浅谈熔模铸造业的现状和发展方向获奖科研报告

浅谈熔模铸造业的现状和发展方向获奖科研报告摘

要：熔模铸造又称"失蜡铸造"，广泛采用蜡质材料制成模样，在模样表面包覆若干层耐火材料制成型壳，再将模样熔化排出型壳，从而获得无分型面的铸型，经高温焙烧后即可填砂浇注的铸造方方法。具有尺寸精度高、适用合金广、批量灵活等优点。文章介绍了目前国内熔模铸造的历史发展及现状，并且对发展方向进行了一些分析，意在供同行参考。

关键词：金属;熔模铸造;新工艺

1.熔模铸造业的发展历史及现状

1.1我国熔模铸造行业的历史

我国精铸行业虽然在20世纪50年代中期已经建立，并逐渐得到推广应用，但真正的飞速发展却在20世纪90年代初至今的二十多年间。我国铸件产量从2000年起超越美国，现铸件产量占世界总产量的1/4之多，已成为世界铸造生产基地。2018年亚洲市场销售份额达30%。其中，伴随我国航空、汽车等产业崛起，中国熔模铸造市场发展迅猛，在全球比重已达20%

1.2我国精密铸造行业的工艺水平和铸件质量

目前我国精密铸造生产的铸件主要是：采用中温磨料制模和硅溶胶或硅酸乙酯粘结剂制壳的熔模铸造工艺，生产航空及燃汽轮机，质量达到国际水平的铸件，仅占总产量的1.8%。同样用此工艺生产的商业用精铸件，其质量检查项目和标准低于航空件，占总产量的29.4%。采用低模料和水玻璃粘结剂制壳的熔模铸造工艺，生产的尺寸精度和表面粗糙度要求低的熔模精铸毛坯件，其质量达不到国际标准，占总产量的68.8%。总体与美国、英国、日本等先进国家和地区熔模铸件的市场结构相比，有明显的差距，高质量的精铸件比例还很低。

但是近年来，我国的熔模铸造工艺有了很大的进步。不断研发和使用新材料，新工艺和新设备。例如：金属材质改进、大型熔模铸造技术、定向凝固技术、过滤技术、快速成型技术、计算机在熔模铸造中的应用以及机械化自动化等技术。现我国的熔模技术不仅能生产小型铸件，而且能生产较大铸件。同时熔模铸件也更趋精密，除线性公差外，铸件也能达到较高的几何公差。并且熔模铸件的表面粗糙度值也越来越小。而且使用寿命和铸件质量达到了国际先进水平，最主要的是具有明显的价格优势。

2.熔模铸造业的发展趋势

2.1精铸件代替砂铸件、锻件的市场广阔

精密铸造的優点之一是能生产各种合金和形状非常复杂、薄壁的铸件，铸件尺寸要求高，表面粗糙度低，并能实现少或者无切削加工，这是砂铸件和锻件无法比拟的。随着对零件要求的提高，将会有越来越多的砂铸件和锻件被精铸件取代。

2.2配套业务逐步齐全

由于精铸行业的飞速发展，带动了相关的配衰业务的快速发展。主要表现在模具加工、设备制造、原辅材料生产。专用设备的制造厂林立;精铸原辅材料生产厂和供应商已经发展到近百家。我国基础工业和资源条件与其他发展中国家相比要好得多。

2.3出口逐年增长

经过20余年的努力，部分企业已经能批量生产有一定精度要求的机器零件和高质量的航空精铸件，在技术和性价比上已具备挑战商业件的能力，出口量逐年增加。随着全球一体化和全球采购的深入，出口还会继续高速增长。

3.熔模铸造业得发展方向

3.1大力推进工艺设备的自动化和智能化

熔模铸造的自动化、智能化，是全球的总趋势。对劳动力缺乏和人员工资高的国家地区更为迫切。可以从制模、制壳、熔化浇筑到清理熔模铸件各工序实现自动化和智能化。

为使制模工序自动化，可以采用全自动化压蜡机，可以通过计算机控制压制参数和生产过程现在制壳单机和制壳自动流水线应用比较普遍，同时制壳机器人的使用，可以使制壳工序变得自动化和智能化。脱蜡、焙烧可以采用隧道式连续炉。

3.2应用快速成形技术

快速成型技术（RapidPrototyping，简称RP），又称快速原型技术，是当今世界上飞速发展的制造技术之一。它是机械工程、CAD、数控技术、激光技术及材料科学技术的综合应用，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而可以对产品设计进行快速评估，修改及功能试验，大大缩短产品的研制周期。

快速成型技术具有快速性、设计与制造的一体化、高度柔性和自动化程度高等特点。就目前的技术水平来看，比较快速的成形方法一般有以下几种：其一，SLA（立体平板应刷成形方法）;其二，LOM（分层实体制造成形方法）;其三，SLS（选择性激光烧结方法）;其四，FDM（融化成积成形方法）。

3.3应用定向凝固技术

定向凝固技术可使材料凝固组织按特定方向排列获得定向及单晶组织结构从而大大改善材料的力学和物理性能.

定向凝固技术是在高温合金的研制中建立和完善起来的。用于燃汽涡轮发动机叶片的生产中。从疲劳损坏的叶片来看，裂纹都是沿着垂直于叶片主应力方向（纵轴向）晶粒边界发生和发展的，定向凝固技术能让叶片获得平行于轴向的柱状晶消除横向晶界，是叶片抗疲劳性能大为提高。

3.4减少对环境的污染，工艺设备环保化

欧美等先进国家由于铸造成本高和出于环保的要求，已经将污染大的砂铸逐渐转移到了发展中国家，精铸业虽然没有砂铸业对环境的污染大，但也存在废水废气的大量排放。因此社会和政府将逐渐对环保要求更加严格。

3.5引用计算机信息管理

目前，一些企业除了技术上存在问题外，常引起拖延交货期、库存积压、材料消耗失控、效率低下等各方面问题，引入计算机管理和精益求精的思想有助于企业更好的发挥人、财、物的效率，从而提高铸件质量、降低成本、最大限度满足客户要求、并且适应市场需求的变化。

4.结束语

基于上述的详细分析和深入挖掘，我国熔模铸造产量大，但产品达到国际高级水平的还不多。并且