铸造用粘结剂体系的选择决定了铸件生产工艺。它不仅决定生产车间的规模、布局、工装模具、造型制芯设备、旧砂再生设备，以及清理设备等固定资产投入的多少，还决定着生产模式、生产成本、管理方式、工人熟练程度的要求和产品市场定位等诸多因素。粘结剂类型选择与铸件种类、以往习惯和经验、当地原材料价格和来源有着密切的关系。粘结剂类型选择，还需重点关注这些粘结剂在未来的发展中在技术、经济、环保以及再生回用等方面的可行性。笔者将通过各种铸造用粘结剂以及所适用铸造工艺的应用现状、技术特点、使用范围、发展方向和存在问题等，对中国与欧洲铸造工艺优劣进行比较分析。
1、 铸造生产工艺对比
除特种铸造工艺以外，目前大部分铸造工厂以砂型铸造工艺为主（约占80%）。砂型铸造工艺还可以分为单件小批量生产和大批量生产两大类铸造生产方法。
单件小批量砂型生产工艺主要包括酸硬化呋喃树脂自硬砂工艺、酯硬化碱性酚醛树脂砂工艺、酚脲烷自硬砂工艺、酯硬化水玻璃砂工艺和CO2硬化水玻璃砂工艺等。
大批量生产的砂型铸造主要采用自动化高的潮模砂生产线为主，和以不同硬化方式的高效制芯方法命名的生产工艺。高效制芯的主要工艺包括三乙胺冷芯盒制芯工艺、SO2冷芯盒制芯工艺、甲酸甲酯酚醛树脂工艺、热硬化覆膜砂制芯工艺、热硬化呋喃树脂制芯工艺（包括温芯盒工艺）和热空气硬化无机温芯盒工艺等。
1.1单件小批量铸铁生产工艺
喃树脂砂工艺用于生产铸铁件是较为理想的工艺。中国是呋喃树脂最大的生产国，年产量超过35万吨。在中国，呋喃树脂原材料来源广泛。据统计，全球糠醛和糠醇产量的70%来自中国。中国呋喃树脂制造技术处于国际先进水平，是产品和技术的主要输出国。在我国铸造企业中，呋喃树脂砂是应用最广泛的树脂自硬砂，在模具制作、设备制造、造型制芯、铸造辅助材料应用、工艺设计和浇注方法等方面积累了丰富的经验。
在西欧，呋喃树脂用量逐年减少，技术水平也没有新的突破，技术发展方向强调环保性能。例如，欧盟提出市售的呋喃树脂中游离糠醇含量不得大于25%。在西欧，铸造工厂使用呋喃树脂自硬砂工艺的并不多。在法国，笔者看到过一家铸铁工厂使用呋喃树脂砂生产球墨铸铁件；在德国，看到过一家使用呋喃树脂砂生产大型风电件（轮毂铸件）。在西欧铸铁件生产更多采用酚脲烷树脂自硬砂工艺。
在东欧，可以看到更多单件小批量铸造工厂。其铸件产品种类与中国十分相似，如机床铸件、耐磨铸件、工程机械铸件和冶金铸件（渣罐、轴承座、钢锭模）。这些铸造企业往往同时生产铸钢、铸铁甚至有色铸件。大部分铸件出口西欧。东欧铸造企业的生产工艺也与中国类似，有呋喃树脂自硬砂、酚脲烷树脂自硬砂、CO2硬化水玻璃砂。此外，东欧铸造企业总体制造水平、工装模具、混砂再生设备、熔炼设备也与中国铸造工厂十分相似。
1.2单件小批量铸钢工艺
酯硬化碱性酚醛树脂砂和酯硬化水玻璃砂是较为理想的铸钢工艺。采用无氮呋喃树脂砂、CO2硬化水玻璃和酚脲烷树脂砂工艺也是一种选择。在中国，上述五种工艺处于并存状态。目前，妨碍选择碱性酚醛树脂和酯硬化水玻璃工艺的主要难点是旧砂再生问题，旧砂再生设备是突破的关键。
在欧洲特别是西欧，铸钢件产量很少，主要是耐磨铸钢件、工程机械类和泵阀类铸钢件。基本上是碱性树脂砂和酚脲烷树脂砂两种工艺并存的状态，在东欧还有很多企业使用CO2水玻璃砂工艺。在欧洲，一些铸造企业采用热法对碱性酚醛树脂旧砂进行再生处理，旧砂回用率达到90%以上，热法再生设备可分为卧式、立式和滚筒式三种。
我国酯硬化水玻璃砂工艺是最值得称道的自硬砂工艺，在不到二十年的发展进程中，粘结剂改性技术和固化剂种类比较完善，短流程热法干燥再生、配套设备都取得了长足的进步。粘结剂加入量控制在2.5%～3.5%（占砂重）的水平。与欧洲当时流行的CARSIL-VELOSET酯硬化水玻璃相比毫不逊色，并在中国铸钢企业得到广泛推广应用，为中国绿色铸造生产目标的实现，提供了标杆。
尽管在实际使用中酯硬化水玻璃砂工艺还存在溃散性和再生率等问题，需要不断改进，但是，现有的型砂性能完全可以保证铸钢件的生产需要。当然，也不能忘记对CO2水玻璃砂技术上的突破和期待。
2、大批量铸造生产的高效制芯工艺
在我国，除个别高效制芯用树脂外，主流粘结剂全部实现了国产化，且品种齐全。国产三乙胺冷芯盒树脂用量呈快速发展态势，改变了欧美树脂销量占据主导地位的状况。中国因历史原因和合资汽车企业进入的先后，壳芯热法和三乙胺冷芯盒工艺平分秋色。但铝合金用高效制芯粘结剂技术水平还存在一定差距。
在欧洲，高效制芯工艺以三乙胺硬化冷芯盒为主，壳芯热法工艺和热芯盒工艺也在应用。纵观欧洲高效制芯工艺使用状况，还有许多值得学习的内容。
首先，自动化程度高。一些著名汽车零配件制造企业，完全实现了无人化工厂的运行模式，也就是工业4.0。以一家德国铸造工厂为例。在一个造型制芯车间，34台全自动冷芯盒制芯机，从混砂、制芯、起芯、修芯、组芯、浸涂、烘干、下芯，到安放过滤器或冒口、合箱等工序完全由机器和机械手配合完成。自动浇注、随流孕育、打箱落砂，去浇冒口、清理打磨、在线质量检测也都完全实现自动化。整个生产车间除了看到叉车工人在忙碌外，其他人员只是监控和巡视生产线的运行情况。
其次，生产环境好。在车间看不到粉尘飞扬，闻不到刺鼻的化学品气味，这得益于车间内部完善的抽风系统。欧洲有很多除尘设备类型可供选择。特别是布袋除尘器的材质，可以按照不同粉尘的特性进行选择。粘结剂制造商不仅生产出满足各种使用性能要求的产品，还更加注重环境友好型产品的开发。以三乙胺冷芯盒树脂为例，欧洲引领了环保型树脂生产技术水平，从20世纪90年代开始使用油酸甲酯部分代替芳香烃溶剂，在制芯和浇注时，有毒有害气体释放量（HAP）减少了45%（包括减少30%的苯），挥发性气体（VOC）减少了50%。在2000年以后，采用硅酸酯类溶剂，使碳氢化合物总量降低60%。在欧洲，使用DMEA代替三乙胺硬化气体有利于减少有害气体用量，提高硬化速度。在壳芯热法制芯工艺中，覆膜砂中游离酚含量减少50%，砂芯硬化速度和生产效率提高35%。部分添加剂代替乌洛托品，减少了甲醛气体的释放。
最后，质量控制手段强。欧洲很多生产汽车铸件的企业，除了极少数大型企业投资改造无人车间外，大多数企业建厂时间较长，设备老旧。但在重点工段，局部的自动化改造，特别是铸件的质量在线检测还是有投入的。以一家法国汽车铸件工厂为例，该厂始建于20世纪80年代，制芯设备是老式热芯盒制芯机，人工射砂和搬芯，人工上修补膏，人工粘芯和组芯。但是，最后工序的检测，是全新的X光自动检测仪，机械手配合将铸件放在传送带上。产品逐个拍片检测，自动对标，机械手检出不合格品。
3、对比结果的启示
（1）目前，我国铸造材料种类和铸造工艺已经与欧洲铸造企业处于同步发展阶段；
（2）差距在于细节处理、质量要求、安全环保、健康管理和生产效率等方面；
（3）我国铸造企业众多，不同的铸件质量要求使得生产工艺和材料选择有很大不同。铸件生产整体水平与国外相比，参差不齐；
（4）安全、环保和健康管理存在着明显差别。不是做不到，是管理理念和思路上的差别；
（5）国外铸造企业生产效率管理、不合格率与成品率控制、在线监测和自动化程度是重点学习内容。
铸造粘结剂体系和铸造工艺的进步与铸造企业的发展有着密切的关系。随着中国向铸造强国迈进，在关注其应用性能和价格因素的同时，会更加强调环境保护，回用性能和节能降耗等需求。未来整体的技术水平逐步趋向于综合性能的提高，以保证铸造生产朝着健康可持续的轨道发展。
公司简介
诸城市开源铸造有限公司坐落于风筝之都--山东潍坊 ，是一家专业生产中高端碳钢、合金钢、球墨铸铁等材质铸件的民营企业，属当地政府招商引资项目。公司占地面积11000m2，现有员工100余人，其中技术研发人员5人，高级工程师2人，质检人员3人，年产能可达3000吨。
开源铸造致力于OEM铸造，产品广泛应用于机械五金、建筑、电力金具、铁路、汽车、农机等领域。公司拥有稳定的客户群体，产品主要销往欧盟、美国、加拿大、中东等国家和地区。
在生产过程中开源铸造主要采用先进的覆膜砂壳型铸造生产工艺，常规可生产 0.1kg~50kg的铸件，该生产工艺具有制壳、制芯速度快等特点，可批量生产，从而提高了生产效率， 且铸件尺寸稳定，铸件表面光洁。
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