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消失模铸造的发展史以及消失模铸造的发展前景

发布时间:2022-04-25 09:31:39人气:

  1958年,美国的H.F.shroyer发明了用可发性泡沫塑料模样制造金属铸件的专利技术并取得了专利(专利号USP2830343)。最初所用的模样是采用聚苯乙烯(EPS)板材加工制成,采用粘土砂造型,用来生产艺术品铸件。采用这种方法造型后泡沫塑料模样不必起出,而是在浇入液态金属后聚苯乙烯在高温下分子裂解而让出空间充满金属液,凝固后形成铸件。1961年德国的Grunzweig和Harrtmann公司购买了这一专利技术加以开发,并在1962年在工业上得到应用。采用无粘结剂干砂生产铸件的技术由德国的H.Nellen和美国的T.R.Smith于1964年申请了专利。


  1967年德国的A.Wittemoser采用了可以被磁化的铁丸来代替硅砂作为造型材料,用磁力场作为"粘结剂"。这就是所谓"磁型铸造"。1971年,日本的Nagano发明了V法(真空铸造法),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"(FullMoldProcess,Inc)"的批准。在此以后,该专利就无效了。消失模铸造技术在全世界范围内得到了迅速的发展。


  1990年,美国通用汽车公司在Saturn建立了一个年产5.5万吨的新铸造厂,有三条全自动的消失模铸造生产线。1991年,意大利菲亚特公司在都灵建成欧洲最大规模的消失模生产车间,年产量1.5万吨。1993年,德国宝马公司建成年产20万只各种规格铝合金气缸盖的消失模生产线。2001年,美国通用的SMCO建成目前世界上最先进、规模最大的消失模铸造厂。


  近年来消失模铸造在国内的发展较快,发展成果也是可喜的清华大学、华中科技大学等高等院校也为消失模铸造行业的发展做出了宝贵的贡献。设备的研发和制造水平主要体现在以下几个方面:


  (1)白区设备的发展:预发机已经有较大的改进和提高,无论是外形结构的设计还是发泡原理方面的改进及测试手段的完善都做了大量的工作。发泡机的性能有了很大的提供,基本上可以满足使用要求。制模机方面也有一定的改进,随着自动化水平的提高及在国内制模方面的应用,国内制模机的自动化水平也有了明显的提高,制模的生产效率和工人的劳动强度都有了较大的提高和改善。但在充填方式能量分布等方面还有待于进一步的改进和完善。胶合机方面也做了一些工作,但对复杂模片的胶合水平和能力还有待于提高和完善。涂料方面机械化水平较低,检测手段不完善,涂料工部现场脏、乱、差的情况没有明显改善;缺乏涂料的回收设备和装置。目前国内也有部分企业利用不锈钢高低速搅拌容器结合kawasaki机械手对复杂的模片进行涂料,但因不了解涂料的性能,没有设计出合理精准的夹具,又因机械手的运行轨迹走向不合理,在对模片本身各型腔结构把握不是太好的情况下使用机械手进行侵涂导致模片在侵涂时出现模片膨胀变形,表面涂料粘附不均匀,型腔露白现象严重等问题。


  (2)黑区设备的发展:振实台有了较大的改进和突破,无论是振实原理还是控制手段方面都有了显著的提高,基本接近国外先进设备的设计理念,但在细节和控制方面仍存在一定的差距。砂冷却器的设计和制造能力也有了较大的提高和改善,在不需要考虑过多的地坑前提下,已经可以满足造型线的砂冷却处理的要求。雨淋加砂、振动输送等设备的设计和制造能力都有了明显提高。自动化的设计和实现能力有了较大提高。自动化浇注机的设计和制造水平已经接近国外的先进水平。整个造型线的设计理念转变较大,布线更合理,运行更可靠。


  (3)工艺水平的发展:工艺水平主要体现在发动机缸体、缸盖铸件的批量化生产工艺及高难度耐磨、耐热铸件的生产工艺。


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