概念 1958年,美國的H.F.shroyer發(fā)明了用可發(fā)性泡沫塑料模樣制造金屬鑄件的專(zhuān)利技術(shù)并取得了專(zhuān)利(專(zhuān)利號USP2830343)。最初所用的模樣是采用聚苯乙烯(EPS)板材加工制成的.采用粘土砂造型,用來(lái)生產(chǎn)藝術(shù)品鑄件。采用這種方法,造型后泡沫塑料模樣不必起出,而是在澆入液態(tài)金屬后聚苯乙烯在高溫下分子裂解而讓出空間充滿(mǎn)金屬液,凝固后形成鑄件。1961年德國的Grunzweig和Harrtmann公司購買(mǎi)了這一專(zhuān)利技術(shù)加以開(kāi)發(fā),并在1962年在工業(yè)上得到應用。采用無(wú)粘結劑干砂生產(chǎn)鑄件的技術(shù)由德國的H.Nellen和美國的T.R.Smith于1964年申請了專(zhuān)利。由于無(wú)粘結劑的干砂在澆注過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生坍塌的現象,所以1967年德國的A.Wittemoser采用了可以被磁化的鐵丸來(lái)代替硅砂作為造型材料,用磁力場(chǎng)作為"粘結劑"。這就是所謂"磁型鑄造"。1971年,日本的Nagano發(fā)明了V法(真空鑄造法),受此啟發(fā),今天的消失模鑄造在很多地方也采用抽真空的辦法來(lái)固定型砂。在1980年以前使用無(wú)粘結劑的干砂工藝必須得到美國"實(shí)型鑄造工藝公司"(Full?Mold?Process,Inc)"的批準。在此以后,該專(zhuān)利就無(wú)效了。因此,近20年來(lái)消失模鑄造技術(shù)在全世界范圍內得到了迅速的發(fā)展。消失模鑄造工藝的特點(diǎn)1.鑄件精度高 消失模鑄造是一種近無(wú)余量、精確成型的新工藝,該工藝無(wú)需取模、無(wú)分型面、無(wú)砂芯,因而鑄件沒(méi)有飛邊、毛刺和拔模斜度,并減少了由于型芯組合而造成的尺寸誤差。鑄件表面粗糙度可達Ra3.2至12.5μm;鑄件尺寸精度可達IT7至9;加工余量最多為1.5至2mm,可大大減少機械加工的費用,和傳統砂型鑄造方法相比,可以減少40%至50%的機械加工間。2.設計靈活 為鑄件結構設計提供了充分的自由度??梢酝ㄟ^(guò)泡沫塑料模片組合鑄造出高度復雜的鑄件。3.無(wú)傳統鑄造中的砂芯 因此不會(huì )出現傳統砂型鑄造中因砂芯尺寸不準或下芯位置不準確造成鑄件壁厚不均。4.清潔生產(chǎn) 型砂中無(wú)化學(xué)粘結劑,低溫下泡沫塑料對環(huán)境無(wú)害,舊砂回收率95%以上。5.降低投資和生產(chǎn)成本 減輕鑄件毛坯的重量,機械加工余量小。? 消失模鑄造工藝與其他鑄造工藝一樣,有它的缺點(diǎn)和局限性,并非所有的鑄件都適合采用消失模工藝來(lái)生產(chǎn),要進(jìn)行具體分析。主要根據以下一些因素來(lái)考慮是否采用這種工藝。1.鑄件的批量?批量越大,經(jīng)濟效益越可觀(guān)。2.鑄件材質(zhì)?其適用性好與差的順序大致是:灰鑄鐵--非鐵合金--普通碳素鋼--球墨鑄鐵--低碳鋼和合金鋼;通過(guò)必要的準備以不致使工藝實(shí)驗、調試周期過(guò)長(cháng)。3.鑄件大小?主要考慮相應設備的使用范圍(如振實(shí)臺,砂箱)。4.鑄件結構?鑄件結構越復雜就越能體現消失模鑄造工藝的優(yōu)越性和經(jīng)濟效益,對于結構上有狹窄的內腔通道和夾層的情況,采用消失模工藝前需要預先進(jìn)行實(shí)驗,才能投入生產(chǎn)。國內外消失模鑄造技術(shù)發(fā)展現狀 1990年,美國通用汽車(chē)公司在Saturu建立了一個(gè)年產(chǎn)5.5萬(wàn)噸的新鑄造廠(chǎng),有三條全自動(dòng)的消失模鑄造生產(chǎn)線(xiàn)。? 1991年,意大利菲亞特公司在都靈建成歐洲最大規模的消失模生產(chǎn)車(chē)間,年產(chǎn)量1.5萬(wàn)噸。? 1993年,德國寶馬公司建成年產(chǎn)20萬(wàn)只各種規格鋁合金氣缸蓋的消失模生產(chǎn)線(xiàn)。? 2001年,美國通用的SMCO建成目前世界上最先進(jìn)、規模最大的消失模鑄造廠(chǎng)。? 我國的消失模鑄造行業(yè)經(jīng)過(guò)二十年的探索,從硬件設備到軟件工藝已經(jīng)逐步走向成熟,其中云南昆明的宏金隆鑄造機械廠(chǎng)在各個(gè)方面都比較先進(jìn),該廠(chǎng)的產(chǎn)品已經(jīng)出口到馬來(lái)西亞等周邊國家。另外,清華大學(xué)、華中科技大學(xué)等高等院校也為消失模鑄造行業(yè)的發(fā)展做出了寶貴的貢獻。消失模優(yōu)點(diǎn)與工藝技術(shù)簡(jiǎn)介一、?設備的用途 本套設備及工藝是集實(shí)型、真空鑄造的優(yōu)點(diǎn)為一體,適用于鋼、鐵、鋁、銅等各種牌號,各種材質(zhì)不同結構的大、中、小各類(lèi)鑄件,對結構復雜鑄件的效果更佳。? 1、結構形狀不受鑄造工藝限制,為產(chǎn)品的設計制造提供了廣泛的自由度,生產(chǎn)周期短,生產(chǎn)效率高,不用混砂、下芯、起模、合箱、分型、易于一箱多鑄、群鑄,實(shí)現最優(yōu)化的設計,避免了因下芯、起模、合箱等因素引起的鑄造缺陷和廢品? 2、鑄造尺寸精度高,形狀尺寸準確,內外質(zhì)量好,具有精密鑄件的特點(diǎn),可部分取代熔模精密鑄造,減少機械加工余量最高可達60%,工藝出品率可達95%。? 3、投資少、上馬快、用人少、成本低、設備緊湊、占地面積小、工藝技術(shù)易于掌握,便于實(shí)現機械自動(dòng)化生產(chǎn)。二、生產(chǎn)原理與工藝流程 該法按EPC工藝先制成泡塑模型,涂掛特制涂料,干燥后置于特制砂箱中,填入干砂,三維振動(dòng)緊實(shí),抽真空狀態(tài)下澆鑄,模型氣化消失,金屬置換模型,復制出與泡塑模一樣的鑄件,冷凝后釋放真空,從松散的砂中取出鑄件,進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。? 1、制作泡塑氣化模具(手工、機械);? 2、泡塑氣化,模具主合后烘干; 3、泡塑氣化模具表面刷、噴耐火涂料后再次烘干(一定干透); 4、將特制砂箱置于三維振實(shí)臺上;? 5、填入低砂(干砂)振實(shí)、刮平;? 6、將烘干的泡塑氣化模具放于底砂上,按工藝要求分成填砂,自動(dòng)振實(shí)一定時(shí)間后刮平箱口; 7、用塑料薄膜覆蓋砂箱口,放上澆口杯,接負壓系統。緊實(shí)后進(jìn)行鋼液澆鑄,泡塑氣化模具消失,金屬液取代其位置;? 8、鑄件冷凝后釋放真空并翻箱,取出鑄件,進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。消失模鑄造的主要優(yōu)點(diǎn) 1.鑄件尺寸形狀精確,重復性好,具有精密鑄造的特點(diǎn);? 2.鑄件的表面光潔度高;? 3.取消了砂芯和制芯工部,根除了由于制芯、下芯造成的鑄造缺陷和廢品;? 4.不合箱、不取模,大大簡(jiǎn)化了造型工藝,消除了因取模、合箱引起的鑄造缺陷和廢品;? 5.采用無(wú)粘結劑、無(wú)水分、無(wú)任何添加物的干砂造型,根除了由于水分、添加物和粘結劑引起的各種鑄造缺陷和廢品;? 6.大大簡(jiǎn)化了砂處理系統,型砂可全部重復使用,取消了型砂制備工部和廢砂處理工部;? 7.落砂極其容易,大大降低了落砂的工作量和勞動(dòng)強度;? 8.鑄件無(wú)飛邊毛刺,使清理打磨工作量減少50%以上;? 9.可在理想位置設置合理形狀的澆冒口,不受分型、取模等傳統因素的制約,減少了鑄件的內部缺陷;? 10.負壓澆注,更有利于液體金屬的充型和補縮,提高了鑄件的組織致密度;? 11.組合澆注,一箱多件,大大提高了鑄件的工藝出品率和生產(chǎn)效率;? 12.減少了加工裕量,降低了機加工成本;? 13.易于實(shí)現機械化自動(dòng)流水線(xiàn)生產(chǎn),生產(chǎn)線(xiàn)彈性大,可在一條生產(chǎn)線(xiàn)上實(shí)現不同合金、不同形狀、不同大小鑄件的生產(chǎn);? 14.可以取消拔模斜度;? 15.使用的金屬模具壽命可達10萬(wàn)次以上,降低了模具的維護費用;? 16.減少了粉塵、煙塵和噪音污染,大大改善了鑄造工人的勞動(dòng)環(huán)境,降低了勞? 動(dòng)強度,以男工為主的行業(yè)可以變成以女工為主的行業(yè);? 17.簡(jiǎn)化了工藝操作,對工人的技術(shù)熟練程度要求大大降低;? 18.零件的形狀不受傳統的鑄造工藝的限制,解放了機械設計工作者,使其根據零件的使用性能,可以自由地設計最理想的鑄件形狀;? 19.可減輕鑄件重量;? 20.降低了生產(chǎn)成本;? 21.簡(jiǎn)化了工廠(chǎng)設計,固定資產(chǎn)投資可減少30∽40%,占地面積和建筑面積可? 減少30∽50%,動(dòng)力消耗可減少10∽20%;? 22.消失模鑄造工藝應用廣泛,不僅適用于鑄鋼、鑄鐵,更適用于鑄銅、鑄鋁等;? 23.消失模鑄造工藝不僅適用于幾何形狀簡(jiǎn)單的鑄件,更適合于普通鑄造難以下手的多開(kāi)邊、多芯子、幾何形狀復雜的鑄件;? 24.消失模鑄造工藝可以實(shí)現微震狀態(tài)下澆注,促進(jìn)特殊要求的金相組織的?形成,有利于提高鑄件的內在質(zhì)量;? 25.在干砂中組合澆注,脫砂容易,溫度同步,因此可以利用余熱進(jìn)行熱處? 理。特別是高錳鋼鑄件的水刃處理和耐熱鑄鋼件的固溶處理,效果非常理想,能夠節約大量能源,縮短了加工周期;? 26.利用消失模鑄造工藝,可以根據熔化能力,完成任意大小的鑄件。消失模鑄造生產(chǎn)線(xiàn) 一、單機或簡(jiǎn)易型鑄造生產(chǎn)線(xiàn) 通常在鑄造車(chē)間設置1-2臺(造型時(shí)用)三維振動(dòng)臺,幾個(gè)-10多個(gè)專(zhuān)用砂箱,砂箱吊運或設有輥(軌)道的砂箱簡(jiǎn)易輸送線(xiàn),干砂一般是自然冷卻或設有簡(jiǎn)易型砂冷卻裝置,另加一套抽真空系統和砂除塵篩分設備。投資靈活,費用在8-15萬(wàn),生產(chǎn)規模一般在500-5000噸。?這種生產(chǎn)模式是比較符合我國國情,花錢(qián)少,上馬快,深受我國廣大中小企業(yè)歡迎,發(fā)展十分迅速。這類(lèi)工廠(chǎng)占我國消失模鑄造廠(chǎng)點(diǎn)的90%以上?! 《?、國產(chǎn)型消失模鑄造流水線(xiàn) 采用機械、液壓、氣動(dòng)和電控方式,自行設計的國產(chǎn)型生產(chǎn)線(xiàn),其砂箱數在10?-50余個(gè)不等;均設有砂冷卻系統設備;生產(chǎn)規模在年產(chǎn)2000―30000噸,投資在50萬(wàn)-400萬(wàn)不等。這類(lèi)生產(chǎn)廠(chǎng)點(diǎn)約有30家(條)。特點(diǎn)是系統完整,功能齊全,連續作業(yè),適合大批量、大規模生產(chǎn)??! ∪?、國外引進(jìn)型消失模鑄造?引進(jìn)國外的這些工廠(chǎng)中,投資少則為約1000余萬(wàn)元,多則為(累計)約8000萬(wàn)元,一般在4000至5000萬(wàn)元之間。