鑄造主要包括砂型鑄造、特種鑄造兩大類,砂型鑄造是十分重要的鑄造技術,鋼鐵以及大多數有色合金都可以采用此方法鑄造成型,是以石英砂為材料,添加粘結劑粘結成型制造成模具,再澆注液體金屬,待其冷卻凝固后即可獲得鑄件。冷凍砂型鑄造是以水作為石英砂的粘結劑,在冰點下使砂粒凍結成型,是一種綠色鑄造工藝。
鑄造是應用歷史悠久的金屬加工工藝,是現代工業制造中的一道基本工序,可以廣泛應用在涉及到金屬零部件的各個行業中,例如航空航天、醫療器械、汽車、機械、五金、電子等領域。砂型鑄造可使用的粘結劑主要包括粘土、陶土、水玻璃、樹脂等,由于石英砂價格低廉,砂型鑄造成本控制主要在于粘結劑。此外,粘結劑經過高溫澆注后或固化成型,或受熱分解排放出有毒氣體,石英砂無法回收再利用或回收處理工藝復雜,會對環境造成污染,因此冷凍砂型鑄造受到關注。
與傳統砂型鑄造相比,冷凍砂型鑄造以水為粘結劑,成本低,為使石英砂凝固形成模具,會將水凍結,液體金屬澆注到模具內受冷凝固速度加快,同時由于受熱冰轉化為水模具會自然潰散,石英砂可回收再利用,進一步降低成本,且無廢氣、廢物排放,環保優勢突出。冷凍砂型鑄造可用來鑄造大型、形狀復雜鑄件,產品具有成型速度快、尺寸精度高、致密度高、表面質量高等優點。
根據新思界產業研究中心發布的
《2021-2025年冷凍砂型鑄造行業深度市場調研及投資策略建議報告》顯示,冷凍砂型鑄造作為鑄造質量高、成本低、環保性好的鑄造技術,在鑄造行業中地位重要。為滿足下游市場需求,我國鑄件產量龐大,位居全球第一。根據鑄造行業協會公布的數據顯示,2020年,我國鑄件產量為5195萬噸,較2019年增長6.6%。由此可以看出我國冷凍砂型鑄造行業發展態勢良好。
我國“十四五”國家重點研發計劃“高性能制造技術與重大裝備”重點專項中提出發展冷凍砂型綠色鑄造技術,內容包括:研究水基冷凍砂型復合成形機理及宏微尺度精準控制機制、水粘接劑低溫噴射滲透和沉積固化多參數耦合機理;突破冷凍砂型澆冒口及澆道優化設計等關鍵技術;研制數字化冷凍砂型綠色成形裝備。
新思界
行業分析人士表示,我國鑄造行業規模大,但精密鑄造技術與國際先進企業相比還存在一定差距,高端產品對外依賴度較大。我國航空航天、汽車、機械、醫療等行業對鑄件的精度要求不斷提高,且國家環保政策日益嚴厲,鑄造行業結構升級是必然趨勢。冷凍砂型鑄造精度高且環保性好,在國家政策的推動下,其技術還將不斷進步,未來行業發展前景良好。