即是對芯砂和制芯工藝提出了更高的要求，因此在生產(chǎn)過程中根據(jù)不同產(chǎn)品和不同砂芯對芯砂做出了不同的要求。

1.1 鋁合金生產(chǎn)時對芯砂要求

生產(chǎn)鋁合金產(chǎn)品時，由于鋁水溫度較低，鋁水對芯砂烘烤時間較短，因此對芯砂要求也相對較低。相關(guān)指標(biāo)見表1.

1.2 鑄鐵生產(chǎn)時對芯砂要求

生產(chǎn)鑄鐵產(chǎn)品時，由于鐵水溫度高達(dá)1300℃以上且對砂芯烘烤時間長，因此對砂芯要求也相對較高。以生產(chǎn)6缸鑄鐵缸蓋為例，其相關(guān)指標(biāo)見表2.

表1 鋁合金生產(chǎn)時芯砂檢測指標(biāo)

表2 鑄鐵生產(chǎn)時芯砂檢測指標(biāo)

同時為了滿足砂芯耐高溫性能，通常會在砂芯中加入一定比例的特種砂，如寶珠砂、洛鐵礦砂等。

2 不同工藝要求對熱法砂再生技術(shù)的影響

2.1 鋁合金生產(chǎn)工藝對熱法再生技術(shù)的影響

由于鋁水對冷芯盒砂芯烘烤時間短，當(dāng)落砂時，砂芯仍保持較高的硬度和強(qiáng)度。因此進(jìn)行熱法再生時需對砂芯進(jìn)行充分的破碎后才能進(jìn)入熱法再生爐。

2.2 鑄鐵生產(chǎn)工藝對熱法再生技術(shù)的影響

以灰鑄鐵為例，砂型經(jīng)過鐵水高溫烘烤后會變得較為酥軟，能夠較為輕松的進(jìn)行破碎處理，但為滿足工藝要求而添加的特種砂則會對再生砂的檢測指標(biāo)構(gòu)成影響。

3 再生砂對冷芯盒精密組芯工藝的影響

再生砂因經(jīng)過一定溫度焙燒后（通常為650℃～720℃，即：所說的低溫焙燒），砂子的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，同時砂子粒型和表面也會發(fā)生改變，從而對冷芯盒精密組芯工藝的工藝參數(shù)產(chǎn)生影響，與新砂相比，其影響主要表現(xiàn)為：硬化速度快、硬度高、發(fā)氣量少。

4 熱法再生技術(shù)在冷芯盒精密組芯工藝中的運(yùn)用

根據(jù)作者對本文提及工藝和技術(shù)進(jìn)行前期的國內(nèi)外運(yùn)用情況調(diào)研顯示，目前采用冷芯盒精密組芯工藝生產(chǎn)鑄件技術(shù)在國外相對比較成熟，其成功運(yùn)用案例如福特在北美的鑄造工廠、奔馳在德國的鑄造工廠。

目前國內(nèi)更多的企業(yè)是采用組芯方式生產(chǎn)鑄件，并且以生產(chǎn)鋁合金缸蓋居多。完全采用冷芯盒精密組芯工藝生產(chǎn)鑄件的企業(yè)相對較少。同時由于國內(nèi)熱法再生設(shè)備主要用于鑄造廢砂處理，又以廢砂來料處理然后再以銷售再生砂或覆膜砂形式為主。

直接將熱法再生技術(shù)和冷芯盒精密組芯工藝結(jié)合起來的可供參考的案例以蘇州明志科技的鑄造公司和重慶機(jī)電控股集團(tuán)鑄造有限公司為典型代表。前者主要生產(chǎn)鋁合金鑄件，后者則生產(chǎn)鑄鐵件（見圖1和圖2）.

圖1 冷芯盒精密組芯技術(shù)生產(chǎn)的鑄件實(shí)物

圖2 熱法再生技術(shù)現(xiàn)場運(yùn)用

冷芯盒精密組芯工藝生產(chǎn)的鑄件具有精度高、加工余量少、生產(chǎn)靈活性高的特點(diǎn)，但同時由于冷芯樹脂原料價格較高，也造成采用此種工藝的生產(chǎn)成本相對黏土砂工藝較高。

當(dāng)熱法砂再生技術(shù)運(yùn)用在冷芯盒精密組芯工藝中后，由于冷芯盒廢砂可以獲得較高的再生率（通常為95%以上），而且相對較為低廉的再生成本（再生成本通常200元/t砂以下，以企業(yè)自行再生計(jì)算，不同企業(yè)不同地區(qū)存在一定差異），較少的樹脂加入量（較新砂樹脂加入量減少0.1%～0.5%），因此，鑄件生產(chǎn)成本與黏土砂生產(chǎn)成本接近。

5 結(jié) 論

根據(jù)代表企業(yè)的生產(chǎn)情況顯示，熱法砂再生技術(shù)在冷芯盒精密組芯工藝中運(yùn)用后，可以降低鑄件生產(chǎn)成本，減少鑄造廢棄物排放，是值得推廣的先進(jìn)生產(chǎn)方式。

[1]曹興金.濕型砂再生用于制芯的前景[J］.鑄造設(shè)備研究，1995（01）：50-51.

[2]李珊，郭思福，張方，郭景純.舊砂再生綜述（2010年度）[J］.鑄造設(shè)備與工藝，2011（5）：45-47.