铝合金压铸脱模剂之回收再利用技术探讨

铝合金压铸脱模剂之回收再利用技术探讨
于春生
浦东高科上海山益公司上海
铝合金压铸用的脱模剂（或称离型剂）产品，在90年代初，伴随着东洋压铸机进入中国市场，作为合同的附属合同供货给客户的，价格昂贵，当时经销品牌有积架，克鲁勃，十年后众多的进口、国产的脱模剂产品,如雨后春笋般向企业推销，你会感到有点不知所措，我们对产品的了解，都是听业务员忽悠的，在这里我们总结一下压铸的企业对脱模剂产品的质量需求：
1. 压铸的企业对脱模剂产品的质量需求的总结
1) 脱模剂效果，脱模效果好可以节省模具的顶针，滑块的维修与更换；
2) 铸件表面光亮，零件的表面缺陷更容易发现，长期储存可防止霉变；
3) 铸件气孔少，铸件产生气孔的原因较多，如果脱模剂不耐高温及附着力不足，在铝水冲型瞬间，会将“气化”的脱模剂卷入铝料内部而形成气孔；
4) 低表面张力（即脱模剂没有粘稠感）；当员工喷水时，即使喷不好，脱模剂也可以浸润整个模具表面而完成脱模，对员工的喷水技术要求不高，避免了新员工制造粘模或废品的可能；
5) 脱模剂在模具表面成膜薄，低至0.2微米以下，这样可以经受住铝水的冲击，并能使模具快速降温，节约喷涂时间及成型周期,因膜厚的不同，每台机每天生产误差10%左右；
6) 模具无积碳，积碳是脱模剂“燃烧”时留下的碳与耐高温润滑剂，严重时，在模具表面形成厚0.1-0.3毫米的薄膜，影响了模具的热传递，导致零件成型周期延长或烧模频繁，如果采用洗模，省模的方法去除，都会影响工作效率及模具寿命；
7) 烟气少，无黑烟，否则车间的钢铁类结构，将受到污染或锈蚀加速，员工的健康受到伤害，特别是冬季车间的污染更严重；
8) 脱模剂成分要求无腐蚀，无毒，否则喷水时产生的蒸气或多或少会吸入员工体内或吸附在人的皮肤上，导致员工感染肺炎或皮肤红诊等疾病；
9) 脱模剂乳化液具有储存稀释，冷冻，解冻的稳定性，降低储存条件，节约电能；
10) 要求有明确的物性特征，符合环保的要求，可以通过第三方验证；
11) 脱模剂可回收性，做到不向外排放，象切削液一样使用，即节约了成本，又避免了污染河流的可能性；
12) 对后工序如电镀，阳极氧化，涂漆/喷粉等质量不受影响，这是很重要的，这是产品出货前的最后一道工艺，报废的成本较高。

2. 针对质量需求部分脱模剂制造商设计的办法
以上总结是从企业的需求出发的，这也将是考查脱模剂质量要求的重要条件，脱模剂制造商为达到或部分地满足客户要求，利用对硅油及矿物油乳化后溶于水中而制成水性脱模剂，但是此成分不能完成分模时的润滑，造成脱模困难或不能脱模，因此部分脱模剂制造商设计了以下办法，来满足脱模时的润滑：
1) 亚销酸盐与废机油复合；
2) 三乙醇铵与硼酸复合；
3) 膨润土与二氧化硅、氮化硼或二硫化钼等润滑类粉剂复合；
4) 石蜡或凡士林乳化复合；
5) 卤化物
用以上办法复合的脱模剂并不能完全满足客户的需求，或多或少地存在这样那样的问题，如发黄、发黑或影响电镀等，但能够增加脱模的润滑，而此类脱模剂是不能回收的，如回收时不能剔除，将打破了脱模剂配方的平衡，再利用时质量问题加剧。

上海山益脱模剂厂设计的耐高温矿物油，可以在5秒内耐高温650~700℃，如下图所示，解决了铸件脱模润滑问题。

图1 上海山益脱模剂厂设计的耐高温矿物油性能参数
上海山益公司生产的脱模剂产品，不添加以上耐高温润滑物料，只是将特殊的聚硅氧烷及特殊处理的矿物油乳化，按比例复配而成，利用特制的分散剂分散，回收时不会被破坏配方比例，回收方法简单而有效。

3. 脱模的危害
3.1 脱模剂对人类的危害（如图2）
图2 脱模剂对人类的危害3.2 脱模剂对模具的损害
图3 脱模剂对模具的损害
3.3 脱模剂对产品零件的损害
图四脱模剂对产品零件的损害
对图四的说明：尺寸不稳定、黑斑、后工序不良品、变形、发黑、拉伤、气孔等
现在我们来讨论一下压铸车间排出的废水的组份都有那些及存在的方式：
1. 被乳化的硅油或矿物油等乳液存在于废水中有三种型式
a. 油滴表面无乳化剂,在静置的情况下,因自身比重的关系会与水分层
b. 油滴乳化颗粒,是可以完全溶于水中,在静置的状态下,粘附的油滴会分离
c. 油滴处于半乳化状态，在静置的状态下，亦可以混入水中，不能分层。

2. 车间液压油,机油等废油流入废水，如a 的形式存在。

3. 脱模剂中溶于水的分散剂，抗氧剂，耦连剂，湿润剂，乳化剂，增滑剂等，分散于水中。

4. 极细小的油滴,尺寸小于0.5微米的油滴。

针对以上分析,如果我们采用静置的方法,可以去除较大的油滴，界面油水分离，那么细小的，半乳化状态的油并不能去除，如果我们采用气浮二次乳化法，使废水中的细小油滴聚合，就可以去除大部分油滴。

山益公司客户废水之静置方法除油试验结果：
2小时后油水界面清晰形成。

山益公司客户废水之气浮二次乳化法除油试验试验结果
30分钟后，5~12mm球状物出现
依以上实验结果，我们设计了一套废水循环系统，见下图。

图五自行设计的废水循环系统
利用连通器原理做地埋式的三个水池静置滤油，再将静置滤油后的废水吸入气浮乳化池，经30分钟通气后，流入储水池为脱模剂配水机使用，经客户三个月使用，节约脱模剂31%。

4. 总结
以上我们从压铸企业的需求出发，分析了脱模剂回收困难存在的原因——润滑成分的处理不当造成的，例如：石蜡的加入，因石蜡内含氧气，在铝水充型时即可汽化燃烧，由于模具的连续降温而不能完全燃烧，形成了碳黑润滑膜，但是石蜡含量小，是不会产生碳黑的，脱模剂制造商为了应对各种模具的脱模，只好过量使用石蜡从而污染了零件及模具。

过去，曾经有企业利用静置的方法回收，因回收废水发臭、烧手，生产的产品发黑、发黄等原因而荒废，在这里，我希望大家看了以上介绍后，能够与脱模剂制造商检讨，实现物料回收，或者直接与上海山益公司合作，为社会环保及员工健康奉献爱心。