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消失模铸造介绍

新闻来源:www.jinshencn.com  发布时间:2015-10-12 15:06:01  点击量:  次

 一 什么是消失模铸造?

 
  消失模铸造技术是将与铸件尺寸形状相似的发泡塑料模型粘结组合成模型簇,刷涂耐火涂层并烘干后,埋在干石英砂中振动造型,在一定条件下浇注液体金属,使模型气化并占据模型位置,凝固冷却后形成所需铸件的方法。 对于消失模铸造,有多种不同的叫法。国内主要的叫法有“干砂实型铸造”、“ 负压实型铸造”,简称EPC铸造。国外的叫法主要有:Lost Foam Process (U.S.A)、 P0licast Process(Italy)等。与传统的铸造技术相比,消失模铸造技术具有与无伦比的优势,因此被国内外铸造界誉为“二十一世纪的铸造技术”和“铸造工业的绿色革命”。
 
二 国外消失模铸造的发展简史? 
 
  1956年美国人H.F.SHOYER开始了将聚苯乙烯泡沫塑料用于铸造的试验,并获得成功,引起了人们极大的兴趣,1958年以专利的形式公布于众,当时称之为“无型腔铸造”。起初,该法只是用来制造金属雕像等艺术品铸件,以后经过许多实践和探索,1962年西德从美国引进专利,消失模铸造法才开始被开发,并在工业上得到应用。
 
  1964年美国的T.R.SMITH发表了使用无粘结剂干砂造型生产消失模铸件的专利。到了1967年,采用普通粘土砂和自硬砂的消失模铸造法获得了成功,并在许多国家得到了应用,生产了成千上万吨铸件,但无粘结剂干砂实型铸造却没得到发展,仍处于探索阶段。在整个六十年代直至七十年代,消失模铸造法仅限于单件小批生产,典型产品是汽车模具、机器底座、艺术品等。1968年,德国人E.KRYZMOWSKI在砂箱内抽成负压进行浇注,取得了专利,即现在的消失模铸造。
 
  八十年代以前,由于专利的制约,生产中使用无粘结剂干砂消失模铸造受到限制;铸造界与其他产业部门协调不够;由于工艺不当、型砂和涂料不合适以及模型质量不高所导致的实型铸件外观及内在质量不够好,造成了一部分人的等待、观望甚至怀疑的态度,使得消失模铸造法发展缓慢。
 
  1981年以后由于相应专利技术失效,再加上经过几年努力,发泡聚苯乙烯原料珠粒有了很大进步、模型组合粘结剂质量改善、高质量涂料被研制成功等工艺技术的进步,消失模铸造法得以迅速发展,并很快在生产上得到应用。1982年美国首先公开了世界上第一条生产复杂铝铸件的消失模铸造生产线。至此,消失模铸造作为一种全新的铸造工艺方法被应用于生产。
 
三 消失模铸造在中国的发展简史
 
  七十年代末,由于美国人专利的失效,我国一些科研院校(长春光机所、中南理工大学、清华大学、哈尔滨工业大学等)开始对消失模铸造工艺技术进行理论上的研究和试验室试验工作。
    1990年,赤峰煤气管件(富龙铸业)厂开始对消失模铸造工艺技术进行工业生产实验。经过一年多的工业性生产实验,基本达到工业化生产条件。1991年列入国家星火计划,国家投入资金6000万元,开始大规模建设。1992年已建成年产2万吨铸件(球墨铸铁管件、铸钢件)的机械化生产线两条。实现了工业化规模生产,对我国消失模铸造工艺技术的应用和推广,起到了很好的示范作用。
 
  八十年代后期郑州机械所也开始了消失模铸造的试验性应用研究。
 
  九十年代开始以来,清华大学、哈尔滨工业大学、华中理工大学、西安交大等也纷纷加入了消失模铸造的研究。
 
四 消失模铸造的主要优点
 
    1 铸件尺寸形状精确,重复性好,具有精密铸造的特点;
 
    2 铸件的表面光洁度高;
 
    3 取消了砂芯和制芯工部,根除了由于制芯、下芯造成的铸造缺陷和废品;
 
    4 不合箱、不取模,大大简化了造型工艺,消除了因取模、合箱引起的铸造缺陷和废品;
 
    5 采用无粘结剂、无水分、无任何添加物的干砂造型,根除了由于水分、添加物和粘结剂引起的各种铸造缺陷和废品;
 
    6 大大简化了砂处理系统,型砂可全部重复使用,取消了型砂制备工部和废砂处理工部;
 
    7 落砂极其容易,大大降低了落砂的工作量和劳动强度;
 
    8 铸件无飞边毛刺,使清理打磨工作量减少50%以上;
 
    9 可在理想位置设置合理形状的浇冒口,不受分型、取模等传统因素的制约,减少了铸件的内部缺陷;
 
    10 负压浇注,更有利于液体金属的充型和补缩,提高了铸件的组织致密度;
 
    11 组合浇注,一箱多件,大大提高了铸件的工艺出品率和生产效率;
 
   12 减少了加工裕量,降低了机加工成本;
 
   13 易于实现机械化自动流水线生产,生产线弹性大,可在一条生产线上实现不同合金、不同形状、不同大小铸件的生产;
 
    14 可以取消拔模斜度;
 
    15 使用的金属模具寿命可达10万次以上,降低了模具的维护费用;
 
    16 减少了粉尘、烟尘和噪音污染,大大改善了铸造工人的劳动环境,降低了劳动强度,以男工为主的行业可以变成以女工为主的行业;
 
    17 简化了工艺操作,对工人的技术熟练程度要求大大降低;
 
    18 零件的形状不受传统的铸造工艺的限制,解放了机械设计工作者,使其根据零件的使用性能,可以自由地设计最理想的铸件形状;
 
    19 可减轻铸件重量;
 
    20 降低了生产成本;
 
    21 简化了工厂设计,固定资产投资可减少30∽40%,占地面积和建筑面积可减少30∽50%,动力消耗可减少10∽20%;
 
    22 消失模铸造工艺应用广泛,不仅适用于铸钢、铸铁,更适用于铸铜、铸铝等;
 
    23 消失模铸造工艺不仅适用于几何形状简单的铸件,更适合于普通铸造难以下手的多开边、多芯子、几何形状复杂的铸件;
 
    24 消失模铸造工艺可以实现微震状态下浇注,促进特殊要求的金相组织的 形成,有利于提高铸件的内在质量;
 
    25 在干砂中组合浇注,脱砂容易,温度同步,因此可以利用余热进行热处 理。特别是高锰钢铸件的水刃处理和耐热铸钢件的固溶处理,效果非常理想,能够节约大量能源,缩短了加工周期;
 
    26 利用消失模铸造工艺,可以根据熔化能力,完成任意大小的铸件。