消失模鑄造從20世紀50年代發明到 ,通過及工業化應用,已經有了相當大的發展。與其他幾種鑄造工藝相比,消失模鑄造工藝發生了巨大的變革,其經濟實用性有了很大提高,在經濟實用方面的優越性被 多的學者、生產廠家所認可。
一、消失模鑄造生產現狀
從應用發展看,采用消失模鑄造工藝生產鑄件的廠家不論在產品數量、鑄件品種及鑄件產量等方面都在逐年增加,生產規模從小逐漸變大。把消失模鑄造視為改造傳統鑄造產業應用 廣的高。在 用消失模鑄造生產的鑄件材質以鋁合金件居多,國內主要以鑄鐵、鋼件為主。如生產規模較大的消失模生產線基本集中在汽車行業、管件閥門行業等,主要生產HT、QT鑄件等。年產量萬噸的消失模鑄造廠家國內、 都有。而在國內件、耐熱鋼件、球鐵鑄件等采用消失模工藝生產的廠家數量 多,在沈陽就有十幾家企業,基本為中小批量生產。
總體來講,我國消失模鑄造從原輔材料到設備和生產線已基本實現國產化,但還未 實現系列化及商品化,在技術水平及白動化方面與發達 相比還有 差距。
二、消失模鑄造與其他鑄造工藝的比較分析
消失模鑄造的 大特點,是采用聚笨乙烯(EPS)或共聚物(STMMA)泡沫塑料為材料,經過預發、成型,組合成模樣單元,將其埋入干砂中,經振動緊實,在負壓作用下澆注金屬液,高溫金屬液使模樣氣化,通過涂料層和干砂排出,金屬液被置換,凝固后變成鑄件。從圖1可以看出,與其他鑄造工藝相比,消失模鑄造工藝過程有以下優點:
1)模樣材料為EPS或STMMA;
2)沒有下芯工序,省去了制作芯盒、造芯、烤芯等工作;
3)造型工段不用拔模、修型、合箱等繁雜的工作;
4)生產的鑄件無匕邊毛刺,清理量減少;
5)工藝靈活,可實現一箱多鑄、鑲鑄等。
正是以上幾點使其在制模材料、造型工時、清理工時消耗上消失模鑄造占有很大優勢。
1、消失模球鐵鑄件的質量優勢
從生產工藝流程可看出,消失模鑄造其制模過程類同于失蠟 鑄造,澆注類同于鑄造,造型類同于實型鑄造。所以現代消失模鑄造技術結合了“實型”“V法”“精鑄”三者的優點。
由于消失模鑄造的 特點,所以減少了由于型芯組合而造成的尺寸誤差,鑄件尺寸精度和表面粗糙度可達CT5~CT7、Ra6.3μm~12.5μm,介于砂型鑄造和失蠟熔模鑄造之間。由于充填砂采用干砂,了由水分、粘結劑和附加物質帶來的缺陷,鑄件廢品率下降,鑄件質量明顯提高。
2、消失模鑄造的環保優勢
消失模鑄造容易實現清潔生產。在低溫下聚笨乙烯(EPS)物排放量僅占澆注鐵液質量的0.3%,而白硬砂為5%。同時產生排放物的時間短,地點集中,易于收集,可以采用負壓抽吸式燃燒凈化處理,燃燒產物凈化后對環境無公害,舊砂回用率在以上。與傳統鑄造方法相比,EPC法的噪聲、粉塵危害明顯減少,工人勞動強度降低,勞動環境明顯 ,容易實現機械化、白動化和清潔生產。
3、消失模鑄造的成本優勢
1)消失模鑄造的制模過程類似于精鑄但不用制殼及焙燒,所以成本較精鑄降低;
2)消失模鑄造的澆注類似于V法鑄造,但造型不用真空密封且不用合箱,即減化了工藝過程,又減少了動力消耗;
3)造型型腔雖與實型鑄造相同,但不用含粘接劑的型砂(如潮模砂、樹脂砂、水玻璃砂等),而是采用干砂,不要添加任何輔料,所以既節約成本,又提高鑄件質量;
4)消失模還有一個 的優點,可以組焊成型,即可將多個零件粘接在一起鑄造,所以可減少鑄件成品零件的裝配費用;
5)消失模鑄造與傳統砂型鑄造比較,每生產一個鑄件就要消耗一個泡沫模樣,所以增加了生產成本,但減少了型芯)砂制備、制芯、造型、下芯等許多繁瑣工序。砂處理設備也減少了破碎 等工序,節省了投資。表2為消失模鑄造與其他鑄造工藝相比的綜合成本對比。
采用消失模鑄造有可能增加或減少鑄造過程的成本,但由于其能取代或部分取代機加工、裝配等工藝過程,球鐵鑄件產品的 終成本會降低。這是采用消失模鑄造生產鑄件的 理由及優勢。
消失模鑄造的優越性取決于對它的合理應用,掌握和 發展應用消失模工藝技術,即可提高鑄件質量,又可降低球鐵鑄件生產成本,給鑄造生產廠車間)帶來競爭力。
總體來看,到目前為止消失模鑄造還是鑄造行業中 、 易實現綠色節約化”的鑄造工藝技術,該技術還在不斷發展與完善中。