消失模铸造研究进展

消失模铸造研究进展

120消失模铸造技术发展概述第二面美国失去模型铸造研讨会（afs）由美国制造学会（afs）举行，由美国birmachim大学（asb）和alchaecasticalco.，2007年3月13日在美国阿什普尔大学举行。有来自美国、德国、荷兰、法国、加拿大、墨西哥及中国约80名代表出席研讨会。会议收录16篇论文并安排大会演讲(见表1)。论文涉及铸造市场、消失模技术、产品设计及铸造模拟等内容,反映了近年来消失模铸造现状和研究进展。本文作者代表全国铸造学会消失模铸造技术委员会出席大会,宣读论文《中国消失模铸造技术发展》,引起代表们对中国消失模铸造的极大兴趣。约20余家公司在会议报告厅外展出泡沫模样、各类铸件、原辅材料及泡塑模具等。其中有美国CitationFoam公司和Vulcan公司(见图1)、AmericanFoam公司和德国Storopack公司(见图2)等。美国小型消失模企业代表Irish公司展台给人印象极深,该企业是从事铸造的五代企业。现任公司总裁,年近九旬,出席会议(见图3),该公司生产的两件消失模铸件分获AFS2001年度和2003年度铸件大奖。美国MultiInternationalMarketing公司展出的消失模铝合金单缸缸盖和双层水冷铸铁排气管,均为中国福清龙泰机械有限公司生产(见图4)。2005年11月第一届美国消失模铸造研讨会在美国威斯康星州召开。会后组织代表参观美国消失模铝合金铸造的知名企业MercuryMarine公司。如果说第一届会议展示了美国消失模铝合金最新成就,这届会议则主要展示了美国消失模铸铁水平。16篇论文中,CitationFoam公司提交了5篇有关消失模铸铁方面论文。全体代表参观了CitationFoam公司的消失模铸造生产线。2消失模铸造企业产量预测美国ModernCasting杂志主编Spada在会上介绍了美国铸造和美国消失模铸造基本情况:经过近20年的发展,全美消失模铸造企业不足100家,其中:铸铁近40家、铸钢近20家、铸铝近20家,铸铜5家。美国AFS报告中对全美消失模铸造2007年和2009年的产量发布预测,详见表2。由表2数据可知:①2009年美国消失模铸造总产量将从2007年的28.5万t增长到38.0万t,增长30%以上。②美国消失模铝合金铸造是主流,其铸件产量大约是消失模铸钢和铸铁产量总和;③消失模铸铝件几乎全是汽车铸件,因此汽车业仍是拉动消失模铸造市场的龙头。对比美国,我国的消失模铸造起步虽晚,但经过10多年发展,方兴未艾。据全国铸造学会消失模铸造技术委员会不完全统计,全国消失模铸造企业超过200家,其中生产铸铁件的企业约150家,生产铸钢件的企业约50家。2006年全国消失模钢铁铸件产量共约30万t,与美国消失模铸造产量接近,但消失模铝合金铸造企业极少,主要原因是中国消失模铸造铝合金技术还达不到大批量生产合格铸件的水准,其次是中国汽车业对消失模铸造优势认知不够和资金投入不足。3美国va公司的泡沫模具美国部分的消失模铸造企业,如GMPowertrain所属的SaginawMetalCasting和DifianceCastingPlant等,都拥有白区设备为本企业生产泡沫模样。但也有几家企业,如CitationFoam、MercuryMarine和IrishFoundry等,都与专为北美消失模提供泡沫模样的FosecoMorva公司合作,购买其泡沫模样。FosecoMorva成立于1989年,是Foseco和加拿大MorvalDurafoam的合资公司,在加拿大Ontario州和美国Alabama州设立分公司。FosecoMorval公司18年来为北美消失模铸造企业提供了百余种消失模泡沫模样,如发动机缸体、缸盖、传动部件、阀体、电机壳体及进排气管等。该公司拥有模具设计和制造、泡沫模样生产,以及专用涂料(Styromol169.23和Styromol140.31)服务等多项业务。图5为该公司为Citation公司提供的卡车后桥铸件的泡沫模样。其复杂程度、尺寸精细和表面平整都非常出色。2005年FosecoMorval公司针对缸盖对泡沫模样表面高平整度要求,发明无排气塞铝合金发泡模具专利技术。并在消失模铸造研讨会上展示了无排气塞缸盖模具和缸盖模样(见图6)。不要排气塞而能保证泡沫模样的密度和成形品质,其关键技术可能不在模具上而在成型机和发泡成型工艺上。与国外泡沫模样品质相比,我国许多消失模铸造用的泡沫模样达不到尺寸精度和表明平整度的要求。除泡沫原料和成型设备不能满足消失模铸造的高要求外,还与我国消失模泡沫模样的专业化程度不高有关。可喜的是,近年来我国涌现出好几家为消失模铸造提供泡沫模样的专业小厂,专为消失模铸造企业提供泡沫模样,显示出品质和价格的优势。消失模铸造企业为缩短消失模铸造生产链,集中精力解决铸造问题,应提倡采用外购泡沫模样的方式。4美国ci麻黄司1992年Citation公司收购美国Robinson公司消失模铸铁生产线,成立CitationFoam公司。15年来该公司不断发展,拥有3条消失模生产线,成为美国消失模铸铁的最大企业,生产了120多种消失模铸铁件。每天产量可达80t,推测年产量为2万t左右。(1)鼓励灰铁支架企业发挥专业技术优势CitationFoam公司承接消失模铸件业务时,在设计上尽可能将砂型铸造需机械加工的孔铸造出来。图7为该公司大批量生产的灰铁支架,铸件上数10个孔全部做出,减少了机械加工。该公司充分发挥消失模自由设计和泡沫模样可粘结优势,将几个零件集成为整体形成复杂铸件,减少加工和装配费用,使消失模铸件具有与其他铸造工艺竞争的优势。其典型案例是汽车后桥中的球铁差速器壳体和与其前后连接的球铁空心轴类铸件(见图8)。(2)铸造工艺及由资本使用的全域生产在2007年美国消失模铸造研讨会展台上,美国RexMaterialGroup公司展示了几种规格的消失模铸造专用耐火纤维空心直浇道(见图9),每根价格约2美元。在CitationFoam公司铸造现场,见到消失模铸造全部采用耐火纤维空心直浇道和底返式浇注系统生产灰铁和球体铸件。例如:球体差速器壳体采用的串浇系统,横浇道起托盘作用,一串浇3件(见图10),造型时空心直浇道与横浇道连接,铸件上都不安放冒口。耐火纤维直浇道为空心锥度结构,上大下小,大口直经为60mm,小口直经为35mm,两者面积比值约为2.9,金属液在直浇道内形成正压封闭状态,将大气隔离,特别有利于泡沫模样裂解气化。与泡沫浇道相比,耐火纤维直浇道可防止冲砂缺陷,任何残渣和气体不会进入铸件,耐冲刷,可提高浇注速度,减少金属液温度降低,对铸件品质百利而无一害。美国早在10年前就开始推广耐火纤维空心直浇道,国内也知道耐火纤维空心直浇道的好处,但无厂家生产,只好用各种泡沫空心浇道代替。现在国内有几家企业生产耐火纤维直浇道,价格每根不到20元。对于大型铸件和串浇铸件,为保证质量和成品率,我们极力推荐采用耐火纤维直浇道取代泡沫直浇道。(3)骨料和埋箱CitationFoam公司无论大小铸件都采用机械手浸挂涂料(见图11),涂料很细腻,骨料大于240目,涂挂性很好,流平性极佳,烘干12h左右,干涂层厚约0.3mm,用手感觉特别耐磨。埋箱造型,采用很细的砂粒,其中有条造型线全部采用圆球陶粒,约50目。该公司消失模铸铁采用单层薄涂料和细砂造型,完全不同于国内绝大多数消失模企业采用双层涂料和粗砂造型。(4)砂箱控制火炬负压CitationFoam公司拥