一、國外精鑄技術(shù)進(jìn)展述評
以往工業(yè)發(fā)達國家回收模料大多只用作澆道，而不用來(lái)壓制蠟模。這不僅浪費大量寶貴的自然資源，就連廢蠟的堆放和處理也都是問(wèn)題。充分利用廢舊模料，不但節省資源，降低成本，而且大大減少廢棄物排放，符合循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展方向，也是精鑄業(yè)可持續發(fā)展的一個(gè)重要方面。所以，自上世紀 90 年代以來(lái)，美、歐各國也逐漸改變原有的傳統習慣，將精鑄生產(chǎn)廠(chǎng)家廢棄的模料或回收模料，經(jīng)特殊的凈化處理，再按用戶(hù)不同需求調整成分，模料性能經(jīng)嚴格檢驗合格后出廠(chǎng)，這就是所謂‘回收-再生’模料 (Reclaim Wax)。自上世紀 90 年代以來(lái)，其產(chǎn)量與日俱增，生產(chǎn)規模迅速擴大，廣泛用來(lái)壓制民用和商業(yè)精鑄件所用的蠟模, 大量使用后，模料成本節省 35％～66％，經(jīng)濟和社會(huì )效益顯著(zhù) [1] [6] ?，F在，還有的模料生產(chǎn)廠(chǎng)家將熔模鑄造廠(chǎng)脫出的模料收集起來(lái)，統一集中處理，然后再銷(xiāo)售給熔模鑄造廠(chǎng)，反復使用幾次后，再收回處理??。這種實(shí)質(zhì)上是由模料制造廠(chǎng)商長(cháng)期提供回收-再生服務(wù)的模料稱(chēng)為‘SystemWaxes’。
模料回收- 再生的關(guān)鍵技術(shù)
目前，無(wú)論外，大多數精鑄廠(chǎng)家采用蒸汽脫蠟法。脫出的模料中常含有質(zhì)量分數 5％～15％的水分, 15%~35%的填料（對填料蠟），和大約 0.5% 的陶瓷類(lèi)夾雜物 [2] ?；厥仗幚淼年P(guān)鍵是將這些陶瓷類(lèi)夾雜物除去，因為它們是模料中殘留灰分的主要來(lái)源。當然其他一些無(wú)機化合物，諸如氧化鐵之類(lèi)，也是必須嚴格控制的。傳統的模料回收方法是沉降法。這種方法處理過(guò)程耗時(shí)長(cháng)，而且沉降物不密實(shí)，收得率也不高。更好的方法是采用高效的加壓多級過(guò)濾或/和離心分離法，以加速處理過(guò)程并獲得更純凈的模料。圖 1-1 和圖 1-2 所示分別為英國Remet UK Ltd.的過(guò)濾和離心分離系統 [2] 。不難看出，當前國外流行的模料回收處理方法，其技術(shù)關(guān)鍵就在這種多級過(guò)濾凈化系統。經(jīng)過(guò)過(guò)濾的模料通常具有良好的物理性能，灰分含量可降 0.05%甚 0.03%以下，可與無(wú)填料的新蠟媲美，直接用作民用精鑄件模樣蠟或澆道蠟。如再補充一些原材料和附加物（通常是添加某些烴蠟），則可進(jìn)一步獲得符合標準規格或用戶(hù)要求的再生蠟?；厥障炛腥缭偌尤胍恍┬孪?、樹(shù)脂和填料，也可制成某些精鑄件使用的填料蠟。采用離心分離所得回收模料中灰分含量通常要比過(guò)濾處理的高，經(jīng)常達 0.1%甚更高。
值得強調指出的是，回收-再生模料制成后必須進(jìn)行嚴格的質(zhì)量檢驗，合格后才能出廠(chǎng)。
通常以下 4 項指標是必須檢測的：
1) 灰分含量 灰分含量超標則需要重新處理；
2) 軟化點(diǎn)（環(huán)球法） 如果軟化點(diǎn)與新蠟不一致，則需要調整模料成分；
3) 粘度 用以衡量液體模料的流動(dòng)和泵出能力。粘度超標，則需調節模料成分以便跟新蠟保
持一致；
4) 針入度
二. 國外回收- 再生模料的主要生產(chǎn)廠(chǎng)商和產(chǎn)品
美國 K-Wax, Inc.的產(chǎn)品
早在上世紀 90 年代初期甚更早，美國 K-Wax, Inc. 就已經(jīng)將回收-再生模料投放市場(chǎng)，其質(zhì)量和性能與新蠟大體持平。在生產(chǎn)過(guò)程中采用一系列性能檢測手段，隨時(shí)對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行監控。自 1996 年第 9 屆世界精鑄會(huì )議后，生產(chǎn)規模迅速擴大，產(chǎn)品銷(xiāo)售范圍從圍繞該廠(chǎng)半徑 800 公里，擴展美國西海岸乃太平洋沿岸。跟新蠟一樣，回收-再生模料的供貨狀態(tài)也有粒狀和塊狀二種。自 21 世紀以來(lái)，該廠(chǎng)除供應回收-再生蠟，也開(kāi)始供應‘System Waxes’ 。
值得注意的是，自上世紀末以來(lái)，不僅象 K-Wax, Inc.這樣的規模較小的模料生產(chǎn)廠(chǎng)商，甚象美國 M.Argueso & Co., Inc.和英國 Remet UK Ltd.等世界廠(chǎng)商也逐步涉足回收-再生模料的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)。
英國 Remet UK Ltd.的產(chǎn)品
Remet UK Ltd.提供的回收-再生模料有 RW 140 PASTILLE，顏色:棕(偏黃)；RW 160PASTILLE 顏色:棕(偏紅)二個(gè)牌號，粒狀供貨。目前已進(jìn)入中國市場(chǎng)，據用戶(hù)復驗，灰分含量均低于 0.03%，針入度 5~7°。性能穩定，價(jià)格合適，使用效果好。
Argueso & Co., Inc.
M.Argueso & Co., Inc.開(kāi)發(fā)成功的專(zhuān)利技術(shù) ‘Tech-Clean’ [發(fā)表于 Incast 2000 (9)], 可使回收模料中灰分含量減少 74％，達到 0.03%以下，經(jīng)常保持在 0.003%~0.005%范圍 ?；曳种械腟iO 2 、Na 2 O、SO 2 、CaO、 Fe 2 O 3 等氧化物含量均大幅下降(表 1-2) [4] 。從而達到或接近新蠟的標準。
三． E.R.Amantino & Cia.Ltda. 精鑄公司的模料回收處理系統目前，國外除了有若干專(zhuān)業(yè)化的模料生產(chǎn)廠(chǎng)商提供回收-再生模料或‘System Waxes’外，也有一些精鑄生產(chǎn)廠(chǎng)家自行研究和開(kāi)發(fā)模料回收-再生系統，取得良好效果。巴西E.R.Amantino & Cia.Ltda.精鑄公司便是一例 [5] 。該公司于上世紀末著(zhù)手開(kāi)發(fā)模料回收-再生處理系統 。該系統設計結構緊湊，自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)便，只需一個(gè)工人操作。蒸汽脫蠟后模料無(wú)需重新加熱，直接進(jìn)入回收處理單元，使脫蠟與回收連成一線(xiàn)，成為一個(gè)完整的在線(xiàn)系統。引入模料回收單元后，蒸汽脫蠟設備無(wú)需進(jìn)行大的改動(dòng)和調整。處理完畢的蠟液，可以通過(guò)液壓泵直接打到靠近制模間的位置備用。圖 1-3 所示為該系統的流程圖。
回收-再生模料投入使用前需嚴格檢測其性能指標。反復使用 10 次之后（每生產(chǎn)周期添加10％新蠟），各項性能(包括滴熔點(diǎn)、灰分和收縮率等)基本保持不變。含水量和灰分符合新蠟規定的標準要求。
Amantino & Cia.Ltda.精鑄公司使用回收再生模料已成功地生產(chǎn)了大量尺寸小而精度要求高的槍械類(lèi)精鑄件。
四．我國模料使用的現狀和存在的問(wèn)題
目前，我國樹(shù)脂基模料回收處理主要采用靜置沉降法將蠟液與粉塵和水分離。這種處理方法耗時(shí)長(cháng)，效率低，沉降物不密實(shí)，收得率有限，處理效果不盡如人意。特別值得指出的是，許多精鑄廠(chǎng)家，為了降低成本，模料長(cháng)期反復使用，從不更換，以致灰分越積越多，嚴重影響模料純凈程度和性能。尤其嚴重的是，絕大多數廠(chǎng)家對模料中灰分含量從不進(jìn)行檢測，對灰分含量嚴重超標這一事實(shí)視而不見(jiàn)。隨機抽查某些精鑄廠(chǎng)在線(xiàn)使用的模料，灰分含量經(jīng)常超過(guò)國際公認的標準要求(<0.05%)近 10 倍之多! 這不能不認為是一個(gè)嚴重的問(wèn)題。蒸汽脫蠟后殘留在型殼中尚未脫盡的‘臟蠟’，當型殼焙燒 900℃左右，便形成黑褐色樹(shù)脂狀殘渣（又稱(chēng)“碳污”），粘附在型殼表面(圖 1-4 b)，當溫度更高氧氣充足時(shí)，這些殘渣進(jìn)一4步氧化、燃燒，或形成淡黃色粉末，附著(zhù)于型殼表面，或集中堆積在型腔里某個(gè)角落。顯然，無(wú)論哪種形態(tài)的灰分，都是鑄件中非金屬夾雜物的主要來(lái)源之一。鑄件噴砂后，暴露出各種形態(tài)的凹坑和孔洞類(lèi)缺陷(圖 1-5)?？梢?jiàn)模料中灰分含量高，無(wú)疑是目前影響我國精鑄件產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素之一，也是產(chǎn)品上檔次的嚴重障礙，已經(jīng)成為我國精鑄業(yè)發(fā)展的一大隱憂(yōu)。
五．Argueso & Co., Inc. 中國分 公司提供回收- 再生服務(wù)
美國 Argueso & Co., Inc.是一家擁有百年歷史的模料生產(chǎn)廠(chǎng)商，市場(chǎng)份額名列世界前茅。該廠(chǎng)已于 2004 年登陸中國大陸，在比鄰上海的江蘇省昆山市建立了一家分廠(chǎng)，于 2004年 6 月順利投產(chǎn)，現已形成年產(chǎn) 1800 噸精鑄模料的生產(chǎn)規模，是我國家由外資投資經(jīng)營(yíng)的模料生產(chǎn)廠(chǎng)。設備先進(jìn)，自動(dòng)化程度高，工藝過(guò)程控制嚴格，檢測手段完備。特別是配備有該公司凈化模料的專(zhuān)利技術(shù)和設備(‘ Tech-Clean’)。 產(chǎn)品除供應中國大陸外，還銷(xiāo)往包括日本在內的亞洲各國。該廠(chǎng)一方面為客戶(hù)提供全新模料 (包括含填料和不含填料的模樣蠟、水溶蠟、粘結蠟和修補蠟等品種)；另一方面也提供舊蠟回收-再生服務(wù)，目前主要采用兩種模式進(jìn)行運作：①將各精鑄廠(chǎng)的舊蠟以一定價(jià)格收購，經(jīng)處理后作為模料的原材料；②將各精
鑄廠(chǎng)的舊蠟進(jìn)行脫水去除雜質(zhì)等處理，再按用戶(hù)要求添加適當組分，將性能調配理想狀態(tài)再交還精鑄廠(chǎng)使用。除此之外，Argueso 中國分廠(chǎng)還供應包含回收-再生服務(wù)的模料‘SystemWaxes’，按質(zhì)量等級分 2-RP 838 和 2-RP 868 等二個(gè)牌號。
