砂型鑄造即利用砂型鑄造鑄件的技術,其砂型由鑄造砂、粘結劑組成,包括黏土砂鑄造與化學硬化砂型鑄造兩大類型。化學硬化砂型鑄造,以化學硬化砂來形成砂型用于鑄件鑄造。
化學硬化砂型鑄造技術的砂型制造材料中,鑄造砂可以采用硅砂、鋯英砂、剛玉砂等,粘結劑可以采用硅酸鹽、磷酸鹽、合成樹脂等,此外還需要采用硬化劑,利用硬化劑使粘結劑分子聚合,進而使砂型硬化,再用作模具用來鑄造鑄件。
按照硬化條件的不同來劃分,化學硬化砂型鑄造包括自硬砂鑄造、氣霧硬化砂鑄造、加熱硬化砂鑄造等類型。自硬砂鑄造,鑄造砂與粘結劑混合的同時加入硬化劑,砂型制成后,粘結劑受硬化劑作用發生反應使砂型硬化;氣霧硬化砂鑄造,砂型制成后,通入氣霧狀態的硬化劑使砂型硬化;加熱硬化砂鑄造,混砂時加入常溫下不與粘結劑發生反應的硬化劑,砂型制成后,加熱使砂型硬化。
化學硬化砂型鑄造采用硅酸鈉水溶液(水玻璃)作為粘結劑時,易于硬化,但鑄件與砂型分離難度較大,且原材料回收再利用難度較大;化學硬化砂型鑄造采用合成樹脂作為粘結劑時,成本相對較高,但鑄件易于與砂型分離,原材料可回收再利用。
在工業生產中,鋼鐵、有色金屬、合金等材料都可采用化學硬化砂型鑄造工藝來進行鑄件,憑借鑄件尺寸精度較高等優點,化學硬化砂型鑄造下游可應用范圍廣泛。目前,化學硬化砂型鑄造已經基本替代了黏土砂鑄造技術中的粘土干砂鑄造工藝,但黏土砂鑄造材料易得、成本較低、適合大規模生產等優點,依然大范圍使用。
新思界
行業分析人士表示,2015年以來,我國化學硬化砂型鑄造相關專利仍在增多。例如,2017年5月,一項名為“一種化學硬化砂型鑄造用粘結劑”的發明專利獲得授權;2020年1月,一項名為“鑄造用呋喃樹脂及其制備方法”的發明專利獲得授權;2020年9月,一項名為“一種化學硬化砂型鑄造工藝”的發明專利獲得授權等。