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          新聞動態
          東莞精密鑄造廠之熔模鑄造發展概述
          發布于:2012/7/30 8:05:23    文字:【】【】【

          一 熔模鑄造發展概述

          熔模鑄造,又稱失蠟鑄造、熔模精密鑄造,在我國源遠流長。戰國時期,我們的祖先采用蜂蠟配制模料,生產曾侯乙銅尊、大型銅禁器座等鑄件?,F代熔模鑄造進入工業領域,始于二次世界大戰期間。因軍事的需要,美、英等國用該種工藝方法生產了大量的渦輪噴氣發動機的靜葉片。我國于20世紀50 年代初期,首先在航空、軍品等領域引進蘇聯技術,開始了現代熔模鑄造生產。引進技術的耐火涂料粘結劑是采用硅酸乙酯水解液,因當時硅酸乙酯缺乏、價格貴、水解控制復雜,我國在引進的同時,著手開發代用粘結劑?!惰T造》1957 年第5 期刊登文章《熔模精密鑄造法》,介紹中科院機械電機研究所于1953 年開始試驗用水玻璃作粘結劑的研究工作,1957 年開始推廣應用。該工藝用石蠟—硬脂酸制作模樣,采用氯化銨溶液預處理水玻璃液,以提高其模數,膠凝硬化劑為20%氯化銨溶液,制殼耐火材料用石英粉和石英砂。該工藝簡單、處理方便、制殼快,非常適合我國當時的國情?!惰T造》1958年第12 期胡有珍發表文章介紹他們應用該工藝的生產情況:對模樣采用中性肥皂水進行脫脂處理,增加涂料的涂掛性;型殼面層和加固層分別采用100#和20#-30#石英砂,增加透氣性;在硬化劑氯化銨的水溶液中輔加硝酸銨,以調整硬化時間;脫蠟的熱水中附加12%的氯化銨,補充硬化型殼,提高強度。20 世紀50 年代,以水玻璃—氯化銨技術為代表的熔模鑄造在我國得到迅速的發展,特別是應用該工藝方法,替代鍛造工藝生產各種合金鋼刀具,節約了大量的合金鋼材料,取得了顯著的效益。20 世紀60年代,我國熔模鑄造基本處于停頓狀態,從20 世紀70年代起,進入新的發展時期,針對水玻璃型殼,開展了快速制殼,開發新的硬化劑,提高型殼強度的研究;同時,進行了完善硅酸乙酯,開發硅溶膠,改善模料性能,提高制芯技術,發展新的熔模鑄造工藝方法等研究。

          1.1 水玻璃粘結劑及其制殼技術

          水玻璃硬化膠凝時,硬化劑與涂料中的水玻璃發生界面反應,生成硅凝膠膜,包覆在涂層表面,隔離了水玻璃與硬化劑,需通過濃度擴散及毛細微孔隙滲透,進一步接觸反應硬化。加入表面活性劑,改善硬化劑與涂料的潤濕、擴散和滲透,可縮短制殼工序?!惰T造》1973 年第2 期刊登了沈陽鑄造研究所研究應用農乳130 活性劑的情況。農乳130 屬非離子型表面活性劑,在涂料中加入0.04%-0.05%可提高硬化速度3-8倍,實現快速制殼。同時,農乳130 能改善涂料的分散均勻性,降低凝聚傾向,顯著降低涂料中石英砂與水玻璃的表面張力及粘度,提高涂掛性。沈陽風動工具廠、第一汽車制造廠,選用農乳100,南京新聯機械廠用磷辛10號、泛用乳化劑進行生產。氯化銨硬化水玻璃具有一定的優點,但型殼的高溫強度不高,析出的氨污染工作環境,車間設備易銹蝕,再加上當時氯化銨的供應較緊張,70年代我國開展了以氯化鋁、氯化鎂為硬化劑的研究工作。氯化鋁有液態的聚合氯化鋁和固態的結晶氯化鋁兩種?!惰T造》1975 年第1 期報道清華大學進行聚合氯化鋁硬化劑的研究。聚合氯化鋁采用廢鋁灰與鹽酸反應,再經聚合熟化而制取。聚合氯化鋁水解液呈酸性,形成多羥基含水絡合物的多聚體混合溶膠。與水玻璃反應除形成硅凝膠外,還形成鋁凝膠,增加型殼中Al2O3 含量,提高型殼的高溫強度及抗熱變形能力。清華大學同時還研究了在聚合氯化鋁中引入硅酸分子制成酸性硅鋁膠,增強其粘結能力及濕態強度。利用聚合氯化鋁能形成鋁膠的特點,內蒙古工學院用高堿化度的聚合氯化鋁與水玻璃分別作粘結劑配制涂料,研究開發了交替硬化新工藝。無錫刀具廠應用聚合氯化鋁與水玻璃交替硬化工藝,節約制殼時間1/3 以上。結晶氯化鋁性能穩定,包裝運輸方便,溶液呈單體聚合態,擴散滲透能力相對強, 其應用日趨廣泛。氯化鎂由生產食鹽后的廢液,提取KCl 和溴素后, 經高溫蒸發濃縮制得。氯化鎂與水玻璃硬化,硬化產物除硅凝膠外,還有Mg(OH)2 。沉積在型殼上的可增加型殼的濕強度,同時,經焙燒型殼能形成Mg(OH)2,增加型殼的高溫強度,可單殼澆注。但硬化劑有效成分降低較快,穩定上的Mg(OH)2 性差。石英粉(砂)是最早應用于水玻璃型殼的耐火材料。石英型殼殘留強度低,價格便宜,但石英易產生晶型轉變,線量變化大,熱震穩定性及高溫強度低。通過使用不同的耐火材料及顆粒級配,改善和提高水玻璃型殼的性能,是熔模鑄造的一大革新?!惰T造》1972年第3期報道北京永定機械廠,在加固層涂料中加入80%-90%左右的高嶺石質耐火粘土,顯著提高型殼的強度,減少線量變化。青海第一機床廠在加固層涂料中入粘土熟料和長石英獲得同樣的效果。南京新聯機械廠在面層涂料中加入的高嶺土熟料,加固層中加入65%左右高嶺土熟料,制作高強度型殼,生產銅合金和鋁合金鑄件。高嶺土熟料不存在膠質價,加入涂料中作為增強材料時涂料的性能變化小、穩定性好。清華大學等在加固層涂料中摻入鋁礬土熟料,制備的型殼強度高,總厚度減薄,線量變化顯著減小,并可加快膠凝?!惰T造》1984 年第2 期刊登了包彥的文章,面層涂料中石英粉采用粗細雙峰值顆粒料配比,利用其非等徑粗細顆粒間互相鑲嵌,空隙小,涂料的粉液比可從1:1 提高到1.4-1.5:1,涂料的流動性及涂掛性改善,制得的型殼內表面致密平整,鑄件的表面質量得到提高。粗細顆粒的直徑比值及細顆粒的加入量對雙峰顆粒級配料的性能影響很大。

          1.2 硅酸乙酯、硅溶膠及其制殼技術

          在發展水玻璃粘結劑熔模鑄造的同時,對硅酸乙酯粘結劑及其制殼工藝不斷完善,并開發了硅溶膠粘結劑。哈爾濱汽輪機廠利用鋁礬土熟料呈多孔性、吸附能力強的特點,采用鋁礬土熟料替代剛玉與硅酸乙酯水解液配制涂料,用于生產碳鋼傘齒輪及鈷鉻鎢合金葉片,加快了型殼的干燥及硬化,干燥速度比石英和剛玉快3倍。621 所采用高鋁礬原料與優質粘土,按莫來石成分配方,鍛燒制成鋁礬土合成料與硅酸乙酯配制涂料,在無余量渦輪葉片的定向凝固工藝上應用?!惰T造》1984年第2期報道了張家駿等對硅酸乙酯32濃縮制得硅酸乙酯40,提高硅酸乙酯的SiO2 含量,增加粘結強度,延長有效使用時間。已開發了硅酸乙酯50 以及無溶劑水解、預水解硅酸乙酯和混合粘結劑,提高硅酸乙酯粘結劑的性能,擴大其應用。我國從60年代開始研制硅溶膠,70年代建立離子交換生產裝置?!惰T造》1972 年第3 期報道了沈陽新光機械廠采用離子交換法制備硅溶膠,進行熔模鑄造生產的情況。用蒸餾水將水玻璃稀釋,先后經過陽離子、陰離子交換樹脂,加入NaOH 水溶液,調整pH 值后,再經濃縮制得硅溶膠。加入乙醇配成硅溶膠乙醇溶液作粘結劑,與硅酸乙酯相比,制作的型殼強度高,型殼層數可減少1-2 層。硅溶膠中二氧化硅呈膠體顆粒狀分布,其膠團的結構及形態大小對其粘結能力、涂層的致密和粉液比都有一定的影響。硅溶膠采用失水干燥膠凝,即變容膠凝,可獲得高的強度和硬度及高溫性能,操作環境好。硅溶膠型殼的干燥過程,干燥環境濕度、干燥環境溫度和風速有很大的關系,采用遠紅外熱風聯合干燥,可實現快速制殼。利用水玻璃、硅酸乙酯水解液、硅溶膠各自的優點,聯合交替使用,制作型殼,可實現優質低耗的熔模鑄造生產?!惰T造》1981年第4期報道南京化工機械廠用硅酸乙酯水解液作面層涂料粘結劑,用水玻璃作加強層涂料,生產高合金鋼葉輪; 《鑄造》1990 年第7 期介紹蔣有華等應用硅溶膠作面層涂料粘結劑,并在其中加入鋁酸鈷作孕育劑,硅酸
          乙酯水解液作加固層粘結劑,生產高精度細晶結構的渦輪葉片。

          1.3 模料及制芯技術

          模料直接影響熔模鑄件的表面質量。石蠟0硬脂酸是應用最早的模料,具有優良的成形工藝性能,但軟化點低,強度不高,屬低溫模料,線收縮較大。人們針對這一情況進行了改進及新模料的開發?!惰T造》1951年第11期報道了機械制造與工藝科學研究院鑄造研究所開發的硫酸鋁胺、硫酸鋅的硫酸鋁鹽混合物的可溶性硫酸鹽模料。該模料強度大,比石蠟0硬脂酸模料大3-5 倍,收縮小,軟化點高,但粘度大, 易吸潮,質脆,起模時間較長?!惰T造》1972 年第3 期報道了沈陽黎明機械廠采用蘋果酸樹脂、硬脂酸、改性尿素粉、地蠟作模料的生產情況。沈陽新光機械廠用松香、地蠟、聚乙烯熱塑性酸硅樹脂,配制蠟料。濟南第一機床廠試用低分子聚乙烯替代硬脂酸,提高模料的強度、熔點(《鑄造》1976 年第3期)。北京鋼鐵學院對低分子聚乙烯替代硬脂酸與石蠟配成模料進行了研究(《鑄造》1977 年第4 期)。低分子聚乙烯溶解于石蠟中,細化石蠟晶粒,提高模料的力學性能,但使流動性變差,對溫度敏感,起模時間延長。北京油泵油咀廠等單位開發了褐煤蠟、聚合松香、低分子聚乙烯及石蠟的四元模料,即5-5-5-85模料(《鑄造》1978 年第5 期)。沈陽風動工具廠采用褐煤蠟、低分子聚乙烯和石蠟模料即2-3-95 模料進行生產。褐煤蠟屬高熔點硬質蠟,可提高模料的耐熱性;低分子聚乙烯,能細化蠟料的晶粒,減少收縮;聚合松香提高模料的充填能力,改善壓注工藝性。沈陽鑄造研究所開發了F-01 蠟基中溫模料(見《鑄造》1987 年第4 期),該模料由EVA、精蠟、熱塑性樹脂、地蠟和石蠟組成。利用EVA 細化蠟基晶粒,減少收縮;熱塑性樹脂,改善耐熱性,提高軟化點及強度;利用精蠟、地蠟與石蠟混合,增大模料的結晶溫度間隔,提高流動性及工藝成形性。國內已開發了系列模料,供不同產品對象及不同工藝過程要求選用。熔模鑄造中,形狀復雜、細小的型腔通常使用陶瓷型芯成形。熔模鑄造使用的陶瓷芯,要求有一定的燒結作用,良好的高溫性能,同時保持有相當數量的孔隙及良好的脫芯性。西北工業大學研究了以石英玻璃為基,附加剛玉莫來石、鋯英粉,并采用硅溶膠強化,制作在1500℃保持1小時、進行定向凝固的鑄件的型芯(《鑄造》%&.$ 年第/ 期)。621 所用透明石英玻璃為耐火材料,石蠟作增塑劑,氯化鋁或MH-1為礦化劑,油酸作表面活性劑,采用熱壓注成形,高溫燒結浸漬處理制造陶瓷型芯,生產鎳基渦輪空心葉片(《鑄造》1990 年第12 期)。沈陽第一機床廠采用精制石英粉砂、耐火粘土、水玻璃?_C2S 作一次硬化劑和潰散劑,采用氨水硬化,硅酸乙酯強化處理,制作陶瓷復合芯,生產高壓噴射泵集水管。

          20世紀90年代以來,我國采用熔模鑄造與實型鑄造相結合,發展了集氣化?!T—負壓復合鑄造工藝,即Replicast CS,該工藝為生產大型熔模鑄件開辟了新的途徑,應用快速成形技術制備薄壁鑄件的(樹脂)模樣,制造壓型以及制造陶瓷型殼和型芯,提高熔模鑄造的精度,減少工序。

          二 實型鑄造歷史回顧

          實型鑄造,即氣化模鑄造或稱消失模鑄造,是由美國人H.F Shroyer 1956 年首先試驗成功,應用于金屬雕像等藝術鑄件的生產。西德亞琛工業大學教授A.Witmoser 與Hardman公司合作于1962年開始在工業上應用。初期,實型鑄造主要是應用于單件大型鑄件的生產,20世紀60 年代至70 年代,人們借助磁場“固化”鐵丸開發磁型鑄造方法,"20 世紀80 年代以來,基本確立了以真空負壓、干砂造型為特征的第三代實型鑄造。

          2.1我國實型鑄造發展歷程

          我國從20 世紀60 年代中期,由機械研究院和上海機械制造工藝研究所開始了對實型鑄造的研究及生產試驗。早期主要是應用泡沫塑料板型材,加工成模樣進行實型鑄造的生產?!惰T造》1972 年第5期介紹了上海重型機器廠設計圓形薄片銑刀、葉片式銑刀, 實現對泡沫塑料的低速加工?!惰T造》1973 年第1 期報道了成都空壓機廠、齊齊哈爾二機床廠采用實型鑄造生產汽車空壓機、409汽車發動機塑料模及芯盒。1974年第3 期《鑄造》刊登了蘇州鋼鐵廠采用實型鑄造生產12m2 密封座的文章:鑄件的內外圓角用刨削和銑削加工,加強筋用可燃性“油灰”制作,自硬砂造型,置內出氣冒口,導出泡沫塑料氣化裂解的煙氣,并采用煙囪收集,粘結劑采用快干性好的石蠟— 松香熱溶膠?!惰T造》1975 年第2期刊登的上海機械學院《錨鏈磁型鑄造工藝試驗》文章:該試驗采用1-1.5mm 的鐵丸作原砂,磁場電源采用可控硅半波整流;模樣通過蒸鍋發泡成型,用CMC 改性2127樹脂粘結劑、石油磺酸作固化劑的涂料, 生產Φ46mm 的錨鏈套環。此外,上海機械學院還進行了采用超薄殼涂層磁型鑄造工藝生產大型鎢鋼鉆頭的實驗?!惰T造》1985 年第4 期刊文《負壓實型鑄造工藝及設備》,介紹長春光學機械研究所設計的負壓實型簡易生產線:模樣采用板材泡沫塑料加工,乳白膠粘合;涂料用石英粉、糊精和乳白膠配制,干砂負壓振動緊實造型;生產灰鑄鐵HT200 爐口座、支座及耐熱鋼,ZGCr9Si2 化鋁坩堝。進入20 世紀90年代, 我國掀起了實型鑄造研究和應用的熱潮,對實型鑄造的模樣材料、成型工藝、涂料技術、工裝設備等各個環節進行了大量的研究,取得了一定的成就。實型鑄造工藝方法在我國獲得了較廣泛的應用。

          2.2 模樣材料及成型

          實型鑄造過程中,在液態合金的熱作用下,模樣材料發生軟化、熔化、汽化、裂解、燃燒,形成一系列的液相、固相和氣相熱解產物,同時,熱解產物的組成以及在型腔中的發氣量與熱解溫度有關,熱解產物對鑄件的質量產生重要的影響,模樣材料是實型鑄造的一個關鍵因素。模樣材料應具有:密度小,熱解產物少,減少煙氣和排出物;一定的強度,抵抗外力
          的作用,保證鑄件的精度;低的導熱性,減少過快分解引起鑄型塌陷。模樣材料我國主要采用EPS 材料。EPS材料價格便宜,發泡成型控制容易,但在高溫分解時產生的殘余碳,給鑄鐵件帶來碳缺陷,也會使低碳鋼鑄件產生增碳現象。新近開發了PMMA 及EPMMA-EPS 共聚物,PMMA 強度高,其結構比EPS少3 個碳原子,且不含苯環結構,可在很大程度上減少碳缺陷。熱解產物以氣相為主,軟化溫度比EPS高,但PMMA在高溫時,其發氣量和發氣速度均比EPS高,影響合金液的充型能力。EPMMA-EPS 共聚物綜合了PMMA 和EPS 兩者的性能,具有澆注時黑煙少、抗壓強度高、能有效地解決鑄造的“滲碳”現象等優點,有望在消失模鑄造生產上代替EPS 模樣。模樣材料通過發泡成型制模,提高模樣的精度,根據鑄件的特點及要求,控制模樣的密度及發泡程度《鑄造》1984 年第3 期發表文章《實型鑄造用泡塑模的成型控制,介紹西北工業大學設計的壓機氣室發泡成型設備。該成型機使用CPU 模塊, STEP-5語言編程,自動和手動控制;可顯示成型過程圖像信息,實現過程質量控制;由進料、蒸汽加熱、冷卻、脫模四個工序組成。為使EPS珠粒均勻加熱發泡,蒸汽加熱間段采用四個工步,實現直接加熱、交叉加熱和高溫高壓加熱。發泡成型的EPS模樣是一個高分子材料聚合體,具有彈性、塑性、粘性等流變特征EPS珠粒大小,發泡工藝等對模樣的性能及質量有重要的影響。

          2.3 涂料

          涂料是實型鑄造的又一個關鍵技術。實型鑄造中引入涂料,提高模樣的剛度、強度,分離模樣與鑄型,防止粘砂及鑄型塌陷。涂料應具有足夠高的強度;涂料也應具有優良的透氣性,使澆注過程中模樣在高溫下的分解產物能及時地通過涂層排出;涂料還應具有好的工藝性能。宗俊峰等研究了涂料強度及透氣性對強度影響最大的是粘結劑中的有機粘結劑,而對透氣性影響最大的是耐火材料的顆粒大小及粘結劑的加入量,應根據鑄件的材質和其結構特點,綜合考慮強度和透氣性?!惰T造》2000 年第12 期刊登了劉蘭俊的文章,對涂料進行了分析和研究:涂料應由多種有機和無機粘結劑組成,常溫強度由有機和無機粘結劑共同建立,高溫強度主要依靠無機粘結劑;利用有機粘結劑高溫燃燒掉,提高涂料的透氣性;耐火填料及其粒度分布是影響涂層透氣性和致密度的重要因素,合理的耐火填料及其粒度分布可在保證涂層具有一定致密度的前提下,獲得較高的透氣性。在熱的作用下,涂料中耐火材料和粘結劑不同程度的發生變化,對涂料透氣性有一定的影響。對涂料透氣性的要求,是為在澆注的高溫時,能排出熱解產物。涂料應測量其高溫的透氣性。王恩澤研究了使用高溫負壓模擬實型鑄造的澆注條件,來測試涂料的高溫透氣能力。模樣表面系憎水性,對水基涂料的親和力和吸水性差,所以涂料須對模樣潤濕性好,有良好的涂掛性,能精確地復制出復雜模樣的表面和尺寸;涂掛時能得到完整均勻和足夠厚度的涂層,涂料應有良好的滴淌性。涂料中加入表面活性劑,提高涂掛性;增大涂料的觸變性,改善滴淌性。涂料的觸變性,不僅與涂料的組成有關,而且與混制工藝和使用狀態有關。

          2.4負壓造型

          實型鑄造通常采用負壓干砂振動造型。它不僅要求砂子快速到達模樣周圍形成足夠的緊實度,而且在緊實過程中應使模樣變形較小,以保證澆注后形成輪廓清晰、尺寸精確的鑄件。干砂在振動狀態下的充填緊實過程,是個極其復雜的散粒體動力學過程。郭太明等研究了干砂負壓造型的鑄型的強度特性,鑄型的強度遠遠大于濕砂型的強度,與高壓造型強度相接近?!惰T造》1998 年第8 期發表了李增民研究振動參數對鑄型的影響的文章:振動時間、振動頻率、振幅、振動方式及加速度等振動參數中, 以加速度的影響最大;振動方式對復雜鑄件鑄型的緊實均勻性影響大。為了提高鑄型的穩定性,防止鑄型的坍塌,對鑄型施加負壓,負壓有利于抽吸模樣的熱解產物,提高涂料的透氣性,減少缺陷,改善充填能力,干砂顆粒相對集中、粗大有利于負壓的建立和保持,熱解產物對負壓度影響大。

          2.5鑄造充型及缺陷

          實型鑄造充填過程中,由于模樣熱解及與金屬液之間的相互作用,導致金屬液充型時的流場、溫度場、充型能力以及鑄造缺陷的產生等,完全不同于普通濕砂型鑄造。金屬液的充型過程包括傳質、傳熱、流動、化學反應及凝固等。在金屬液與模樣之間,存在著氣隙及反壓阻力,增加涂料的透氣性、減小涂料層厚度,減小模樣的發氣性、降低模樣密度,提高金屬液的靜壓頭,均有利于熱解產物的排逸,使氣隙內氣體反壓阻力減小,增加充型能力。氣隙的大小和形狀,與熱解產物、排逸條件、涂料及澆注工藝密切相關。實型鑄造生產鑄鋼件易產生增碳,生產鑄鐵件易產生碳缺陷,生產鋁鑄件易產生針氣孔。王忠柯等分析認為:模樣熱解形成富集碳,與金屬液在充填過程中存在著對流傳質,充填結束后存在著擴散傳質現象,增加熱解物與涂層的濕潤能力,底注式,從鑄件的薄壁處引入內澆口,都有利于熱解產物的排除;涂層中加入氧化性物質,可減少富碳物質的產生,從而,可減輕增碳缺陷。紀朝輝等認為:鑄鐵件充填過程中,產生脈動式流動,金屬液流前沿的溫度低于液相線時,產生薄殼波紋,富集碳的溫度低于液相線時,產生薄殼波效,富集碳呈皺皮狀。加速充填,加大涂料的透氣性,減少熱解潛熱,降低發氣量,都可減輕或防止皺皮的產生。加大對鋁合金精煉處理,提高鋁合金的澆注溫度,控制澆注速度和涂層的透氣性,抑止紊流,保持平穩充填,可避免鋁合金鑄件針氣孔的出現。

          三 熔模鑄造和實型鑄造的展望

          我國是鑄造大國。據不完全統計,我國有2萬多家鑄造廠(車間),從業人員達120 萬人,年產量達1200 萬噸。鑄造行業是一個勞動力、資源相對密集的產業,我國生產資源豐富,生產能力過剩,勞動力成本具有優勢。鑄造生產正在從發達國家向發展中國家擴展和轉移。我國加入WTO給鑄造業帶來了前所未有的發展機遇?,F代機器的生產,對鑄件精度和整體質量提出了越來越嚴格的要求,這為能實現精密鑄造生產的熔模鑄造和實型鑄造的大力發展提供了契機。目前,我國熔模鑄造存在兩類工藝水平的企業。一類是采用中、高溫模料,硅溶膠或硅酸乙酯型殼工藝,生產航空、燃氣輪葉片等和不銹鋼商業精鑄件的工廠;二類是采用低溫模料、水玻璃型殼工藝,主要生產碳鋼件的工廠。一類工廠數量少,工藝水平高; 二類工廠數量多,生產質量低?,F代熔模鑄造正朝著“精密、大型、薄壁”方向發展,我國熔模鑄造應順應時代發展潮流。第一類工廠應緊跟國際先進技術, 改進管理,與國際標準接軌,積極參與國際競爭,更多地走向國際市場。生產應不再停留于主要生產高爾夫球頭、五金件、馬具和管閥類精度要求較低的產品上,而應擴大精度要求較高的高附加值的機械零件產品。加大對第二類工廠的改造,采用高質量模料,粘結劑逐步從水玻璃過渡到硅溶膠和硅酸乙酯,加強現場管理,提高工藝水平和管理水平,從而改變精鑄不精的落后面貌。提高產品檔次及產品質量,可通過資產重組聯合起來,提高硬件和軟件條件,以適應激烈的市場競爭。加大對模料材料、粘結劑、耐火材料等研究,開發系列新型的高性能的原輔材料,以適應不同產品的生產要求;開發先進的制模、制殼技術,提高模樣和型殼的精度,提高熔模鑄造機械化、自動化水平;采用定向凝固技術,熱等靜壓技術,快速成形技術提高我國熔模鑄造的競爭力。實型鑄造是一門集塑料、化工、機械、鑄造為一體的綜合性多學科的系統。實型鑄造被國內外鑄造界譽為“21世紀的鑄造綠色工程”,在我國應用日趨廣泛,生產廠達100余家,近20 家高校與研究單位開展了相關的研究,充實了其學科的基礎及理論,從根本上改變了以經驗為主的局面,但目前我國實型鑄造與先進國家相比,還存在一定的差距。我們認為,實型鑄造應加強下面幾方面的改進、研究和開發工作。

          (1)實型鑄造是一種發展中的新技術,需要進一步完善。實型鑄造的優越性不容置疑,但它有個最佳的適用范圍,需要根據產品對象,經過充分的科學論證后再用。當前有的企業盲目采用實型鑄造工藝, 投入大量資金,卻因某些工藝技術長時間過不了關, 造成較大的經濟損失,應引以為誡。

          (2)加強泡沫塑料原材料的開發。目前國內大多數還是使用包裝行業所用的可發性聚苯乙烯EPs 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,雖然新近開發了PMMAEPMMA-EPS共聚物,但價格貴,因此鑄造行業需要和塑料、化工行業密切合作,加大對模樣材料的研究,研制低密度、尺寸穩定、不變形的高發泡倍率塑料珠粒等性能更好的新模料。開發高精度、高效制模機和粘合機等專用的新型設備,并實現國產化和系列化。在模具和制造領域,采用快速制造技術和并行環境下計算機模擬仿真,縮短模具的生產時間, 實現鑄件的快捷生產。

          (3)研制鋼、鐵、鋁合金鑄件等專用涂料,開發新型涂料性能檢測儀器,并實現標準化和商品化生產,改變我國涂料生產的落后面貌。

          (4)加強對鋁、鐵、鋼等金屬液充型凝固特性的研究,研究鋁鑄件疏松滲漏、鋼鑄件增碳、鐵鑄件的皺皮等缺陷形成機理及消除措施。建立嚴格的質量控制體系和對各關鍵工序的監控,進一步提高實型鑄件的質量。

          (5)開發尾氣凈化裝置和改善舊砂處理設備。部分泡沫塑料分解后產生一些有害物質,對環境和人體均有危害作用,從保護環境和保障工人健康出發,必須重視廢氣凈化處理,提高各工序間的自動化程度, 實現文明的綠色實型鑄造生產。

          熔模鑄造和實型鑄造都是在20 世紀50年代才引進我國鑄造生產領域的特種鑄造工藝,它們是利用可溶、可熔、可燃材料(模料)制作模樣,通過涂料涂覆制作保護性的涂層(型殼),進行鑄造生產。熔模鑄造和實型鑄造因采用了一次性模樣,不必從鑄型中取模,取消了拔模斜度,沒有分型面;采用涂料技術,提高了鑄件的精度和改善了表面粗糙度;采用熔焊、粘合組裝模樣工藝方法,靈活方便,便于實現復雜零件的制造,滿足零件最大自由度設計。同時,生產組織形式多樣,可進行單件、小批、大量生產。今天,熔模鑄造和實型鑄造都得了長足的發展。


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