【资讯】我国造型材料60多年的进步有多大？

铸造行业是机械工业中的基础行业，其他产业部门的发展也都离不开铸件，随着我国经济的振兴，铸造行业不断发展壮大。上世纪50年代初，我国的铸件产量微不足道，自2000年起产量就一直居世界各国的首位，目前铸件年产量约占全世界总产量的三分之一。60多年来的进步和发展，令举世瞩目。

1950年以前，我国铸造生产单位造型工艺和造型材料的应用情况大体上是：

（1）中、小型铸铁件为主，造型基本上都是用粘土湿型砂、手工作业，老式的震、压式造型机，如果不能说完全没有，那也是凤毛麟角。

（2）少数大、中型铸铁件采用粘土砂烘干型，全部手工作业；

（3）铸钢件产量很少，全部采用粘土砂烘干型，手工作业；

（4）制芯方面，一般的芯子都用粘土砂制造，简单的芯子直接用湿芯，多数经烘干后使用。少数形状复杂的芯子用油砂制造。

当时，绝大部分铸造厂家都没有混砂机，型砂都是堆在地面上，由工人用铁锨混合，所用的材料主要是天然含有粘土的原砂（天然粘结砂）。南京附近，六合一带产出的红砂质地均匀，粒度也很合适，一度闻名遐迩，应用广泛。天然粘结砂中的粘土与砂粒长时间共存，分布状态很好，在此基础上，添加部分天然硅和少量水，比较容易混匀，非常适用于缺少混砂机的生产条件。

对型砂性能的控制，一般都没有检测条件，由老师傅用手握捏、凭手感判断其是否适用。

现在，我国铸件年产量多于美国、日本、德国、英国、法国等主要工业国家铸件产量的总和。在造型材料方面，情况也大为改观：

（1）在制造中、小型铸铁件方面，各种式样的高压自动造型生产线当在300条以上，由震、压式造型机组成的造型线更是不计其数。所用的型砂都用混砂机混制，一般都在现场检测型砂的主要质量参数，条件较好的铸造厂实现了性能的在线控制；

（2）大、中型铸铁件基本上全都用树脂自硬砂造型，并配备有混砂机和砂再生设备；

（3）铸钢件生产方面，完全淘汰了粘土砂烘干型，全部改用水玻璃砂或树脂自硬砂造型；

（4）制芯方面，除少数小件采用粘土砂外，广泛采用采用各种树脂粘结砂制芯。大批量生产的铸件，普遍采用壳芯、冷芯盒等工艺，装备有制芯中心的企业也很多。

由于造型材料涉及的范围很广，不可能在一篇短文中作比较全面的概括，以下，只能就造型材料所用主要原材料的情况，来回顾60年来铸造行业的进步和发展。

60多年前，全国没有一家专业为铸造厂提供造型材料的企业，对相关的资源条件也知之甚少，各铸造厂所需的造型材料，只能自行就近寻求货源，材料的加工、处理非常粗放，也无法对原材料提出较高的质量要求。

从第一个五年计划开始，我国就着手寻求铸造用硅砂的生产基地，随着铸造生产的发展，逐步建立了相当完整的造型材料生产、供应体系，产品质量也不断提高，这是保证我国铸造行业健康发展的重要条件。

从内蒙的通辽、赤峰，到河北围场一带广大的地区，蕴藏有大量的天然沉积硅砂，虽然SiO2含量不太高（略高于90％），但粒形圆整，含泥量相当低，非常适合生产铸铁件使用。

目前，已在通辽、赤峰、围场一带建立了大量设备条件很好的采砂场，全都采用水力分级。按用户的要求，也供应含泥量低于0.3％的擦洗砂。有的厂家还供应制造壳型、壳芯用的覆膜砂。

这一带产出的天然硅砂，完全可以满足东北、华北地区铸铁件生产的需求。

江西鄱阳湖沿岸，也蕴藏有大量天然沉积硅砂，SiO2含量大致与通辽一带的硅砂相当，而砂粒的形貌略逊一筹。这一地区的硅砂也已大量开采，并有完备的加工、处理设施，而且产品有水运之便，可满足华东及其周边地区铸铁件生产的需求。

河南省中牟、新郑一带也蕴藏有大量沉积硅砂，虽然SiO2含量只有80％左右，粒形也以多角形为主，但洛阳拖拉机公司长期的生产实践证明，用于配制铸铁用粘土湿型砂是没有问题的。现在，这一地区已建立不少采砂场，而且大都装备有水洗、擦洗设备，是向河南、湖北等中原地区铸铁厂供应原砂的基地。

生产铸铁件所用的硅砂，除以上所述的三个主要基地外，辽宁、河北、山东、江苏、四川、湖北、湖南、陕西、甘肃、新疆等地，也都有规模较小的矿源。

生产铸钢件所用的硅砂，一般要求SiO2含量在95％以上。目前，主要产地是福建沿海一带，已逐步建立了很多规模相当大、设备条件良好的生产基地，产量完全可以满足我国铸钢行业的需求。

福建沿海产出的天然硅砂，SiO2含量一般都在95％左右，大部分都可用于制造铸钢件，按照当地的习惯，将其分为“海砂”和“沉积砂”两种。

“海砂”是取自海边潮间带附近的砂，杂质较多，SiO2含量一般在92％～97％之间，但砂粒基本上为圆形。海砂开采方便，而且在某一矿点开采后，可在海潮的作用下得到自然的补充。

“沉积砂”大都沉积在海岸附近，矿点表面的覆盖土层大致厚1m左右，砂层一般在4～8m之间，供应的原砂SiO2含量大都在97％左右，但砂粒主要为多角形。

晋江地区沿海近百公里的海岸线一带都有硅砂矿源，目前主要生产供应“海砂”，年供砂量约20万吨。晋江中部砂区海砂的品位较高，SiO2含量94～97％，适合制造铸钢件用。

晋江地区“沉积砂”的品位更高一些，目前基本上尚未开发利用。

福建东山岛是优质硅砂的主要产地。东山“海砂”的含泥量低，SiO2含量95％～97％。东山的“沉积砂”品位更高，主要产地是梧龙和山只。

福建平潭出产的硅砂主要是“海砂”和风积砂，SiO2含量为95％左右，颗粒形状也较好。

福建长乐沿岸也有大量的硅砂可供开采，但其品位较晋江、东山和平潭的硅砂略低，SiO2含量为90％～95％。

除福建沿海以外，广东新会、台山一带，海南东方、儋州一带，也都出产可供生产铸钢件的硅砂。

1950年以前，我国铸造业界对膨润土还是非常陌生的。无论配制粘土湿型砂或是干型用砂，大多采用天然粘结砂，再加入天然硅砂和水，由人工混配而成。少数铸造厂用天然硅砂、粘土和水配砂，所用的粘土也是高岭土质粘土，当时有人称之为“陶土”，即现在通称的耐火粘土。

在混砂条件很差的情况下，用天然硅砂、粘土和水配砂，很难调配均匀。50年代初期《机械工人》杂志就曾经介绍过一项提高混砂质量的经验：先将粘土和水调成泥浆，然后再加入砂中混合。

现在，我国铸造行业中所用的粘土湿型砂，除个别特殊条件下用天然粘结砂外，基本上全都是以膨润土为粘结剂混配而成的。目前，我国铸造行业每年膨润土用量估计在120万吨以上。

在铸造行业快速发展的推动下，我国很重视膨润土资源的开发，目前这一产业已具有可观的规模，除产量大幅度增长外，加工、处理的工艺也不断改善，产品质量已达国际水平。

全世界现已探明的膨润土总储量约25亿吨，其中，美国、中国、和俄罗斯的储量最多，约占3/4，其次是西班牙、希腊和德国。全世界膨润土的矿藏中，钙基膨润土约占70％～80％，钠基膨润土的储量不多，主要在美国西部的Wyoming州及其周边地区， 

目前，全世界膨润土年产量约1000万吨，其中，美国约500～600万吨，中国250～300万吨，日本约60万吨，西班牙、希腊和德国都在50万吨左右。

我国膨润土矿藏分布很广，但主要是钙基膨润土，钠基膨润土目前尚未发现有开采价值的矿点，品位也不很好。

我国膨润土的主要产区是辽宁建平、凌源、黑山一带，不仅储量丰富，而且出产的钙基膨润土品质很好，已成为世界各国关注的重点。许多国际知名企业，如世界最大的膨润土生产、供应厂商美国胶体公司（American Colloid Company），以生产人工活化钠基膨润土著名的德国南化公司，希腊的Silver & Baryte公司等，都已在这一带建立独资或合资生产企业。

浙江的临安、余杭一带，安徽的黄山、铜陵、六安一带，河南信阳一带也有比较丰富的矿藏。

此外，吉林、河北、山东。江苏、湖北、福建、广西、四川、新疆等省（区）也都有膨润土产出。

由于国产膨润土中钙基膨润土占90％以上，为了提高粘土湿型砂的质量，目前铸造行业中所用的膨润土，除少数外资企业、合资企业自美国进口少量天然钠基膨润土外，大都是经活化处理的人工钠基膨润土。

自上世纪50年代以来，随着我国铸造生产的发展，各种化学硬化粘结剂都逐步在生产中应用，并建立了专业化的生产体系。

最早应用的化学硬化粘结剂是水玻璃，起初是用土法熬制，随着铸造生产的发展，水玻璃的生产方法不断改善，质量也不断提高，现在，各种改性水玻璃、有机酯硬化剂都可充分供应，无匮乏之虞。

我国各类树脂的应用起步较晚，上世纪70年代后期才开始应用，但发展速度很快。现在，各种呋喃树脂、诺沃腊克酚醛树脂、碱性酚醛树脂、酸硬化酚醛树脂、尿烷树脂和相应的硬化剂都能充分供应，品种齐全，不但满足国内需求，而且还有相当数量的树脂出口。目前，我国铸造用树脂的消费量和铸造树脂的产量均居世界各国的首位。

（来源：《金属加工（热加工）》转载请注明出处。作者：李传栻）