消失模鑄造技術1、消失模鑄造工藝發(fā)展趨勢2、消失模涂料對鑄件缺陷影響的研究和應用消失模鑄造技術1、消失模鑄造工藝發(fā)展趨勢第一部分

消失模鑄造工藝發(fā)展趨勢1.消失模鑄造簡介2.國外消失模鑄造現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢3.國內(nèi)消失模鑄造現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢4.我國消失模鑄造水平與國外的比較第一部分

消失模鑄造工藝發(fā)展趨勢1.消失模鑄造簡介1．消失模鑄造簡介消失模工藝流程：泡沫塑料珠粒

預發(fā)泡模樣成形發(fā)泡模樣組合（粘接）涂刷涂料造型（填砂）澆注落砂1．消失模鑄造簡介消失模工藝流程：泡沫塑料珠粒預發(fā)泡模樣成圖1消失模鑄造工藝過程圖圖1消失模鑄造

早在1958年，美國人H.F.Shroyer就發(fā)明了實型鑄造（即FM法），并隨后將其應用在工業(yè)生產(chǎn)當中，為消失模鑄造的產(chǎn)生奠定了基礎。

1971年日本秋田株式會社和長野縣工業(yè)試驗所發(fā)明的真空密封造型法（即V法），更是推動了消失模鑄造技術的產(chǎn)生。

80年代初英國鑄鋼研究與商業(yè)協(xié)會（SCRAA）將這兩種方法結合起來，研究成功了消失模鑄造法(EPC)，并將其命名為Replicast法，也稱作氣化模鑄造法。早在1958年，美國人H.F.Shroyer就發(fā)明了作為“二十一世紀的鑄造技術”，消失模鑄造與普通砂型鑄造法比較，有如下優(yōu)點：1.簡化了模型，無需起模。2.鑄件尺寸精度和表面光潔度顯著提高。3.簡化了工藝，填砂的過程就是造型的過程，使勞動強度和勞動條件大幅度的改善，相同產(chǎn)量的情況下，對工人的技術熟練程度要求降低。4.帶有孔或者內(nèi)腔的鑄件不需要下芯。5.采用無任何粘結劑的干砂造型，消除了水、粘結劑和附加物帶來的鑄造缺陷。6.易于實現(xiàn)機械化、自動化生產(chǎn)，由于工序的減少和必需設備的簡化，使投資減少。7.節(jié)材、節(jié)能，舊砂回用率可達95%以上，不需要像粘土砂生產(chǎn)線那樣的砂處理成套設備。8.鑄件成本可降低10%～40%（鑄鋼件成本可降低40%左右，鑄鐵件可降低10～20%左右）。作為“二十一世紀的鑄造技術”，消失模鑄造與普通砂型鑄造法比較80年代初這種方法開始應用于工業(yè)生產(chǎn)。1982年福特汽車公司在Essex工廠建成了一套年產(chǎn)2.5萬只鋁合金進氣歧管的EPC中間試驗裝置獲得成功，緊接著于1984年耗資1100萬美元建立了占地10萬m2、生產(chǎn)能力180型/h、年產(chǎn)100萬只鋁合金進氣歧管的高度自動化生產(chǎn)線。

1990年通用汽車公司在Saturn建成年產(chǎn)鑄件5.5萬噸(24萬輛轎車)10萬m2的新鑄造廠。

1991年，意大利菲亞特公司在都靈建成當時歐洲規(guī)模最大的EPC車間4400m2，年產(chǎn)鑄鐵件5000～15000噸，60～120型/h，自動化程度非常高，全車間僅22人。80年代初這種方法開始應用于工業(yè)生產(chǎn)。1982年福特

在世界潮流的影響下，90年代初,我國的EPC技術也有了較快的發(fā)展，一大批工廠利用國產(chǎn)設備和技術建成了年產(chǎn)幾百噸至幾千噸鑄件的簡易型生產(chǎn)線.也有少數(shù)工廠投入較大資金引進國外先進設備和技術。我省最早的消失模鑄件生產(chǎn)廠是臨沂鐵合金廠，主要生產(chǎn)磨球，年產(chǎn)量約10000噸，規(guī)模最大的是山東工程機械廠，年產(chǎn)量約16000噸，其次是榮成漄西鑄造廠，主要生產(chǎn)拖拉機鑄鐵油泵體，年產(chǎn)量也在萬噸左右；日照五蓮開元鑄造有限公司，年產(chǎn)量約10000噸，主要生產(chǎn)箱體類鑄件。近幾年來，我省又有若干中小廠相繼建立了一批小批量生產(chǎn)的消失模生產(chǎn)車間，年產(chǎn)量在1000～5000噸不等。據(jù)不完全統(tǒng)計，我省大大小小的消失模鑄造生產(chǎn)企業(yè)已有80多家，生產(chǎn)各種材質(zhì)的鑄件。在世界潮流的影響下，90年代初,我國的EPC技術也有2.國外消失模鑄造現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

進入21世紀后,北美和歐洲的消失模鑄造技術發(fā)展和工業(yè)應用情況如何?北美和歐洲的學者還在做消失模鑄造的基礎研究嗎?下面介紹一下目前北美和歐洲在消失模鑄造研究上的三大熱點，以及北美和歐洲消失模鑄造企業(yè)的基本情況。2.國外消失模鑄造現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢進入21世紀后2.1北美和歐洲在消失模鑄造研究上的三大熱點

2.1.1熱點之一:減輕或消除消失模鋁合金鑄造缺陷近年來，國外許多專家一直致力于研究關于如何消除消失模鑄造鋁合金鑄件最頭疼的難題——碳夾雜冷隔缺陷。許多研究者從以下不同的角度來探討如何消除碳夾雜冷隔缺陷:①通過如何提高鋁合金流動性來減少碳夾雜冷隔缺陷;②通過提高涂層滲透能力,使涂層及時排出金屬前沿分解的泡沫塑料液態(tài)產(chǎn)物而獲得合格鋁鑄件;③鑄造企業(yè)采用了很多工藝方法將碳夾雜物移到非重要部位,或通過改變澆注口位置、調(diào)整模樣在砂箱中的位置、或在金屬澆注時抽真空來減輕碳夾雜物;④美國MercuryMarine公司則采取在砂箱內(nèi)加壓的新技術,有效地解決了冷隔和縮松缺陷,提高了鑄鋁件氣密性（圖1）。

2.1北美和歐洲在消失模鑄造研究上的三大熱點

2.1.圖2美國MercuryMarine公司消失模車間自動化生產(chǎn)線圖2美國MercuryMarine公司消失模車間自動化2.1.2熱點之二:發(fā)泡模具及白區(qū)制模技術

目前歐美國家消失模鑄造企業(yè)的另一個研究熱點就是發(fā)泡模具及白區(qū)制模技術。其中比較有價值的研究內(nèi)容有:普及發(fā)泡模具的CAD/CAE/CAM技術,缸體和缸蓋的分塊技術,以及多塊模片的粘接工藝等。2.1.2熱點之二:發(fā)泡模具及白區(qū)制模技術目前歐圖3美國MercuryMarine公司消失模鑄件產(chǎn)品及模樣圖3美國MercuryMarine公司消失模鑄件產(chǎn)2.1.3熱點之三:消失模鑄造CAE和快速成型技術

將先進的CAE分析軟件和快速制造技術用于消失模鑄造已成為趨勢。歐美國家消失模鑄造企業(yè)目前主要的研究領域涉及以下幾個方面:①對復雜鑄件如缸蓋的發(fā)泡模具,用計算機動態(tài)模擬泡沫珠粒充填模腔的過程,用模擬結果指導射料槍的安放位置和排氣塞的布局;②對發(fā)泡模具溫度場模擬,用以指導模具壁厚和進排氣設計；③模擬消失模鑄造過程,即同時展現(xiàn)泡沫模消失過程和金屬液充填過程,④用數(shù)控直接加工出泡沫原型的方法,再用消失模鑄造工藝快速提供鑄件樣件;⑤開發(fā)多種采用快速制模的方法,縮短發(fā)泡模具的開模周期。2.1.3熱點之三:消失模鑄造CAE和快速成型技術2.2北美和歐洲消失模鑄造企業(yè)的基本情況

美國、德國和意大利等發(fā)達國家是在幾個汽車集團的積極參與下,致力于消失模鑄造研究,經(jīng)歷了較長的技術積累,已進入大批量生產(chǎn)鋁合金和黑色合金鑄件的技術成熟期。下面列舉出了北美和歐洲采用消失模鑄造生產(chǎn)鋁合金鑄件的前十大企業(yè)(見表1)和黑色合金鑄件的前十大企業(yè)(見表2)的主要產(chǎn)品和產(chǎn)量情況。從表1知,2001年美國6家公司消失模鋁合金鑄件的總產(chǎn)量已超過8萬噸,其中鋁合金鑄件年產(chǎn)超過萬噸的公司就有4家。可以說在美國用消失模鑄造生產(chǎn)鋁合金鑄件的產(chǎn)量大有超過黑色合金鑄件產(chǎn)量的趨勢。2.2北美和歐洲消失模鑄造企業(yè)的基本情況美國、表1

北美和歐洲鋁合金消失模鑄造十大企業(yè)公司名稱基本情況美國GM2Saturn公司jim.deppler@年產(chǎn)1.035萬噸鋁合金缸體、缸蓋和球鐵鑄件美國GM2PowertrainSaginaw廠年產(chǎn)1.775萬噸鋁合金(A356)缸體和缸蓋鑄件美國GM2PowertrainMassena廠年產(chǎn)3.6萬噸鋁合金(319)鑄件(汽車發(fā)動機鑄件)德國BMW公司www.BMW.com生產(chǎn)轎車鋁合金鑄件(6缸缸體缸蓋)美國IntermetFoundry公司年產(chǎn)1萬噸鋁合金(319/354/242)發(fā)動機鑄件意大利TeksidAluminum公司年產(chǎn)2萬噸鋁合金汽車鑄件意大利AlluminioDongo公司年產(chǎn)1.6萬噸鋁合金汽車鑄件美國Maco公司年產(chǎn)0.63萬噸鋁合金泵體和傳動箱體等美國MercuryMarine公司年產(chǎn)0.54萬噸鋁合金(356)轎車和船舶鑄件美國WillardIndustries公司年產(chǎn)0.16萬噸鋁合金鑄件表1北美和歐洲鋁合金消失模鑄造十大企業(yè)公司名稱基本情況美圖4美國IntermetFoundry公司消失模鑄造產(chǎn)品圖4美國IntermetFoundry公司消失模鑄造表5北美和歐洲消失模鑄造黑色合金鑄造十大企業(yè)公司名稱基本情況美國RobinsonFoundry公司年產(chǎn)1.2萬噸灰鐵和球鐵鑄件(汽車配件)美國CitationFoamCast公司年產(chǎn)1.3萬噸灰鐵和球鐵鑄件(轎車、卡車配件及電機殼體)美國AdvanceCastProducts公司年產(chǎn)1.2萬噸灰鐵和球鐵鑄件(汽車配件)美國MetfoamCasting公司年產(chǎn)1.8萬噸灰鐵和球鐵鑄件(汽車和機車輛配件)美國WaukeshaFoundry公司生產(chǎn)鉻基合金、銅合金以及碳鋼鑄件荷蘭Lovink公司www.lffoundry3.nl年產(chǎn)1.2萬噸灰鐵和球鐵鑄件德國Handtmann公司www.handtmann.de生產(chǎn)灰鐵、球鐵以及鋁合金鑄件墨西哥Arbomex公司.mx年產(chǎn)1.2萬噸灰鐵和球鐵鑄件(汽車配件)英國Linamar公司生產(chǎn)汽車和鐵路配件(灰鐵和鋁合金)美國Mueller公司生產(chǎn)泵體和閥體配件表5北美和歐洲消失模鑄造黑色合金鑄造十大企業(yè)公司名稱基本圖5歐美一些消失模鑄造企業(yè)的黑色合金鑄件圖5歐美一些消失模鑄造企業(yè)的黑色合金鑄件3.國內(nèi)消失模研究及應用現(xiàn)狀

3.1國內(nèi)消失模企業(yè)介紹

20世紀90年代初，繼美國德國和日本等發(fā)達國家之后，中國掀起研究和推廣消失模鑄造技術的高潮，至今熱度不減。國內(nèi)主要生產(chǎn)企業(yè)按生產(chǎn)條件可以分為三大類。3.1.1采用國產(chǎn)閉環(huán)型消失模鑄造生產(chǎn)線3.1.2簡易生產(chǎn)線或單機型消失模鑄造3.1.3采用國外引進型消失模鑄造生產(chǎn)線3.國內(nèi)消失模研究及應用現(xiàn)狀

3.1國內(nèi)消失模企業(yè)3.1.1采用國產(chǎn)閉環(huán)型消失模鑄造生產(chǎn)線

這種采用機械、液壓和電氣方式的閉環(huán)型生產(chǎn)線砂箱數(shù)在24～100箱不等，主要廠點有:長春光機所工廠(長春九龍鑄造有限公司)、赤峰富龍集團鑄業(yè)有限公司、丹江口水利樞紐管理局機械廠、廣西靈山縣機械實業(yè)總公司、福州柴油機總廠、通海瑪鋼廠、溫州甌海實型鑄造有限公司、山東兗州有色金屬精鑄廠和大連機車車輛廠(磁型)等，這類生產(chǎn)線一般投資在20～1000萬元不等(其中包括白區(qū)部分的費用)。另外值得一提的是，山東工程機械廠采用國產(chǎn)設備，投資1000萬（包括基建投資）建造了一條年產(chǎn)能力16000噸的消失模生產(chǎn)線（圖5），主要鑄件材質(zhì)為灰鑄鐵、球墨鑄鐵和鑄鋼件，其中最大的灰鐵鑄件重達三噸。3.1.1采用國產(chǎn)閉環(huán)型消失模鑄造生產(chǎn)線這種采用圖6山東工程機械廠消失模鑄造車間

圖6山東工程機械廠消失模鑄造車間3.1.2簡易生產(chǎn)線或單機型消失模鑄造

通常是在鑄造工部僅設置一臺(造型用)振動臺,幾個專用砂箱,或設帶輥道的砂箱簡易輸送線;干砂一般為自然冷卻,或設置簡易砂冷卻裝置;另加一套真空系統(tǒng)，這種生產(chǎn)模式比較符合我國國情,花錢少、上馬和見效快。生產(chǎn)廠家可依據(jù)資金狀況選擇，少則約20～30萬,多則幾百萬到上千萬元。這種生產(chǎn)形式在我國(與日本一樣)發(fā)展很快;尤其為近幾年“異軍突起”的私營或集體中小企業(yè)廣泛采納,這方面的主要廠點有:徐州電力鑄鋼廠、無錫永鑫實型鑄造廠、重慶江南機械廠、廣東紫金縣聯(lián)發(fā)合金鋼制品有限公司以及山東五蓮開元鑄造有限公司、山東章丘圣達閥門廠、煙臺宏源特種鑄造有限公司等多家廠點。3.1.2簡易生產(chǎn)線或單機型消失模鑄造通常是在鑄3.1.3采用國外引進型消失模鑄造生產(chǎn)線采用國外引進型消失模鑄造生產(chǎn)線及有關設備的廠點有下面這幾家：(1)第一汽車廠輕型發(fā)動機廠于1993年從美國福康公司引進造型用震動臺、生產(chǎn)EPS模的預發(fā)泡機和成型機各1臺及進氣歧管發(fā)泡模具1套,共4件約75萬美元。(2)全椒柴油機總廠于1995年從美國福康公司引進消失模鑄造生產(chǎn)線一條,預發(fā)泡機、成型機、粘結機和涂料攪拌機各1臺及缸蓋發(fā)泡模具1套,約300萬美元,其余國內(nèi)配套,總投資人民幣4500～5000萬元。(3)長沙發(fā)動機總廠于1996年從意大利法塔鋁公司引進自動化消失模鑄造生產(chǎn)線一條,生產(chǎn)EPS模發(fā)泡設備預發(fā)泡機、成型機、模型膠合機各1臺和進氣管發(fā)泡模具1套合計約300萬美元;另加國內(nèi)配套總投資約4000多萬人民幣。(4)赤峰富龍集團鑄業(yè)有限公司1996年引進日本兩條消失模鑄造生產(chǎn)線約1600萬人民幣,另從美國引進預發(fā)泡機、成型機和粘結機各1臺及進氣管發(fā)泡模具1套,合計約80萬美元,計劃總投資約5000萬人民幣。1997年產(chǎn)量約1500噸,配套完成后生產(chǎn)能力可達10000噸。3.1.3采用國外引進型消失模鑄造生產(chǎn)線采用國外引進型消3.2消失模鑄造的研究開發(fā)情況

我國已有多家高校和研究單位開展消失模鑄造研究，主要有:清華大學、山東大學、華中理工大學等多所國內(nèi)著名高校，充實了中國在消失模鑄造這門新學科基礎理論方面的研究，從而提高了中國在這一領域的學術地位和技術水平，必將對中國實鑄事業(yè)的發(fā)展起著深遠的影響。消失模鑄造是一門塑料、化工、機械、鑄造融為一體的綜合性多學科的(鑄造新技術)系統(tǒng)工程。中國的鑄造工作者在開發(fā)和推廣應用這項新工藝的同時，就十分重視和致力于對實型鑄造特定的原輔材料(如:EPS珠粒和板材、粘結劑等)和專用設備的研究開發(fā)。3.2消失模鑄造的研究開發(fā)情況我國已有多家高校和研究1.涂料技術是消失模鑄造技術的核心技術之一，涂料的性能對消失模鑄件的質(zhì)量具有直接的影響。目前國內(nèi)生產(chǎn)的涂料性能達不到生產(chǎn)要求，為了提高國產(chǎn)涂料的性能，降低消失模鑄造的成本，國內(nèi)許多高校和科研院所做了大量的研究工作。山東大學在這一方面進行了大量的理論分析和實驗工作，已經(jīng)取得了可喜的成果。2.鋁鑄件疏松滲漏,鋼鑄件增碳增氫,鐵鑄件的皺皮等缺陷形成機理及消除措施的研究;3.塑料珠粒的開發(fā)：目前國內(nèi)大多數(shù)還是使用包裝行業(yè)所用的可發(fā)性聚苯乙烯珠粒，這種原料用于一般鑄件尚可，用于制造薄壁復雜的泡沫塑料模樣就不適用了。目前國內(nèi)有些生產(chǎn)廠家正在研究開發(fā)EPS和EPMMA的共聚混合物。1.涂料技術是消失模鑄造技術的核心技術之一，涂料的性能對4.工裝模具CAD/CAM：發(fā)泡成型模具和模片粘合用胎具是制模工序中最關鍵的工藝裝備。對于缸蓋、缸體等復雜鑄件的模具應采用CAD/CAM來完成。有關的研究單位也正在相關的領域進行研究。5.制模機和粘合機的國產(chǎn)化：開發(fā)高精度、高效制模機和粘合機，實現(xiàn)制模機和粘合機的國產(chǎn)化和系列化。6.消失模與低壓鑄造等其他方法復合工藝的研究;7.鋁、鐵、鋼金屬液充型凝固特性的研究(包括物理測試儀器方法和計算機數(shù)值模擬,軟件的開發(fā)和商品化);4.工裝模具CAD/CAM：發(fā)泡成型模具和模片粘合用胎具是3.3目前存在的主要問題

消失模鑄造作為一種新型的先進的鑄造技術，目前在我國處于技術積累階段，正逐步走向成熟。在這一技術的應用推廣過程中，企業(yè)應該注意積累自己的經(jīng)驗，深入掌握消失模的特性，不能急功近利，因噎廢食。商品化配套程度差,各研究單位、生產(chǎn)廠家單槍匹馬,封閉式運作,不可避免的低水平重復。工業(yè)發(fā)達國家在EPC技術的成套化,商品化方面有比較成熟的經(jīng)驗，值得我們借鑒。建議我國也要充分注意在EPC技術的綜合性,組織各方力量,協(xié)同作戰(zhàn),發(fā)揮總體優(yōu)勢。在借鑒國外先進經(jīng)驗的同時，要十分重視加強自己的引進、消化和研究開發(fā)能力。

3.3目前存在的主要問題消失模鑄造作為一種新型的3.4有中國特色的三大類消失模鑄件目前中國已成功地大批量生產(chǎn)三大類消失模鑄件，并逐漸形成中國消失模鑄件的特色。這三大類鑄件是：3.4.1箱體類鑄件3.4.2管接頭和閥體類鑄件3.4.3耐熱、耐磨和耐蝕合金鋼鑄件3.4有中國特色的三大類消失模鑄件目前中國已成功地大批量生3.4.1箱體類鑄件

箱體類鑄件具有尺寸精確、無須砂芯，可大批量生產(chǎn)較復雜鑄件的優(yōu)勢。箱體類鑄件是適合消失模鑄造的一類鑄件。一般而言，箱體越復雜，小石磨工藝越能發(fā)揮其優(yōu)勢。近三年來，在箱體類鑄造上，消失模鑄造工藝大有取代樹脂砂工藝的趨勢。全國約有數(shù)十家鑄造企業(yè)用消失模鑄造工藝生產(chǎn)汽車用箱體類灰鑄鐵件獲得成功。其中有代表性的知名企業(yè)見表3。3.4.1箱體類鑄件箱體類鑄件具有尺寸精確、無須砂芯表3消失模鑄造生產(chǎn)箱體的企業(yè)序號廠名產(chǎn)品產(chǎn)量1合肥叉車集團鑄鍛廠8款箱體2800噸2山西華恩集團4款箱體2500噸3重慶飛龍機械制造公司3款箱體2000噸4四川成工機械集團7款箱體2000噸5日照五蓮開元鑄造有限公司2款箱體10000噸表3消失模鑄造生產(chǎn)箱體的企業(yè)序號廠名產(chǎn)品產(chǎn)量1合肥叉車集圖73058拖拉機箱體泡沫模樣和鑄件

目前國內(nèi)最復雜的箱體是合肥叉車集團生產(chǎn)的3058拖拉機箱體。該鑄件重75KG，輪廓尺寸為480×450×360。該箱體是用三維設計完成的最新式樣，其內(nèi)部結構非為三個互相聯(lián)通的腔勢。若采用砂型鑄造，其工藝難度系數(shù)高，國內(nèi)還沒有如此復雜的砂型箱體鑄件。而消失模鑄造只需分割成為四段泡沫模片，化整為零。然后將模片粘接成整體，鑄造出鑄件。鑄件的表面粗糙度達到Ra12.5μm，尺寸精度達到CT7～8級。符合外商要求，現(xiàn)已穩(wěn)定生產(chǎn)，鑄件出口美國。圖73058拖拉機箱體泡沫模樣和鑄件目前圖8ZL50E裝載機變速箱箱體泡沫模樣和鑄件

成都成工工程機械鑄造公司用消失模鑄造技術成功批量生產(chǎn)最大的箱體。該箱體為裝載機變速箱（ZL50E），重達320KG，最大尺寸為1025×583×595mm。該箱體模樣是由8塊泡沫模塊粘結而成，與傳統(tǒng)的砂型鑄造相比，箱體毛坯重量減輕15％，成品率達到95％，見圖7所示。圖8ZL50E裝載機變速箱箱體泡沫模樣和鑄件圖9日照五蓮開元鑄造有限公司生產(chǎn)的箱體鑄件圖9日照五蓮開元鑄造有限公司生產(chǎn)的箱體鑄件圖10開元鑄造有限公司生產(chǎn)的支架類鑄件圖10開元鑄造有限公司生產(chǎn)的支架類鑄件3.4.2管接頭和閥體類鑄件

我國正在實施幾大工程如南水北調(diào)、西氣東送以及2008年的奧運會設施建設，以及城市房地產(chǎn)、水廠改造和污水處理等使市場對管接頭和閥門的需求量猛增。采用消失模鑄造工藝生產(chǎn)管接頭與傳統(tǒng)沙星鑄造相比具有以下幾點優(yōu)勢：1.管接頭鑄件壁厚均勻，接口尺寸精確；2.節(jié)約模具投資。因為消失模鑄造在設計上可以將關鍵借口部分作出標準結構件，對同規(guī)格但不同形狀的接頭（如三通和彎頭），只需將管件本體和標準接口粘接成整體即可。因此消失模鑄造所需的模具數(shù)量僅僅是砂型鑄造所需數(shù)量的1/3左右。3.消失模鑄造可實現(xiàn)成串澆注工藝，成倍提高生產(chǎn)效率。在中國近五年涌現(xiàn)出有30多家消失模鑄造企業(yè)從事管接頭生產(chǎn)，全國做管接頭和閥體的有代表性的企業(yè)見表4。3.4.2管接頭和閥體類鑄件我國正在實施幾大工程如表4消失模鑄造生產(chǎn)管接頭和閥體的企業(yè)序號廠名產(chǎn)品2003年產(chǎn)量1湖南桃江新興鑄管DN80-DN800規(guī)格管接頭15000噸2河北邯鄲新興鑄管DN1000-DN1600規(guī)格管接頭5000噸3湖北咸寧鑫泰管件鑄造廠DN60-DN1000規(guī)格管接頭4000噸4武漢鋼鐵公司軋輥綜合廠DN100-DN1600規(guī)格蝶閥1500噸5山東章丘圣達閥門廠DN20-DN150規(guī)格閥體1000噸表4消失模鑄造生產(chǎn)管接頭和閥體的企業(yè)序號廠名產(chǎn)品20

山東章丘圣達閥門廠從2003年開始生產(chǎn)消失模鑄鋼閥體，年產(chǎn)量在1000噸左右。另外，山東日照、臨沂等地的企業(yè)也生產(chǎn)管接頭、管件等鑄件，年產(chǎn)量在1000噸到5000噸不等。生產(chǎn)管接頭的龍頭企業(yè)是湖南桃江新興鑄管公司。該公司2003年產(chǎn)量15000噸，實現(xiàn)利潤1億元。桃江新興鑄管的照片見圖所示。武漢鋼鐵公司軋輥綜合廠與2003年探索采用消失模鑄造生產(chǎn)系列鑄鐵蝶閥閥體獲得成功，最小閥體DN100重20KG，最大閥體DN1200重達900KG，見圖11所示。2003年產(chǎn)量達到1500噸，成為生產(chǎn)蝶閥閥體的消失模鑄造專業(yè)廠。山東章丘圣達閥門廠從2003年開始生產(chǎn)消失模鑄鋼閥體，圖11各類管接頭以及DN100-DN1200閥體模樣圖11各類管接頭以及DN100-DN1200閥體模樣圖12山東章丘圣達閥門廠生產(chǎn)的閥體類鑄件圖12山東章丘圣達閥門廠生產(chǎn)的閥體類鑄件3.4.3耐熱、耐磨和耐蝕合金鋼鑄件

用于冶金行業(yè)、礦山機械以及熱處理用的各種耐熱、耐磨和耐蝕合金鋼鑄件多為易損件，其備品配件需求量很大。這類鑄件很適合用消失模工藝鑄造。國內(nèi)采用消失模鑄造生產(chǎn)各種耐熱、耐磨和耐蝕合金鋼鑄件的幾個知名企業(yè)見表5。3.4.3耐熱、耐磨和耐蝕合金鋼鑄件用于冶金行業(yè)、表5消失模鑄造生產(chǎn)耐熱、耐磨和耐蝕合金鋼鑄件企業(yè)序號廠名產(chǎn)品2003年產(chǎn)量1山東臨沂鐵合金廠耐磨高鉻鑄鐵件10000噸2無錫永鑫實型鑄造公司耐熱、耐磨和耐蝕合金鋼鑄件3000噸3江西新鋼機械制造公司高錳鋼和高鉻鑄鐵2000噸4安徽百豐鑄造有限公司合金結構鋼鑄件、不銹鋼鑄件2000噸5武漢恒昌特種鑄鋼廠耐磨耐熱合金鋼2000噸6煙臺宏源特種鑄造廠耐磨耐熱合金鋼5000噸表5消失模鑄造生產(chǎn)耐熱、耐磨和耐蝕合金鋼鑄件企業(yè)序號圖13高鎳合金耐熱鋼熱處理用料框圖10為無錫永鑫實型鑄造公司生產(chǎn)的高鎳合金耐熱鋼熱處理用料框。該料框的泡沫模樣是由五塊粘結而成。圖13高鎳合金耐熱鋼熱處理用料框圖10為無錫永鑫實型圖14不銹鋼葉輪和高錳鋼耐磨鼠籠圖10為武漢恒昌特種鑄鋼廠生產(chǎn)的水泵的不銹鋼大小葉輪和用于破碎煤礦的高錳鋼耐磨鼠籠（400KG），這些鑄件充分發(fā)揮消失模可化整為零后拼粘成整體的工藝思想，即采用多塊泡沫片粘接而成模樣，再采用消失模工藝整體鑄造，提高了消失模鑄件同傳統(tǒng)砂型鑄造競爭的優(yōu)勢。圖14不銹鋼葉輪和高錳鋼耐磨鼠籠圖10為武漢恒昌特種鑄圖15煙臺宏源特種鑄造廠生產(chǎn)的耐熱鋼鑄件圖15煙臺宏源特種鑄造廠生產(chǎn)的耐熱鋼鑄件3.5消失模鑄造服務的制造商和供應商配套齊全

中國消失模鑄造經(jīng)過十多年的發(fā)展，涌現(xiàn)出多家為消失模鑄造服務的設備制造商、模具制造商和材料供應商。表6為占有較大市場份額、信譽良好的部分企業(yè)名單。3.5消失模鑄造服務的制造商和供應商配套齊全中表6中國消失模鑄造設備制造商、模具制造商和原料供應商設備制造廠商模具制造商消失模鑄造原料供應商發(fā)泡珠粒泡沫粘膠造型用砂供應商北京天哲消失模鑄造技術公司無錫東亭模具廠杭州余杭凱斯特有限公司北京嘉華天祥科技公司陽凱林鑄材有限公司沈陽中世機械電器設備廠鄭州中華模具廠寧波和橋化工有限公司長春長型鑄造材料公司宜昌科博鎂橄欖石有限公司無錫錫南鑄造機械廠寧波靦州模具廠長沙紫龍實業(yè)公司武漢華大熱工所山西中創(chuàng)集團長春創(chuàng)新鑄業(yè)有限公司武漢正泰機械配件廠武漢華大熱工所表6中國消失模鑄造設備制造商、模具制造商和原料供應商設備4.我國消失模鑄造水平與國外的比較

從我國消失模鑄造生產(chǎn)的產(chǎn)品來看，與先進國家相比，其形狀和品種基本相似，但復雜程度和質(zhì)量水平差距仍較大。我國消失模鑄件產(chǎn)量偏低,大多數(shù)企業(yè)還處于技術積累階段。消失模鑄造技術沒有形成生產(chǎn)汽車關鍵鑄件（如缸體缸蓋等）的市場，還沒有把消失模鑄造的優(yōu)勢發(fā)揮出來。我國今日的消失模鑄造雖與工業(yè)先進國家相比還有一定差距，但在應用上是成功的;在生產(chǎn)方式上也從單件大中型鑄件和大批量中小鑄件并舉發(fā)展，進而轉向以大批量消失模鑄造為主;在技術上已日趨成熟，并具一定水平。4.我國消失模鑄造水平與國外的比較從我國消失模鑄展望前景,中國的消失模鑄造

大有作為！！

目前國際市場對我國鑄件出口需求量與日俱增，這對投資少、上馬快，利于提高鑄件質(zhì)量適宜采用消失模鑄造的我國廣大中小企業(yè)無疑帶來極好機遇;因此，可以預料，EPC技術不僅可在我國汽車、柴油機等行業(yè)的大中型企業(yè)中得到較快發(fā)展，而且將在我國廣大鄉(xiāng)鎮(zhèn)和私營中小鑄造廠獲得廣闊的發(fā)展前景。這已成為當前中國消失模鑄造領域發(fā)展的一大特色。展望前景,中國的消失模鑄造

大有作為！！目前國第二部分

消失模涂料對鑄件缺陷影響的研究和應用第二部分

消失模涂料對鑄件缺陷影響的研究和應用主要內(nèi)容1.前言2.由涂料造成鑄件缺陷的種類、原因分析及試驗研究3.高潤濕性涂料的現(xiàn)場使用效果4.對涂料的幾點看法5.結束語主要內(nèi)容1.前言前言

由于消失模（消失模）鑄造工藝所具有的特別顯著的優(yōu)點，使其在國內(nèi)的發(fā)展和應用十分迅速。在該工藝的應用過程中也伴隨著各種鑄件缺陷的產(chǎn)生，盡管生產(chǎn)單位采取了一些措施，也往往不能得到令人滿意的結果。根據(jù)大量的試驗研究并結合現(xiàn)場生產(chǎn)情況，我們發(fā)現(xiàn)大多數(shù)的鑄件缺陷與涂料性能有著直接關系。如果將涂料的某些性能提高，就可以相應地減少或者消除許多鑄造缺陷。本文針對某些鑄造缺陷進行了初步的理論分析和試驗，并且在實際生產(chǎn)應用中取得了令人滿意的效果。前言由于消失模（消失模）鑄造工藝所具2.由涂料造成鑄件缺陷的種類、原因分析及試驗研究2.1鑄件碳缺陷產(chǎn)生原因的分析及解決的方法2.2夾渣缺陷產(chǎn)生原因分析及解決方法2.3氣孔的產(chǎn)生原因分析及解決方法2.4夾涂料缺陷產(chǎn)生原因分析及解決方法2.5鑄件夾砂缺陷的產(chǎn)生原因分析及解決方法2.6塌箱（非工藝因素）缺陷產(chǎn)生原因分析及解決方法2.7金屬包砂（粘砂）產(chǎn)生原因分析及解決方法

2.由涂料造成鑄件缺陷的種類、原因分析及試驗研究2.1鑄件碳缺陷產(chǎn)生原因的分析及解決方法

采用聚苯乙烯泡沫塑料制作鑄件模樣具有剛度好，價格低廉等優(yōu)點，它最大的缺點就是在熱解過程中形成大量的游離碳，這些游離碳往往給鑄件造成缺陷，其主要表現(xiàn)為鑄鐵件積碳，鑄鋼件增碳。出現(xiàn)這種情況的鑄件有以下幾個特征：a）涂料層通身發(fā)黑，在涂料層與鑄件之間有一層碳黑，涂料層外側的沙子也被染黑，鑄件表面除了有一層碳膜之外，泡沫塑料粒珠的網(wǎng)狀痕跡消失，或在鑄件某處聚集著部分碳黑。b）涂料層外側的型砂顯得潮濕，這里有一部分的水分來自H2和O2的化合產(chǎn)生的水。2.1鑄件碳缺陷產(chǎn)生原因的分析及解決方法消失模鑄造工藝解說ppt課件2.1.1聚苯乙烯泡沫塑料熱解過程中碳黑產(chǎn)生的機理探討軟化溫度是指在這個溫度下開始變軟，熔化溫度是指在這個溫度下開始有部分單體的有機氣體逐漸地分解出來，如苯乙烯、甲苯、乙苯以及甲烷、乙烯等等。達到氣化分解溫度以后，分解出的氣體會越來越多，在殘余的液態(tài)產(chǎn)物會全部轉成氣體，型腔內(nèi)的氣壓變高。

聚苯乙烯泡沫塑料是一種有機大分子聚合物，主要由苯乙烯聚合而成軟化溫度熔化溫度氣化分解溫度70~90℃130~150℃330℃左右2.1.1聚苯乙烯泡沫塑料熱解過程中碳黑產(chǎn)生的機理探討軟表1不同合金溫度澆注下熱解產(chǎn)物的成分（質(zhì)量分數(shù)，%）所有的單體有機氣體都可以繼續(xù)分解成C和H2，C為固體，

H2為氣體，如果H2遇到O2，則變成H2O，這也是為什么澆注后靠近鑄件處的型砂經(jīng)常有水氣的原因。

合金及澆注溫度小分子氣體產(chǎn)物蒸汽態(tài)產(chǎn)物苯甲苯乙苯苯乙烯多聚體鑄鋁750℃11.426.5710.380.7869.311.42鑄鐵1350℃32.7951.613.210.1012.34微量鑄鋼1600℃38.5752.733.57微量5.13微量表1不同合金溫度澆注下熱解產(chǎn)物的成分（質(zhì)量分數(shù)，%聚苯乙烯的分解過程如下所示。聚苯乙烯的分解過程如下所示。2.1.2消除碳缺陷的新方法

a）設想：聚苯乙烯泡沫塑料從130℃~330℃是呈液體狀態(tài)，如果澆注時液態(tài)的泡沫塑料能迅速地透過涂料層從型腔中排出，那么型腔內(nèi)泡沫塑料的氣化產(chǎn)物將大幅度降低。在這種情況下，殘留在型腔內(nèi)的氣化物將會很少，在這剩余的很少的碳氫化合物氣體中，即便再有部分氣體被分解成碳和氫，所產(chǎn)生的碳也很少，碳缺陷就能得到有效控制。

2.1.2消除碳缺陷的新方法a）設想：聚苯乙烯泡沫b）實際上所有的涂料對液態(tài)泡沫塑料都能或多或少地排出一部分，如果澆注時涂料能夠更迅速有效地排出泡沫塑料液態(tài)產(chǎn)物，最有效的方法就是澆注時液態(tài)泡沫塑料瞬間潤覆在涂料的表面，包括孔隙內(nèi)的表面。在負壓作用下，液態(tài)泡沫塑料迅速地被排出型腔。這種涂料對液態(tài)泡沫塑料的潤覆作用，我們稱為涂料對液態(tài)泡沫塑料的潤濕性。b）實際上所有的涂料對液態(tài)泡沫塑料都能或多或少地排出一部分，2.1.3試驗、結果及分析透氣性與潤濕性的關系:下面通過試驗分析潤濕性對金屬充型能力的影響以及潤濕性和透氣性的關系：a）潤試角測試b）透氣性測試c）流動性試驗d）試驗結果分析a）怎樣來判斷潤濕性的高低呢?常用的方法是測量潤濕角。2.1.3試驗、結果及分析透氣性與潤濕性的關系:下面圖1液態(tài)聚苯乙烯試樣潤濕涂料片示意圖

把四種不同的涂料涂敷在同一塊不銹鋼板上，涂層厚度0.8mm，每種涂料的涂層面積40×40mm，每種涂料上放上一個Φ12mm的聚苯乙烯泡沫塑料球（圖1），然后迅速放入600℃的箱式電爐中，保溫10S，取出測量潤濕角。圖1液態(tài)聚苯乙烯試樣潤濕涂料片示意圖把四種不同的涂料圖2聚苯乙烯液態(tài)產(chǎn)物圖3潤濕角的測量潤濕涂料層示意圖測量方法：式樣冷卻后，從中間切開，斷面經(jīng)放大后測量相應的角度（圖3）。圖2聚苯乙烯液態(tài)產(chǎn)物圖3潤涂料種類：1.美國亞特蘭涂料；2.無潤濕劑涂料；3.有少量潤濕劑的涂料；4.有綜合潤濕劑的涂料。2，3，4均為自配涂料，基本配方相同。試驗結果見表2。表24種不同涂料的潤濕角測量結果（°）1號涂料2號涂料3號涂料4號涂料試樣186822815試樣289802616試樣384853018涂料種類：1.美國亞特蘭涂料；2.無潤濕劑涂料；3.有少量潤b）流動性試驗將泡沫塑料切成斷面為10×10mm的標準流動試驗試樣（圖4），金屬材料為99.9%的純鋁，澆注溫度為720℃，澆注壓力-0.05MPa。圖4制作的流動性試樣以及澆注后的試樣b）流動性試驗將泡沫塑料切成斷面為10×10mm的標準流動試表3涂料的透氣性、潤濕性及流動性測試結果涂料編號涂料的高溫透氣性（×10Pa）LEPS對涂料的潤濕性(°)合金液的充型能力流動長度(cm)氣隙長度(mm)1號5675.0466.5252號5034.1410653號8282.648.2274號4548.398014.55號529.49108.74涂料的透氣性與潤濕性及流動性測試結果如表3所示。

表3涂料的透氣性、潤濕性及流動性測試結果涂料編號涂料的高溫5號試樣在金屬液流動過程中產(chǎn)生的氣體較少，而泡沫塑料主要以液態(tài)形式排出涂料層，在金屬液前沿即將凝固前，其氣隙呈負壓狀態(tài)，在真空吸力作用下迫使前沿尚未完全凝固的下層金屬液向前流動一小段，就形成了鵝頭的金屬前沿。

圖5澆注過程中金屬液前沿的形態(tài)左為潤濕性差的涂料右為潤濕性好的涂料5號試樣在金屬液流動過程中產(chǎn)生的氣體較少，而泡沫塑料主要以液圖6是從試樣表面剝下來的涂料橫斷面掃描圖像，可以明顯地看出在涂料的孔隙排出的絲狀泡沫塑料的產(chǎn)物。圖6涂料片橫斷面掃描圖像（左為澆注前的涂料片，中和右c為澆注后的涂料片）圖6是從試樣表面剝下來的涂料橫斷面掃描圖像，可以明顯地看出在c）試驗結果分析上述試驗結果說明潤濕性好的涂料即使透氣性差一些，也有利于提高金屬液的流動性。或者說在澆注過程中潤濕性好的涂料更容易排出泡沫塑料液態(tài)產(chǎn)物，減少型腔內(nèi)氣化量，對于鑄鋼件可以明顯降低增碳的量。

c）試驗結果分析上述試驗結果說明潤濕性好的涂料即使透氣性差一2.2夾渣缺陷產(chǎn)生原因分析及解決方法夾渣缺陷產(chǎn)生的原因主要有：a）澆注時，金屬液帶進型腔里的渣

b）由涂料性能造成的夾渣缺陷:i）骨料（耐火材料）耐火度不夠

ii）涂料含有較多的酸性骨料（SiO2）或含有較多的低熔點物質(zhì)解決方法：解決夾渣缺陷最有效的方法就是采用耐火度高的中性或弱堿性耐火骨料，并且盡可能少的添加低熔點材料。圖7涂料被金屬液沖刷破損示意圖2.2夾渣缺陷產(chǎn)生原因分析及解決方法夾渣缺陷產(chǎn)生的原2.3