消失模铸造工艺设计-2011培训要点.ppt

消失模铸造工艺设计 河北科技大学材料学院 石家庄 李立新 电话1 概 述 1.1 国内外消失模发展现状 消失模铸造技术，自1956年由美国人发明以来，在20世纪80年代中期已发展到相当的规模，已成功地应用于汽车件的工业化生产。 1956年，美国发明了用泡沫塑料模样制造金属铸件的专利。 最初是采用EPS板材加工模样，采用粘土砂造型，用来生产艺术品铸件。 也就是现在的实型铸造。 1961年德国公司购买了这一专利技术加以开发。采用无粘结剂干砂生产铸件的技术。 但是，无粘结剂的干砂在浇注过程中经常发生坍塌的现象。 现在国外生产线有不抽负压的生产方式。 1967年德国采用了可以被磁化的铁丸来代替硅砂作为造型材料。 磁力场作为“粘结剂”，这就是 “磁型铸造”。 1971年，日本发明了V法(真空铸造法)， 受此启发，今天的消失模铸造在很多地方也采用抽真空的办法来固定型砂。 在1980年以前使用无粘结剂的干砂工艺必须得到美国“实型铸造工艺公司” 的批准。 在该专利失效以后，近几十年来消失模铸造技术在全世界范围内得到了迅速的发展。 是将泡沫模样组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的铸造工艺方法。 从单件大型铸件（FM实型）发展到中小件大批量流水线生产（EPC消失模），以美国最具代表性，其产量超过世界产量的50％以上。 美国GM公司发动机总成部（GMPT）将EPC用于汽车件大量生产方面在世界上处于领先地位。 并认为今后新车型的发动机缸体、缸盖铸件的生产非EPC工艺莫属，消失模铸造技术在经济、质量和环保等方面具有无可比拟的优越性。 在20世纪80年代，GMPT即在纽约州的马森纳工厂用EPC工艺生产一种4.3升的V型汽车柴油机的铝缸盖，随后在1986年用于2.2升四缸铝缸盖的生产，至今已生产了500万件。 1986年GM在田纳西州建厂用EPC生产铝缸盖和缸体、球铁曲轴和凸轮轴等铸件。 GM的项目，其白区和黑区部分均由意大利法塔公司中标设计制造。 阿拉巴马州伯明翰的萨金诺铸造厂（SMCO） ，在2001年已经生产了288,000件铝缸体和288,000件铝缸盖， 2002年10月已达到年产近50万件铝缸体和50万件铝缸盖的生产能力， 白区部分的设备达到近百台套，黑区部分建立了6条自动线，生产力和技术水平居世界首位。 德国的BMW汽车公司在也建成了年产330,000件铝缸盖的EPC工厂。 据专家估计，世界上每100个缸盖中有4个、100个缸体中有1～2个是EPC工艺生产的， 和其他工艺方法相比虽然还是很少量的，但其发展前景无可限量的。 从国外消失模铸造工艺发展的经验来看，也不是一帆风顺的。 20世纪90年代曾出现过徘徊局面，由于美国经济不景气，EPC生产工厂经历过关停并转和重组的低潮，但EPC工艺的优势仍然受到普遍的关注。 随着世界经济的回升，特别是汽车工业的复苏，20世纪90年代中期以后，EPC生产走出了低谷，恢复了快速增长势头。 据美国专家评估，美国EPC生产经历过创新阶段和稳定阶段。 铝合金铸件的生产在2007年进入成熟期，其份额将占整个铝合金铸件的29％。 铸铁件（包括球铁和灰铁）在2009年进入成熟期，将占整个铸铁件份额的15％， 而铸钢件最后在2013年达到成熟期，占铸钢件总产量的9％。 美国EPC技术发展之快，令世界瞩目。 我国的EPC生产在20世纪90年代初期发展较快。据中实委不完全统计， 2005年EPC（包括FM）铸件产量约321,000吨，是1995年的20倍以上，其中EPC铸件为216,000吨，FM铸件为105,000吨。 产品主要有汽车配件、工程机械、管件和耐磨耐热铸件， 其中铸铁件约占87％， 铸钢件占12％左右， 铝铸件不足1％。 我国已有不少产品，如变速箱体、管件、飞轮、刹车盘、耐热铸钢件、磨球、消防栓等EPC铸件出口国外市场，面向世界需求。 目前我国已形成约95％以上采用国产原辅材料、国产设备和国内技术为主的生产局面，在短短十年内EPC厂点已超过百家，其中产量近5年内平均以20％的比例增加，已形成了一批产量大、质量好的骨干工厂。 但我们应当看到，我国的EPC生产到现在为止不少工厂尚处于技术革新阶段，一批工厂正在向技术稳定阶段迈进，许多工厂产品品种过多，废品率高，管理和技术水平低下，甚至停产或倒闭，还有一些工厂处