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    探究消失模鑄造風生水起的究竟


    導語:消失模鑄造技術從上世紀60年代傳入中國后,經過業內多年研究和應用,在90年代初出現熱潮,近20年來在鑄造界一度風起云涌,在我國更是一度炙手可熱。進入21世紀后,我國消失模鑄造技術水平、生產總量更是取得了長足進步。為充分了解消失模鑄造工藝的適應性,請讀者跟隨小編一起探究消失模鑄造風生水起的究竟。 
    在消失模鑄造行業內有一句眾所周知的話語:一看就會,一干就廢。這是危言聳聽嗎?情景再現——有人去生產現場看消失模鑄造方法,感嘆原來消失模鑄造方法這么簡單!不就是把白模埋在砂子里直接向它灌注鐵液嗎?這誰不會?于是乎,回到自己企業,找來一塊白模,切割刨銑,拼接粘合,一個鑄件白模就成了;再找來一個鐵盒子,把白模埋入砂子里,留出充填通道,向里面灌注鐵液;冷卻下來,把澆口一提,一串鑄件就展現在眼前?磋T件外觀,確實棱角分明,光亮美觀。于是喜形于色,見人就說消失模鑄造容易得很。然而,等到將鑄件加工剝去外皮,頓時傻眼了,漂亮的外表下面居然疙疙瘩瘩!其實,消失模鑄造工藝并不簡單!已從事消失模鑄造技術工作24個年頭,并擔任中國鑄造協會消失模分會秘書長的李增民教授表示:“人們一直說,睜著眼睛造型,閉著眼睛澆注,指的是鑄造本身就是一個謎,是一個黑匣子。發展了幾千年的傳統鑄造尚且如此,出生才幾十年的消失模鑄造更是迷霧一團。要弄清事由的來龍去脈,得由外到內、層層分析,才有可能透過現象看到本質。有些人只看到美國、德國,甚至鄰國日本消失模鑄造做得風生水起的現象,卻對消失模鑄造需要具備什么基礎工藝條件?需要什么材料配合?需要什么樣的技術人才支撐?等等問題一無所知,便放出消失模鑄造簡單的大話,結果是可想而知的!比魏我粋新的生產工藝面世前,經歷過什么曲折,付出了什么代價,這些都是人們看不見的無形經驗。李教授回顧我國消失模鑄造歷程說道:“我國消失模鑄造誕生在改革開放市場經濟初期,人們當時剛從封閉機制中掙脫出來,正熱情高漲地準備大干一場;剛好有人在搖旗吶喊光說好聽的了。于是,不少企業在沒有前期預研、調研、試驗的情況下,不惜血本倉促上馬,等到大批廢品擺在眼前時,滿腔熱情和期望被迎頭涼水澆滅,轉而將消失模鑄造貶得一無是處。這些企業冷靜之后,感到上都上了,錢都花了,埋怨指責也于事無補,試吧!這一試不要緊,隨之而來的煩惱不期而至,力氣越花越大,成效還是平平。為了撈回成本,只能委曲求全,做些低檔次簡單鑄件,降低價格,勉強為繼。當然,其中不乏趕對了產品又有心計的企業,他們及時調整產品方向,又虛心愛學和四方聘用有真本事的技術人才,于是開始走上良性發展的道路;仡欁罱嗄晡覈hT造的發展歷程,依靠消失模鑄造走上正途的企業幾乎都是重視技術和人才,把看起來簡單的事情當作不簡單的事情去做的。這些企業重視每一道工序,實行精細化管理,經過歷年努力,終于嘗到了快樂!弊屑殞Ρ葒庀hT造生產企業,也無一不經過刻苦鉆研和精細管理。目前,美國、德國、日本等消失模鑄造實力國家已將消失模鑄造工藝成熟應用于汽車、工程機械、機床、船舶等眾多領域!白鳛橄hT造大國,我國兩千家消失模鑄造企業中真正實現良性發展的約占10%左右!崩钤雒窠又f,“但是,做得好的企業產值幾度翻番,確實見到了成效。他們幾乎無一不埋頭真干,在不斷實踐中再認識,在認識中再實踐,步步提高,步步為贏。而那些倒霉的企業幾乎都是偏聽偏信,不具備條件倉促上馬的!蹦壳拔覈hT造還在快速發展,每年約有上百家企業上馬。實事求是地講,這些企業大都比以前冷靜,其中相當部分做了很多前期工作,如尋找適合的鑄件,進行前期試驗,經過小批量試生產后再投資規模性生產線。消失模鑄造骨干設備企業也在為鑄造企業著想,代為實施前期試驗、前期試生產等工作,以使鑄造企業上馬之前做到心中有數,有的放矢。正確認識消失模工藝的特性消失模鑄造工藝被廣大鑄造企業青睞甚至“迷信”是因為有它自己獨特的優勢。與其他鑄造工藝技術相比,消失模工藝的最大優勢在于白模埋入型砂中后不再需要取模,從而不僅使鑄造工序大大簡化,而且鑄件尺寸精度、表面質量大大提高,外觀質量接近熔模精密鑄件。然而,消失模鑄造工藝也有其局限性和使用要求。    消失模工藝特點(1)不使用砂芯,鑄件再復雜,都一個白模即可。(2)造型時不需要分型,也就不需要進行分型面設計,工藝靈活許多。(3)澆冒口工藝設計十分靈活,內澆口可輕松設置在鑄件的任何位置,冒口可輕易安置在任何方向。(4)使用干砂造型,不需要添加任何粘結劑,鑄件落砂極為方便,砂子回用率很高。(5)生產效率高、用工人數少,容易實現機械化和自動化,且初期投資小,占地面積少,勞動強度低。(6)由于負壓澆注和凝固,鑄件致密度增大。(7)由于澆注時砂箱抽負壓,白模氣化氣體容易集中抽取、處理和排放,車間內部環境好。    消失模工藝要求消失模鑄造工藝對生產條件要求比較嚴格,鑄件質量對原輔材料的性能和穩定性影響比較敏感,并且各種條件交叉影響,規律較為復雜,截止目前還沒有完全弄清楚。正由于工藝設計比較敏感且規律較復雜,消失模鑄造基本上是針對具體鑄件一件一議,一件一設計。所以,要求做到:(1)包括泡沫珠粒、粘接膠、涂料、干砂等原輔材料來源要穩定、成分要穩定、性能要穩定。(2)振動臺性能要滿足干砂振動充填白模復雜內腔的要求,并且白模要保持尺寸形狀穩定。(3)包括處理溫度、處理流量等干砂舊砂冷卻方式要滿足對白模不因受熱變形的要求。(4)白模模片粘接要精確穩定地對正(建議推廣機器粘接機)。(5)涂敷涂料厚度要均勻,因而要求涂料要有好的涂掛性、流平性、透氣性、常溫和高溫強度、潰散性等(建議使用涂料流平機械)。(6)要求白模模具精度高、硬度高、耐磨性好和穩定性高(建議盡量使用整體白模和減少模片數量與粘接縫隙)。除此之外,最重要的是要有一批熟練掌握消失模鑄造基本原理和生產操作細節、會設計懂管理的有責任心的工程技術人員,他們要能夠根據不同材質、不同結構、不同大小鑄件匹配具體工藝參數與要求。    消失模工藝的適用范圍生產企業要清醒地認識到消失模工藝不是萬能工藝,就我國目前技術水平而言,根據其基本原理、澆注后充型過程鐵液流動規律、白模氣化和氣體殘留物的移動規律以及產生夾渣、積碳類缺陷的規律,比較適宜以下幾類鑄件:(1)按材質最適宜灰鐵鑄件,其次是球鐵,再次是鑄鋼,最后是鑄鋁。(2)按結構最適宜壁厚均勻、結構復雜、壁厚范圍10~20mm的鑄件,如箱體類、殼體類鑄件。(3)按大小最適宜重量在十幾到幾百公斤的中等大小鑄件,其批量最適宜在10000件以上,白模采用模具成型,澆注使用生產線。(4)鑄鋼件中最適宜不加工、少加工,對內部缺陷要求不高的,如耐磨鑄件、耐熱鑄件,耐腐蝕鑄件等。(5)采用樹脂砂造型的大型鑄件中最適宜汽車覆蓋件沖壓模具、機床床身類鑄件,白模采用板材切割加工、數控機床自動加工,澆注方式采用常壓澆注或負壓澆注。上馬消失模工藝須綜合權衡、反復驗證消失模鑄造工藝的出現,給中小型傳統砂型鑄造企業帶來哪些沖擊?從發展趨勢看,它是否會取代傳統鑄造企業?全國消失模與V法鑄造學會郭鵬老師表示,雖然消失模工藝可以用很少的資金上馬,取消了木模的費用,減少了砂型鑄造對熟練鑄造工人的依賴,降低了工人的勞動強度,改善了車間的操作環境,企業較易實現轉型升級。但是,對于大型鑄造企業,消失模鑄造工藝并不會帶來很大的沖擊。因為消失模鑄造的生產效率和生產節奏遠遠落后于先進的自動化垂直造型線或靜壓造型線,而大型鑄造企業往往生產某種或者某類定型產品,也有實力采購自動化造型線。從發展趨勢看,消失模鑄造也不會取代傳統鑄造方式。事實上,每一種鑄造工藝都不可能包打天下、包治百病,它們都有其適合的產品種類。因此,掌握和運用消失模鑄造工藝還得從企業本身的特點來實施“私人訂制”。除了前文介紹的消失模工藝優點、特性與適用范圍,消失模工藝也存在一些缺點、不足、不適應情況。如:鐵液流動紊亂,容易導致內部夾渣、裹氣;我國白模原料中都加入了一種阻燃劑,會使渣量增大;使用負壓固型,負壓使鐵液流動更加紊亂,并導致附壁效應阻擋渣氣外排;澆注過程中,白模吸熱造成進入型內的鐵液前后溫差增大,前沿低溫鐵液引起白模氣化不良,導致積碳;澆注產生的大量氣體只有通過狹窄的涂料間隙才能外排,所以對涂料質量依賴性很大;使用干砂造型,干砂導熱性能低于濕砂,容易造成鑄件硬度降低;白模氣化產生有毒氣體污染空氣;生產鑄鋁件時,較低的澆注溫度使白模氣化不良,液化的白模污染干砂,導致透氣性下降,鑄件產生氣孔幾率增大;由于白模強度低,為不致變形,對內腔復雜的鑄件干砂振動充填時不易充填緊實,容易造成內腔局部粘砂;尚未弄清原理與規律;等等。為此,企業要按照自身條件和能力、投資回報期望、產品市場特性等,綜合考慮以下幾方面情況:第一,企業自身的人才情況。一定要有懂得消失模鑄造技術的技術人員,或派技術人員進行專項學習以掌握基本原理、基本工藝和基本操作等知識。第二,企業的市場情況。要分析客戶群是否需要消失模鑄件,需求量和需求期限怎樣,自身生產能力可否滿足客戶要求等。第三,鑄件產品情況。要分析所生產的鑄件產品是否適合采用消失模鑄造工藝。除此之外,企業在上消失模成套工藝設備之前,一定要做驗證性工藝實驗;實驗成功,還要進行小批量試生產,直到工藝穩定、鑄件質量合格后,才能考慮找消失模鑄造專業設備制造企業上成套設備或生產線。要注意的是,一般來說開始試生產期間,鑄件合格率一般不會高,要反復摸索適合企業條件的工藝方案和工藝參數。另外,在生產過程中遇到困難和挫折在所難免,不要灰心喪氣,一定要冷靜分析,找到造成鑄件廢品的原因,再采取對應的措施。經過一定時期的實踐,不斷探索和改進,就能逐漸靈活應用消失模鑄造工藝了。隨著我國鑄造行業的發展,消失模鑄造工藝的優勢日益突出,對其研究探索不斷深化,一批適合我國國情的適用技術不斷涌現,一批大中型企業抓住有利時機,在基本理論與自身條件相結合的研發道路上,不斷探索和改進,實現了消失模鑄造技術的跨越發展。不過,總體來說,消失模鑄造技術還有一個持續發展期,這個發展期速度會增快,而且會實現質的飛躍和量的擴展。所謂質,是指高端鑄件生產企業逐漸增多,復雜異形鑄件生產逐漸取得突破;而量是指還會有相當一批企業采用消失模鑄造工藝。李增民強調:“值得注意的是,消失模工藝不是萬能工藝,有其適應的鑄件類型和結構,希望鑄造企業保持頭腦清醒,冷靜權衡消失模工藝的優劣之處,綜合分析產品結構類型是否適合消失模工藝,不要偏聽偏信、倉促上馬。因為消失模鑄造技術在理論和實踐方面都還有不少問題沒有得到徹底解決!崩钤雒癖硎荆骸白鳛橹袊T造協會消失模分會,我們有責任和義務為企業提供政策、市場、發展、技術等方面的咨詢服務和其他支撐服務,使企業能夠摸準良性發展和逐漸提高效益的脈搏,充分發揮消失模鑄造優勢,避免和克服它的劣勢,為提高我國鑄造技術整體水平做出貢獻!

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    【上一個】 生產成本低有利于保持我國鑄件產品的價格優勢 【下一個】 模具生產過程中出現熔體泄漏的三大原因

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