环境

无机粘结剂技术越来越受到关注,不仅在欧洲铸造行业,无机粘结剂技术也越来越受到关注。无机粘结剂技术在全球范围内的作用是否决定了传统的覆膜砂工艺的终结?

我们的美国专家建议。

我必须承认,这是一个具有挑衅性的问题,而且这个问题的答案在铸造应用方面是多样化的。当然,新技术总是会威胁到传统技术的存在,只要新技术能给相应的工艺本身增加性能价值,就会对传统技术的存在构成威胁。在铝铸件应用方面,特别是在大批量生产的领域,如铝发动机缸体和气缸盖的生产中,越来越多的铸造厂正在从有机粘结剂体系向无机粘结剂体系转变,而这一趋势有几个原因。

无味的型芯生产、铸造过程中无有害气体排放、减少机械和模具的维护,以及由此带来的更高的生产效率,是INOTECTM技术的经济和生态效益。技术上的优势取决于铝熔体的快速凝固。降低模具温度和水蒸发对铝熔体的能量消耗,使铸件的机械性能得到改善,例如,减少晶枝间距。

无机粘结剂技术INOTECTM被描述为双组分粘结剂系统,包括液体INOTECTM粘结剂和固体无机添加剂--所谓的INOTECTM促进剂。覆膜砂是一种酚醛树脂涂层砂,添加率为2,5~3,5%(以砂为基准)。在芯材制造方面,这两种粘结剂体系都是在热芯盒中固化。INOTECTM要求的热芯盒温度明显较低(150 - 210 °C,而覆膜砂的温度为250 °C),但也意味着热风吹扫的必要性,而这在覆膜砂工艺中是没有的。INOTECTM结合的砂芯的强度值(冷热强度)都很高,足以实现自动化处理。应注意脆性,因为脆性通常比覆膜砂芯子的脆性要高。此外,无机结合的砂芯在本质上对水有很高的亲和力。因此,大量的技术调整(具有适当储存条件的储存设施以避免暴露在高湿度环境中)和不断开发产品以提高防潮性是应对措施。

覆膜砂芯的一个主要缺点是在砂芯生产过程中会产生挥发性的气体,以及在铸造生产过程中由于酚醛树脂的热分解而产生的气味和烟雾。因此,冷凝水或焦油的堆积会降低模具寿命,并意味着持续的维护操作。此外,排气和空气处理系统等措施也是必须的。气体夹杂物和铸造缺陷的风险较高,这一点从气体形成潜力的差异中可以看出。INOTECTM的凝结液量与硅酸盐凝胶结构在砂芯制造、储存和使用过程中释放出的水的量有关。

 

        粘结剂系统

  INOTECTM      覆膜砂

气体体积[毫升]

       40

324

冷凝液 [mg]

      139

397

对覆膜砂和INOTECTM之间的气体和凝结物的形成进行了比较。在液态铝中使用COGAS仪器进行了测量。

由于热稳定性的提高,两种粘结剂系统的尺寸铸造精度相当。INOTECTM模具套件的方法甚至可以根据热应变和型芯几何形状进行量身定制的型芯特性调整。对于无机砂芯的落砂过程,需要通过锤击和振动系统进行机械冲击。持续的产品研发和工艺规范使得即使是复杂的砂芯在规模化生产过程中也能获得可靠的溃散性能。

与覆膜砂 相比,INOTECTM如果技术措施、工艺知识和工艺规范的建立,在制芯和铝铸件生产过程中表现出同等甚至更优的工艺性能。

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问:可持续性的话题普及已经有一段时间了,这对我的铸造厂来说到底意味着什么? 

答:可持续性的概念基于三大支柱:生态、经济和社会。而我们在开发和评估项目时总是忽略后两个概念。可持续的产品对实现可持续性的贡献比人们想象的要大。任何人去看过从使用有机粘合剂转变到无机粘合剂技术的铸造厂后,看到这项技术对工人工作环境的改善,就会承认它的经济和社会贡献。当涉及经济可持续性时,铸造厂要解决的问题是如何在保持质量和资源有效性的前提下提高经济效益。通过开发出用可提供相同或更高性能的其他材料来替代可能有害的、稀少的或昂贵的原材料的解决方案,金属铸造业供应商可对此有所作为。亚世科用于铸铁的ECOCURE BLUE粘合剂技术就是一个很好的例子。它使用了市场上第一款不需要法定标签的用于冷芯盒工艺的酚醛树脂,符合CLP法规对化学物质和混合物分类、标记和包装的要求。因此,ECOCURE BLUE不再被视为有害物质。使用这种创新的冷芯盒粘合剂技术可大大减少甲醛和苯酚的排放。铸造厂希望减少其生产工艺产生的排放。排放会对环境产生可能无法逆转的负面影响,因此铸造厂希望采用新技术不仅是为了持续满足法规和环境要求,也是为了符合对社会责任越来越高的要求。因此,亚世科化学多年来一直在研究开发能减少铸造厂排放的新产品。保护资源当然也是我们考虑的另一个非常重要的话题,无论是稀有资源、现有资源或看似丰富取之不尽的资源。例如锂,其开发会对环境造成巨大的影响,尤其是在南美,为了满足电动燃料电池生产对锂剧增的需求,当地的矿产正遭到过度开采。亚世科化学已经致力于推动开发无锂型砂添加剂产品解决方案。 

问:铸造厂减少二氧化碳排放以实现碳中和的要求越来越急迫,亚世科怎么看待这种情况? 

答:实现碳中和的有效途径是使用可再生原材料来进行生产。但那只是产品开发的一个方面,并不能成为唯一的推动力。要实现碳中和,配方设计和生产制造需要将产品的整个生命周期考虑在内,因而对于希望得到的结果(例如碳中和)来说,所有用来生产原材料的工艺过程和生产最终产品的过程一样重要。因此亚世科化学坚决致力于提高产品效能,在完成工作的同时从始至终保持其对环境影响最小化。