一、前言
消失模精密铸造工艺以其独特的优点，从美国发明创新，引进中国，发展至今已四十余年了，然而铸件浅层黑色夹杂、表面皱皮以及型壳在焙烧过程中的C02的排放污染仍是使用实型铸造土艺生产铸件的三大问题。
在EPS(可发性聚苯乙烯)实型铸造生产过程中，完全借助注入腔型的高温金属液携带的热能来使EPS模样消失，由于受到铸件几何形状(即EPS模样形状)的复杂程度及铸造工艺设计(如：分型面选择;浇铸系统等)的局限性制约，使得高温金属液所携带的热量在EPS模样中传导的速度无法与EPS模样材料完全充分裂解、气化的速度同步，从而造成部分EPS材料在型腔内以碳化残留物的形态粘附在金属液的上层，最后到达铸件的浅表层或表面。随着金属液凝固过程的进行和终结，混杂在金属液表层或交汇处的碳化残留物成为黑色夹杂，浮于金属液铸件表面的结碳使铸件表面起皱皮，部分碳原子渗透到金属液内使铸件含碳偏高。以上这些因素均导致了铸件缺陷的形成户尽管各铸造企业和高等院校为此倾注了大量心血，采取各种措施，从优化模样材质、精确控制金属液温度以及控制浇注速度等多方面进行研究，并取得了一定成果，但未从根本上消除这类碳缺陷。为了解决增碳和皱皮的问题，铸造届研发了消失模精密铸造工艺，在这种特殊的工艺过程中，采用浇注前焙烧的方法，浇注前预先烧掉EPS，解决了这一难题，但焙烧过程中大量C02的排旅需要解决，无疑在环保问题上需要增加设备投资成本，而且焙烧成本也会因此而大大增加。
二、新思路
由上面的分析可得出这样一个结论：既然EPS模样是实型铸造工艺中铸件碳缺陷中碳的来源，那么只要预先消除这些碳的来源，然后再对空腔进行浇注铸件，就可以根除这类
碳缺陷。基于这种分析，笔者萌发出一种由繁入简的新思路，即在浇注前，在常温下使用一种自主研发的液体EPS消泡还原液，通过滴、灌、浸等方法，使之充分接触并渗入EPS模样，由表及里使EPS模样的全部气泡膜破裂，释放出每个膨化成型颗粒气泡内的空气。随着原模样百分之九十以上空气的消失，其体积逐渐缩小至原来的2%一10%。因此就能轻易地将已经缩变得“不成模样”的凝胶高分子材料(消泡液和PS混合物)从型腔内取出，再将高温金属液浇注到空腔(壳)内。
三、实践验证
笔者有幸得到中国铸协温平副秘书长的支持，在安徽铸协分会的帮助安排下，在中实委梁光泽秘书长的指导下，将自己两年以前为解决三峡库区日益严重的“白色污染”而着手研发的成果—环保EPS消泡还原液带到安徽应流集团公司实型铸造车间进行了第一阶段试验。
其中第一次试验在2008年7月19日进行，试验使用2kg环保EPS消泡还原液，在25min左右的时间里使体积约1500cm3的EPS模样通过消泡、缩容变小后，将其完全取出，消泡后的型壳经过焙烧后铸件质量良好，减少了因EPS在焙烧过程中的污染。
第二次试验在同年7月23日进行，试验使用16kg环保EPS消泡还原液，在60min左右的时间里使三个总体积约0. 'rill'的EPS模样预消失;经两次试验显示，通过增加模样预消失工序，再进行空腔浇注的铸件，均无发现结晶碳缺陷。
第二阶段的试验于2009年6月在东风精密铸造有限公司进行，试验使用30kg环保EPS消泡还原液，取得了相同的效果。
与此同时，我公司会同上海生产涂料的工程技术人员进行了多项涂料强度试验，即不同种类的涂料与消泡液的反应试验。试验结果显示：水剂硅溶胶涂料可以不受环保EPS消泡还原液的影响。
上述试验结果表明，在实型铸造中只需增加一道预消失工序，就可从根本上消除碳原子的来源，从而彻底克服铸件因结晶碳而形成的各种缺陷，全面提升铸件的品质。同时较少了在焙烧过程中的胀壳造成铸件龟裂纹，节省了焙烧的能源消耗，提高了铸件的表面和尺寸精度。
笔者将原本对于治理三峡库区拦水坝前“白色污染”的研究成果，应用于实型铸造工艺领域的技术创新，拓展了一个新的应用领域。
四、优越性分析
笔者认为，本项铸造工艺的创新应用对使用企业、社会和服务企业三方都很有利，必将形成多赢的效益格局。
1、对于使用该项工艺技术的企业来说，无须增加投入成本，只须提供工艺接口，在浇注充型前让服务企业将EPS模样缩小体积后取出，然后再空(型)腔浇注铸件。其优越性具体来说：
(1)通过模样预缩失，提高铸件的尺寸精度、形位公差及表面光洁度，减少铸件切削加工余量，接近“少”、“无”余量的国际先进水平。
(2)使实型铸造工艺生产的铸件废品率明显下降，拓展了企业进一步降本增效的空间。
(3)可以节省为改善铸件品质而采用更易裂的STMMA和EPMMA模样材料所多支付的采购费用。节省了企业模样材料用量的采购成本差。
(4)可以节省为克服烘模时因模样原料热膨胀系数过大造成模壳胀裂而不得不选用进口EPS模样材料倍增的采购成本。
(5)节约了用于气化EPS的热损能耗，金属液熔炼温度可下降300C -60℃，每吨铸件减少成本 300元一600元。
(6)企业由此减少的热解碳氢化合物气体如Col C02等多种污染气体排放，其排放指标经过国家发改委能源研究所CDM项目管理中心认可，可以作为排放权益(目前每吨价格大约在70至100欧元之间)在上海市环境能源交易所挂牌交易获益。
2,对社会来说，生态环境得到了净化。我国铸造行业从木模改为EPS消失模铸造约经过40年的变革，铸件尺寸精度、形位公差和光洁度均明显提高，但伴随的污染气体排放量剧增，本项工艺技术创新将历史上两大铸造工艺方法的优越性结合起来，克服了技术进步中出现的缺陷，在环境保护方面具有非常明显的社会效益。此工艺技术创新完全避免了原工艺浇注时高温金属液引发EPS模样消失过程中伴随的一氧化碳、二氧化碳、二厄因等有害气体的排放和苯的析出，使铸造行业大大减少了肉眼看不到但实实在在排放的污染气体。
此项工艺创新可针对性的减排废气重量5500吨。符合清洁生产和循环经济要求，真正成为绿色铸造，保护了环境，给社会也带来了节能减排的效益，同时也有力地支持了政府在哥本哈根会议上向世界承诺5年减排目标的实现。
3,对服务企业来说，本企业向铸造业免费提供技术服务，作为回报获取铸造企业中因EPS模样气化排放而无法回收的EPS资源。笔者所在公司经过两年时间的自主研发，完成了固体和液体混合物的分离技术难题，从而成功研制出日处理量10吨高分子材料的旋转薄膜蒸发器和日处理量1吨高分子材料的微波能固液分离回收机，并且完善了回收消泡液和PS“零排放”的一整套清洁生产工艺流程，可以把从砂模中取出的凝胶状高分子材料重新制成可重复使用的消泡还原液和固体PS材料。取得的还原PS原料，无须采购成本，因此本公司的PS产品利润高达5000元/吨。全国铸造业2007年EPS模样及其气化排放量为5500吨，并且每年以超过50%的速度递增，可见其可观的经济效益和发展前景。
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五、两种疑虑可以消除
环保EPS消泡还原液是否会对人体健康产生影响?是否会给消防安全造成隐患?
二个安全环保方面的检测机构已经对消泡液进行了各项检测。
(1)由上海市环境保护产品质量监督检验总站检测鉴定，鉴定认为这种液体手接触无刺激、无腐蚀、不干燥、无异味、无难闻气味等十项检测结果，全部符合环保标准。
(2)经国家经贸委上海化学毒物咨询中心检测识别，认为具有以下特点：(1)不属于易燃物体;(2)不属于有毒物品;(3)属于非氧化剂;(4)对皮肤、金属无明显的坏死和腐蚀作用;(5)属于非危险化学品。
综上所述，环保EPS消泡还原液安全可靠、沸点高达1640C，常温下不易挥发，闪点高达95'C，不易燃烧，更不会爆炸。
文章由上海沃史环保技术有限公司：高栋正、施长坤、翁浙宁编写
