消失模铸造与成本分析.docxVIP

PAGE

1-

消失模铸造与成本分析

一、消失模铸造概述

消失模铸造，又称气相渗透铸造，是一种新兴的铸造技术，其基本原理是通过在模具表面涂覆一层绝热材料，形成预型的表面，然后将该预型与沙子混合料一起填充到铸模中。在高温下，预型表面的绝热材料会迅速气化，形成气腔，使得金属液在高温作用下填充这些气腔，从而得到与预型形状一致的铸件。这种铸造方法具有生产周期短、尺寸精度高、表面光洁度好等优点，因此在航空航天、汽车制造、精密机械等领域得到了广泛应用。消失模铸造技术在很大程度上克服了传统铸造方法的诸多限制，提高了生产效率和质量，对于推动现代工业的发展具有重要意义。

消失模铸造技术的核心是预型的制作，预型材料通常选用低熔点金属或非金属材料，如泡沫塑料、聚氨酯等，这些材料具有良好的可塑性、热稳定性和化学稳定性。预型的制作工艺主要包括模具设计、材料选择、成型加工、表面处理等多个环节。其中，模具设计是关键步骤，它决定了预型的形状、尺寸和精度。随着CAD/CAM技术的发展，预型的设计变得更加高效和精确。

消失模铸造过程主要包括预型的准备、模具填充、加热、熔化、凝固、冷却、取出铸件等步骤。在加热过程中，预型表面的绝热材料会迅速气化，形成气腔，金属液在压力差的作用下填充这些气腔，从而实现铸件的成型。加热温度和保温时间对铸件的最终质量有着重要影响，因此需要精确控制。此外，消失模铸造还具有环保优势，与传统铸造方法相比，其排放的废气、废液等污染物明显减少，符合绿色制造的要求。

二、消失模铸造工艺流程及特点

(1)消失模铸造的工艺流程主要包括以下几个步骤：首先，根据产品设计图纸进行模具设计，包括预型模具和铸模的设计。预型模具用于制造预型，铸模则用于填充金属液。接着，制作预型，预型材料通常选用泡沫塑料或聚氨酯等低熔点材料，通过切割、粘接等工艺形成与铸件形状一致的预型。然后，将预型与沙子混合料填充到铸模中，并对混合料进行压实处理。接下来，对铸模进行加热，加热过程中预型表面的绝热材料气化，形成气腔。随后，将金属液倒入铸模中，金属液在高温下填充气腔，形成铸件。最后，冷却铸件，待其凝固后取出铸件，并进行后续的清理、打磨等处理。

(2)消失模铸造具有以下特点：首先，生产周期短，由于预型材料的热稳定性好，加热速度快，因此整个铸造过程所需时间大大缩短。其次，尺寸精度高，预型材料具有良好的可塑性，能够精确复制出复杂形状的铸件。此外，表面光洁度好，预型材料表面光滑，铸件表面质量高。再者，消失模铸造对材料适应性强，可以适用于多种金属材料的铸造，包括钢、铝、铜等。此外，该工艺可进行大批量生产，生产效率高，成本相对较低。最后，消失模铸造对环境污染小，与传统铸造方法相比，其排放的废气、废液等污染物明显减少，符合绿色制造的要求。

(3)消失模铸造在实际应用中具有以下优势：首先，能够生产出形状复杂、尺寸精度高的铸件，满足现代工业对铸件质量的要求。其次，由于生产周期短，能够快速响应市场变化，提高企业的竞争力。再者，消失模铸造具有较好的经济性，适用于大批量生产，降低生产成本。此外，该工艺可进行自动化生产，提高生产效率，降低人工成本。最后，消失模铸造在航空航天、汽车制造、精密机械等领域具有广泛的应用前景，有助于推动相关行业的技术进步和产业升级。

三、消失模铸造的成本构成分析

(1)消失模铸造的成本构成主要包括材料成本、模具成本、能源成本、人工成本和设备折旧成本。在材料成本方面，预型材料如泡沫塑料和聚氨酯的价格相对较低，但考虑到预型的重复使用次数有限，这部分成本在长期生产中仍占有一定比例。以某航空零部件企业为例，其预型材料成本约占消失模铸造总成本的15%。

(2)模具成本是消失模铸造的另一大成本构成，包括预型模具和铸模的制作费用。预型模具通常采用木模或金属模具，成本在几百到几千元不等；铸模则主要采用砂型，成本相对较低，但需要定期更换。以某汽车零部件企业为例，其模具成本占总成本的25%，其中预型模具占10%，铸模占15%。

(3)能源成本在消失模铸造中占据重要地位，主要包括加热和冷却过程中的能源消耗。加热过程中，铸模和预型需要达到一定温度，以实现金属液的填充和凝固。以某机械制造企业为例，能源成本占总成本的20%，其中加热能源消耗占能源成本的70%，冷却能源消耗占30%。此外，人工成本和设备折旧成本也分别占总成本的15%和10%。综合来看，消失模铸造的总成本约为每件铸件几百到几千元不等，具体取决于产品复杂程度和生产规模。

四、消失模铸造的成本控制策略

(1)为了有效控制消失模铸造的成本，企业可以采取优化预型材料的选择策略。例如，采用可重复利用的预型材料，如高性能泡沫塑料，可以显著降低材料成本。某铸造厂通过引入可重复使用预型，将预型成本降低了30%。此外，还可以通过改进预型设计，减少