鑄造用粘結劑體系的選擇決定了鑄件生產工藝。它不僅決定生產車間的規模、布局、工裝模具、造型制芯設備、舊砂再生設備，以及清理設備等固定資產投入的多少，還決定著生產模式、生產成本、管理方式、工人熟練程度的要求和產品市場定位等諸多因素。粘結劑類型選擇與鑄件種類、以往習慣和經驗、當地原材料價格和來源有著密切的關系。粘結劑類型選擇，還需重點關注這些粘結劑在未來的發展中在技術、經濟、環保以及再生回用等方面的可行性。筆者將通過各種鑄造用粘結劑以及所適用鑄造工藝的應用現狀、技術特點、使用范圍、發展方向和存在問題等，對中國與歐洲鑄造工藝優劣進行比較分析。
1、 鑄造生產工藝對比
除特種鑄造工藝以外，目前大部分鑄造工廠以砂型鑄造工藝為主（約占80%）。砂型鑄造工藝還可以分為單件小批量生產和大批量生產兩大類鑄造生產方法。
單件小批量砂型生產工藝主要包括酸硬化呋喃樹脂自硬砂工藝、酯硬化堿性酚醛樹脂砂工藝、酚脲烷自硬砂工藝、酯硬化水玻璃砂工藝和CO2硬化水玻璃砂工藝等。
大批量生產的砂型鑄造主要采用自動化高的潮模砂生產線為主，和以不同硬化方式的高效制芯方法命名的生產工藝。高效制芯的主要工藝包括三乙胺冷芯盒制芯工藝、SO2冷芯盒制芯工藝、甲酸甲酯酚醛樹脂工藝、熱硬化覆膜砂制芯工藝、熱硬化呋喃樹脂制芯工藝（包括溫芯盒工藝）和熱空氣硬化無機溫芯盒工藝等。
1.1單件小批量鑄鐵生產工藝
喃樹脂砂工藝用于生產鑄鐵件是較為理想的工藝。中國是呋喃樹脂最大的生產國，年產量超過35萬噸。在中國，呋喃樹脂原材料來源廣泛。據統計，全球糠醛和糠醇產量的70%來自中國。中國呋喃樹脂制造技術處于國際先進水平，是產品和技術的主要輸出國。在我國鑄造企業中，呋喃樹脂砂是應用最廣泛的樹脂自硬砂，在模具制作、設備制造、造型制芯、鑄造輔助材料應用、工藝設計和澆注方法等方面積累了豐富的經驗。
在西歐，呋喃樹脂用量逐年減少，技術水平也沒有新的突破，技術發展方向強調環保性能。例如，歐盟提出市售的呋喃樹脂中游離糠醇含量不得大于25%。在西歐，鑄造工廠使用呋喃樹脂自硬砂工藝的并不多。在法國，筆者看到過一家鑄鐵工廠使用呋喃樹脂砂生產球墨鑄鐵件；在德國，看到過一家使用呋喃樹脂砂生產大型風電件（輪轂鑄件）。在西歐鑄鐵件生產更多采用酚脲烷樹脂自硬砂工藝。
在東歐，可以看到更多單件小批量鑄造工廠。其鑄件產品種類與中國十分相似，如機床鑄件、耐磨鑄件、工程機械鑄件和冶金鑄件（渣罐、軸承座、鋼錠模）。這些鑄造企業往往同時生產鑄鋼、鑄鐵甚至有色鑄件。大部分鑄件出口西歐。東歐鑄造企業的生產工藝也與中國類似，有呋喃樹脂自硬砂、酚脲烷樹脂自硬砂、CO2硬化水玻璃砂。此外，東歐鑄造企業總體制造水平、工裝模具、混砂再生設備、熔煉設備也與中國鑄造工廠十分相似。
1.2單件小批量鑄鋼工藝
酯硬化堿性酚醛樹脂砂和酯硬化水玻璃砂是較為理想的鑄鋼工藝。采用無氮呋喃樹脂砂、CO2硬化水玻璃和酚脲烷樹脂砂工藝也是一種選擇。在中國，上述五種工藝處于并存狀態。目前，妨礙選擇堿性酚醛樹脂和酯硬化水玻璃工藝的主要難點是舊砂再生問題，舊砂再生設備是突破的關鍵。
在歐洲特別是西歐，鑄鋼件產量很少，主要是耐磨鑄鋼件、工程機械類和泵閥類鑄鋼件。基本上是堿性樹脂砂和酚脲烷樹脂砂兩種工藝并存的狀態，在東歐還有很多企業使用CO2水玻璃砂工藝。在歐洲，一些鑄造企業采用熱法對堿性酚醛樹脂舊砂進行再生處理，舊砂回用率達到90%以上，熱法再生設備可分為臥式、立式和滾筒式三種。
我國酯硬化水玻璃砂工藝是最值得稱道的自硬砂工藝，在不到二十年的發展進程中，粘結劑改性技術和固化劑種類比較完善，短流程熱法干燥再生、配套設備都取得了長足的進步。粘結劑加入量控制在2.5%～3.5%（占砂重）的水平。與歐洲當時流行的CARSIL-VELOSET酯硬化水玻璃相比毫不遜色，并在中國鑄鋼企業得到廣泛推廣應用，為中國綠色鑄造生產目標的實現，提供了標桿。
盡管在實際使用中酯硬化水玻璃砂工藝還存在潰散性和再生率等問題，需要不斷改進，但是，現有的型砂性能完全可以保證鑄鋼件的生產需要。當然，也不能忘記對CO2水玻璃砂技術上的突破和期待。
2、大批量鑄造生產的高效制芯工藝
在我國，除個別高效制芯用樹脂外，主流粘結劑全部實現了國產化，且品種齊全。國產三乙胺冷芯盒樹脂用量呈快速發展態勢，改變了歐美樹脂銷量占據主導地位的狀況。中國因歷史原因和合資汽車企業進入的先后，殼芯熱法和三乙胺冷芯盒工藝平分秋色。但鋁合金用高效制芯粘結劑技術水平還存在一定差距。
在歐洲，高效制芯工藝以三乙胺硬化冷芯盒為主，殼芯熱法工藝和熱芯盒工藝也在應用。縱觀歐洲高效制芯工藝使用狀況，還有許多值得學習的內容。
首先，自動化程度高。一些著名汽車零配件制造企業，完全實現了無人化工廠的運行模式，也就是工業4.0。以一家德國鑄造工廠為例。在一個造型制芯車間，34臺全自動冷芯盒制芯機，從混砂、制芯、起芯、修芯、組芯、浸涂、烘干、下芯，到安放過濾器或冒口、合箱等工序完全由機器和機械手配合完成。自動澆注、隨流孕育、打箱落砂，去澆冒口、清理打磨、在線質量檢測也都完全實現自動化。整個生產車間除了看到叉車工人在忙碌外，其他人員只是監控和巡視生產線的運行情況。
其次，生產環境好。在車間看不到粉塵飛揚，聞不到刺鼻的化學品氣味，這得益于車間內部完善的抽風系統。歐洲有很多除塵設備類型可供選擇。特別是布袋除塵器的材質，可以按照不同粉塵的特性進行選擇。粘結劑制造商不僅生產出滿足各種使用性能要求的產品，還更加注重環境友好型產品的開發。以三乙胺冷芯盒樹脂為例，歐洲引領了環保型樹脂生產技術水平，從20世紀90年代開始使用油酸甲酯部分代替芳香烴溶劑，在制芯和澆注時，有毒有害氣體釋放量（HAP）減少了45%（包括減少30%的苯），揮發性氣體（VOC）減少了50%。在2000年以后，采用硅酸酯類溶劑，使碳氫化合物總量降低60%。在歐洲，使用DMEA代替三乙胺硬化氣體有利于減少有害氣體用量，提高硬化速度。在殼芯熱法制芯工藝中，覆膜砂中游離酚含量減少50%，砂芯硬化速度和生產效率提高35%。部分添加劑代替烏洛托品，減少了甲醛氣體的釋放。
最后，質量控制手段強。歐洲很多生產汽車鑄件的企業，除了極少數大型企業投資改造無人車間外，大多數企業建廠時間較長，設備老舊。但在重點工段，局部的自動化改造，特別是鑄件的質量在線檢測還是有投入的。以一家法國汽車鑄件工廠為例，該廠始建于20世紀80年代，制芯設備是老式熱芯盒制芯機，人工射砂和搬芯，人工上修補膏，人工粘芯和組芯。但是，最后工序的檢測，是全新的X光自動檢測儀，機械手配合將鑄件放在傳送帶上。產品逐個拍片檢測，自動對標，機械手檢出不合格品。
3、對比結果的啟示
（1）目前，我國鑄造材料種類和鑄造工藝已經與歐洲鑄造企業處于同步發展階段；
（2）差距在于細節處理、質量要求、安全環保、健康管理和生產效率等方面；
（3）我國鑄造企業眾多，不同的鑄件質量要求使得生產工藝和材料選擇有很大不同。鑄件生產整體水平與國外相比，參差不齊；
（4）安全、環保和健康管理存在著明顯差別。不是做不到，是管理理念和思路上的差別；
（5）國外鑄造企業生產效率管理、不合格率與成品率控制、在線監測和自動化程度是重點學習內容。
鑄造粘結劑體系和鑄造工藝的進步與鑄造企業的發展有著密切的關系。隨著中國向鑄造強國邁進，在關注其應用性能和價格因素的同時，會更加強調環境保護，回用性能和節能降耗等需求。未來整體的技術水平逐步趨向于綜合性能的提高，以保證鑄造生產朝著健康可持續的軌道發展。
公司簡介
諸城市開源鑄造有限公司坐落于風箏之都--山東濰坊 ，是一家專業生產中高端碳鋼、合金鋼、球墨鑄鐵等材質鑄件的民營企業，屬當地政府招商引資項目。公司占地面積11000m2，現有員工100余人，其中技術研發人員5人，高級工程師2人，質檢人員3人，年產能可達3000噸。
開源鑄造致力于OEM鑄造，產品廣泛應用于機械五金、建筑、電力金具、鐵路、汽車、農機等領域。公司擁有穩定的客戶群體，產品主要銷往歐盟、美國、加拿大、中東等國家和地區。
在生產過程中開源鑄造主要采用先進的覆膜砂殼型鑄造生產工藝，常規可生產 0.1kg~50kg的鑄件，該生產工藝具有制殼、制芯速度快等特點，可批量生產，從而提高了生產效率， 且鑄件尺寸穩定，鑄件表面光潔。
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