零部件的轻量化要求，使得铸造铝合金得到了长足的生长，但这天益严酷的环保尺度也使得铸造企业面对着严峻的磨练。实现绿色铸造的一个重要切入点是开辟和应用环保的铸造质料与技能。本文从铝铸造用熔炼质料、涂料等几个方面就环保题目举行了细致的概述。
面对着日益严峻的能源和环境危急，轻量化已成零部件行业生长的一个重要偏向。为此人们不停致力于轻质高强质料的开辟利用，如高强度钢材或铝镁等合金质料。由于具有一系列的精良特性，铝合金质料已成为汽车轻量化最抱负的质料之一。近些年来，铝铸件得到了敏捷的生长。
铝铸件需求的增长促进了铸造企业的生长，但是环保和高能耗题目也成了其潜伏的威胁。绿色铸造是铸造企业生长的一定偏向，因此为了生存以及连结较高的竞争力，铸造企业必须从多方面、多角度、全方位实现绿色化。
一、铝合金环保精粹质料及技能
由于炉料和铝合金液在熔炼、转运、浇注历程中吸气和产生混合物，使得熔体纯度低落、活动性变差，从而导致浇注后铸件缺陷的产生，影响力学性能、加工性能，以及抗腐化、气密性、外貌质量等。
（1）为得到纯净的铝液，一方面要“防”也即熔炼前充实准备。
炉料去水、去油污、预热；熔炼东西的清算、涂刷涂料、烘干涉热；公道选择回炉料及用量。如防备得当，可以简化随后的精粹历程，从而低落精粹对环境的污染。
（2）净化铝液，另一个方面是“除”，也便是精粹。
铝熔体中的氢和氧化混合（重要为Al2O3）同时存在,并且有着很强的交互作用，铝液中的含氢量受混合含量的影响很大，当混合含量为0.002%和0.02%时，相应的100g铝含氢量分别为0.2cm3和0.35cm3。在含氢量雷同的条件下，混合含量越高，针孔率也越高。因此，除气和精粹两个工序多归并在一起举行，故风俗将这两个工序统称为精粹。
现在的铝合金精粹技能可以归纳为下图所示。
氯气是活性气体，它对铝液的除气包罗了物理和化学的双重作用，因此除气结果好，并且除Na的结果也比力好，但是氯气有毒，并且对设置装备部署具有腐化作用，以是接纳氯气以及产生氯的盐类（如六氯乙烷等）精粹时，会对环境带来严峻的污染。
氮气为惰性气体，对环境无污染，它的除气原理重要是依赖物理的吸附作用。思量到环保题目，人们接纳氮气取代氯，然而，单纯的氮气精粹结果并不如氯的结果好，为此人们接纳混合气体，如N2 Cl2 CO三气精粹，既包管了精粹结果，同时又减轻环境污染。别的也接纳以氮为载体的熔剂喷吹，以及现在遍及应用的旋转除气要领。
对付Al-Mg合金，Mg容易与N产生反响形成氮化镁混合，因此对付高镁的铝合金每每不接纳氮精粹。接纳六氯乙烷精粹时，配料盘算合金身分时Mg取上限，履历烧损值取上限，六氯乙烷量也必要增长。
对付精粹剂，重要有氯基和氮基两种，由于HCl、Cl2等污染环境，恶化劳动条件，氯基精粹剂正在渐渐被禁用，因此无毒的氮基精粹剂越来越受接待。
通常来说，无毒精粹剂是靠NaNO3、KNO3和C等反响放出N2、CO2、NO气体起净化作用，别的附带冰晶石和氟硅酸钠等，既起缓冲作用又起精粹作用。无毒精粹剂的环保上风使得该类精粹剂得到了精良的生漫空间，涌现出了种种新产物。如DEGAFFEX A是一种新型的氮基除气片，用量小，烟量少，对环境的打击性小。
熔剂精粹，通常是接纳碱或碱土金属的氯化物、氟化物的混合盐吸附熔体中的氧化物，破裂疏松外貌膜，促使氢逸出。其按重要作用通常分为笼罩剂、除渣剂、打渣剂、清炉剂等。上述盐类通常包罗NaCl、KCl、Na3AlF6、K3AlF6、Na2SiF6、NaF、CaF等。NaCl与KCl可形成低熔点共晶混合熔剂，Na3AlF6、K3AlF6、Na2SiF6可以进一步进步混合盐吸附氧化物的本领，CaF等氟盐可以进步熔剂与铝液间的界面张力，使熔渣呈粉状易抛清。必要细致的是，为防备“钠脆”，含高Mg的铝合金不接纳含Na的熔剂精粹。
大多数熔剂是呈粉状，利用时容易产生粉尘，不光造成丧失，并且恶化事情条件，对操纵职员有许多的危害性。因此，人们开辟出颗粒状熔剂，不光用量小，身分匀称，并且生态环保。如圣泉公司的SCOREX GR 170和不含Na、Ca的SCOREX GR 800。
别的，一些环保的精粹技能另有稀土精粹、真空、电磁搅拌、过滤净化等技能，此中过滤净化技能是现在生长快速的先辈净化技能，应用越来越遍及。
二、压铸技能及涂料
压铸，通常是指高压铸造技能，其长处是得到铸件的尺寸精度高、外貌粗糙度值低，铸件的强度和外貌硬度高，生产率高。其缺点是液体合金充型速率极快，型腔中的气体难以清除，使铸件内部致密性差，不易热处置处罚。压力铸造由于压射比压高，需接纳金属型芯，以是铸件布局和尺寸受到肯定的限定。压铸相对付砂型铸造来讲污染小，压铸件在铝铸件中的产量最大，因此降服压铸的缺点，进一步推广其应用具有重要的环保意义。
在压铸历程中，必要对型腔内壁、型芯外貌、模具和压铸机的摩擦部门（如滑块、推出元件、冲头及压室）等喷涂的润滑质料和稀释剂的混合物，通称压铸涂料。压铸涂料种类许多，按大类可分为油基、水基和粉体涂料。油基涂料润滑性好，多用于冲头；而水基涂料（又称脱模剂）除润滑、脱模作用外，可以调治模温，进步生产率，在压铸中得以遍及应用。脱模剂在进步铸件质量和制品率等方面有偏重要的作用，下面举行细致先容。
喷涂脱模剂是为了在型腔外貌形成一层膜与液态金属断绝。因此，对脱模剂的审慎选用与公道的喷涂操纵是包管铸件质量、压铸模寿命、生间服从的一个重要因素。
1. 压铸脱模剂的作用
（1）使液态金属充填流通，有利于成形，防备粘模、焊合，使铸件得到光明、平滑、平整的外貌质量。
（2）掩护模具，制止液态金属对模具外貌的冲洗，低落模具的热导率和模温，延伸模具的利用寿命。
（3）开模时，有利于铸件顺遂脱模，淘汰对冲头、顶杆、活动部位的摩擦和磨损。
（4）通过通报散热调治模具温度。
2. 对压铸脱模剂的总体要求
（1）高温时，能连结精良的润滑性能。
（2）挥发点低，在100～150℃时，稀释剂能很快地挥发。
（3）对模具及压铸件质料没有腐化作用。
（4）性能稳固，在氛围中不会因稀释剂很快挥发而变浓。
（5）无特别味道，热剖析温度要高于成形的模具温度，在高温时不析出或剖析出有害气体，产生炭化结诟征象。
3. 压铸脱模剂的身分
水基脱模剂的重要身分特点如附表所示。
一样通常来讲，水基脱模剂根自己分是矿物油、白腊、添加剂等十几种质料经乳化制成。脱模剂的身分选择与配比对其利用性能影响很大，微量的身分转变大概会造成性能的巨大差别。特别是许多锌合金产物，由于要作外貌处置处罚，因此需选择不含硅、蜡的脱模剂。
现在，由于合成、半合成的脱模剂具有优秀的综合性能和环保性，因此体现出很好的市场远景。比方，圣泉Luburax z产物是基于高分子聚合物和有机改性硅氧烷乳液的合成脱模剂，不含甲醛、苯酚，不析出和剖析出有毒气体，对环境污染小，耐高温（340~390℃），无结垢，具有优秀的脱模性能。Luburax colate 351是基于矿物油和聚合物的半合成乳液脱模剂，具有优秀的脱模性能，化学稳固性好，不产生污垢，对环境影响小。
4.脱模剂利用结果的影响因素
（1）浓度（稀释比例） 每种脱模剂都有肯定的稀释比例范畴，如兑100~200倍水。涂料的的稀释比例是一个重要的工艺参数，可凭据铸件的巨细、庞大步伐、厚度举行选择。生产大件及薄壁、庞大件时，稀释倍数要低些；小件、简朴件，稀释倍数要高些，可通过试压时来确定最得当的稀释倍数及喷雾量，用比色计定期对浓度举行查抄。脱模剂浓度过低，皮膜太薄，不敷以抵挡液态金属热应力的冲洗，结果导致粘膜，脱膜不顺；而浓度太高，又令皮膜太厚，影响铸件外貌粗糙度，并会造成型腔中涂料聚集，脱落伍进入液态金属中导致气孔产生，多余的涂料还会堵塞排气通道。
（2）雾化结果 精良的雾化比如是“微液滴”的细雾，雾化精良的涂料比雾化不敷的涂料能更有用地铺散在型腔外貌。雾化结果取决于喷射装置管路压力的控制。
（3）模具温度 这是影响涂料吸附在型腔外貌结果的一个参数。模具温度太低时（低于150℃），喷入的涂料敏捷降温到水的汽化点以下时，涂料就无法沉积在模具的外貌，从模具外貌流淌，无法形成皮膜，并且过多的水汽还会使铸件产负气孔。模具温度太高时（凌驾398℃），喷入涂料则被模具外貌蒸发汽化、反弹，没有润湿结果，即温度尚未降到润湿温度。由于只有到达润湿温度时，雾状涂料滴才气真正与压型外貌打仗而终极形成皮膜。模具温度以控制在180~200℃为好，模具温度在270℃以下时，喷涂1s内即形成皮膜。
（4）喷射间隔、喷射时间 为了包管模具外貌形成匀称皮膜，涂料要雾化超细，匀称疏散，附着力强。同时要优化喷射间隔，间隔过小时，由于喷射流速过高，会使脱模剂反弹造成流失；但间隔过大时，雾状涂料将融合成大的液滴，着落时的打击力大概会粉碎皮膜的匀称性。抱负的喷射间隔为100~200 mm。 喷射时间在1.0~2.0s，可足以形成充足厚的断绝膜。接纳主动喷涂时，要是模具形状庞大,需细致喷射不到的地方,控制喷射角度。要是接纳手工喷涂,则要求操纵者纯熟地按范例操纵,以免由于喷涂操纵的随意性,而造成压铸件质量差别。
三、金属型铸造及涂料
金属型铸造是在重力或低压下将铝液浇入金属铸型中凝集成形的工艺要领，既可以接纳金属芯，也可以用砂芯，具有较好的尺寸精度，以及较低的外貌粗糙度值，接纳砂芯可以铸造布局比力庞大的铸件，且可以举行热处置处罚。
在金属型重力/低压铸造历程中，金属型涂料的利用必不行少。铝合金砂型铸造时通常是接纳醇基涂料，相对来说金属型接纳水基涂料体现出更好的环境友爱性。符合的选择与应用金属型涂料，或将涂料举行公道的组合，与铸造工艺计划、合金的熔炼划一重要，是得到优质铸件的一个必要条件。
1．金属型涂料的根本作用
（1）掩护金属模具，延伸模具寿命。
（2）利于铸件脱模，防备粘结和氧化物聚集。
（3）控制铸造合金与金属型间的热通报。
（4）改进铸件外貌粗糙度。
2. 金属型涂料的分类
（1） 绝热涂料 涂料的绝热性能重要取决于涂料身分、厚度、涂层的清闲率。涂料通常以水为载体，以水玻璃等为粘结剂，耐火骨料包罗滑石粉、云母、硅藻土及氧化钛等。耐火骨料导热系数越低，保温性能越好；涂料颗粒相对较粗，在熔体和涂层间形成气隙，减小了熔体与涂料的打仗面积，从而进步了绝热性能，同时相对粗糙颗粒形貌可以粉碎铝液外貌形成的氧化膜，改进金属的活动性，防备铸件的缺肉和冷隔。
基于以上信息，凭据差别要求，可以研制出差别功效的涂料。如VERNIX Al 14具有高的保温性能和中等的外貌粗糙度值，可用于浇注体系的保温；VERNIX Al 280可以大概包管铝液较好的活动性；VERNIX Al 64重要用于铸件外貌质量要求高的环境，如汽车铸件，尤其是轮毂。
（2） 导热涂料 通常含有石墨、氮化硼等骨料，以进步脱模性能，重要是用于脱模要求高的环境，也用于模具的活动部位的润滑。如VERNIX Al 11。
（3） 半导热涂料 半导热涂料以石墨和其他绝热耐火质料为骨料，因此具有综合的绝热和脱模性能，并且粘结强度高，利用寿命长。如VERNIX Al 36。
3. 金属型涂料的应用
（1）涂料施涂前清算金属型 对付新铸型，细致清算润滑油污和机加工时粘附的碎屑。对付已用过的铸型，必要去除曩昔的涂层，尤其是细致一些难清算的深孔和角处。清算完毕后，制止模子腔外貌打仗油脂等污物。
（2）模具预热 模具预热到250～280℃，为了使模具加热匀称，保举模具加热在预热炉内举行，要是接纳火焰预热，火焰不要正对模具内外貌，而是反面。细致模具不克不及过热太高，不然涂料内水分挥发过快，影响涂层布局的匀称性和粘结强度；模具温度也不克不及太低，不然涂料会流淌，造成涂层厚度不均。
（3）施涂涂料 当预热到订定温度后，降温至200℃左右，然后涂敷涂料（通常为喷涂），涂层厚度通常为200μm左右。喷涂压力一样通常为200～300kPa（2~3 bar），喷枪与待涂面的间隔连结在20~30cm，间隔太近时，涂料会有沉积趋向，干燥速率慢，造成铸件外貌出现条痕，间隔太远时，涂猜中水分提前挥发，捐躯了涂料的粘结力。喷涂时，细致快速移动喷枪，从差别角度喷涂，喷涂多而薄的涂层，而不是较厚的一两层。
四、预测
中国已经成为铸造大国，但并不是强国，相对付发达国度，铸件质量总体不高，出品率较低，铸造企业能耗高，污染严峻，行业生长还面对着严峻的磨练。因此，在不停加强办理，加强意识的同时，进步铸造技能程度，开辟先辈的绿色铸造技能及质料，是铸造行业当今的重要使命。