消失模鑄造技術(shù)可行性分析報告

五民

一,、工藝前景


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鑄造業(yè)是機械制造產(chǎn)業(yè)鏈中的基礎(chǔ)環(huán)節(jié),。消失模鑄造是20世紀(jì)50年代末發(fā)展起來的革命性新技術(shù),，其設(shè)計制造靈活，可生產(chǎn)非常復(fù)雜的鑄件,，生產(chǎn)工序簡潔,，生產(chǎn)效率高且綠色環(huán)保，產(chǎn)品近無余量,、精確成形,，鑄件質(zhì)量好，被譽為“21世紀(jì)的鑄造新技術(shù)”,、“鑄造中的綠色工程”,。經(jīng)過五十多年的發(fā)展，其技術(shù)優(yōu)勢日益明顯,，作為當(dāng)今頂尖的鑄造技術(shù)被世界發(fā)達(dá)國家廣泛采用,。全球知名生產(chǎn)企業(yè)所需優(yōu)質(zhì)鑄件均指定使用消失模鑄造技術(shù)，市場前景極為廣闊,。


目前,，中國正逐步發(fā)展成為世界第一鑄件生產(chǎn)國，并已經(jīng)形成了以長江三角洲,、珠江三角洲,、環(huán)渤海灣為代表的三大世界級制造業(yè)基地，且以超過兩位數(shù)的速度繼續(xù)迅猛發(fā)展,，世界各國所需鑄件中接近90%以上均由中國生產(chǎn),。
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+ X6 J- v8 V# V  k隨著中國作為“世界工廠” 在國際上的地位日益提高，中國鑄造工業(yè)躋身世界領(lǐng)先行列對消失模鑄造技術(shù),、設(shè)備的研究與使用顯得極為重要,，不僅對提高我國的鑄造業(yè)水準(zhǔn)有著深遠(yuǎn)的影響,，對提高我國的綜合國力和國民經(jīng)濟的可持續(xù)性發(fā)展也有著相當(dāng)重要的戰(zhàn)略意義。


二,、工藝簡介：
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消失模鑄造又稱負(fù)壓實型鑄造,，是將泡沫塑料制成的模型埋入無粘結(jié)劑的干砂中造型，采用微震加負(fù)壓緊實,，在沒有芯子甚至沒有冒口的情況下澆入液態(tài)金屬,，在澆鑄和凝固過程中繼續(xù)保持一定的負(fù)壓使泡沫塑料氣化繼而被金屬取代形成鑄件的一種新型鑄造方法。
使用泡沫塑料制造金屬零件的方法最先由美國人H.F.Shroger于1958年4月15日取得專利（美國專利號：2830343）,，當(dāng)時泡沫模型還是采用泡沫板材加工的,，用含粘結(jié)劑的型砂造型。1962年美國人M.C.flemings用干砂和泡沫模生產(chǎn)鑄件,。80年代初這種方法開始應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn),。1982年福特汽車公司在Essex工廠建成了一條年產(chǎn)2.5萬只鋁合金進(jìn)氣歧管生產(chǎn)線，并試驗獲得成功,。緊接著于1984年耗資1100萬美元建立了占地19萬㎡,、生產(chǎn)能力180型/h、年產(chǎn)100萬只鋁合金進(jìn)氣歧管的高度自動化生產(chǎn)線,，揭開了消失模技術(shù)在先進(jìn)工業(yè)國飛速發(fā)展的序幕,。 1990年通用汽車公司在Saturn建成年產(chǎn)鑄件5.5萬t（24萬輛轎車）10萬㎡的鑄造廠，其中有三條全自動的消失模生產(chǎn)線,，生產(chǎn)鋁合金四缸缸體,、缸蓋和珠光體球鐵曲軸及兩種型號的傳動差動殼體。 1991年,，意大利菲亞特公司在都靈建成當(dāng)時國內(nèi)規(guī)模最大的消失模車間（4400㎡）,，年產(chǎn)鑄鐵件5000～15000t，60～120型/h,，自動化程度非常高,，全車間僅22名生產(chǎn)人員。鑒于Essex工廠,、Saturn和都靈工廠的巨大成功,，鑄造界對消失模技術(shù)產(chǎn)生了濃厚的興趣。在北美,、西歐和日本等先進(jìn)的工業(yè)國家,，鑄造界的企業(yè)家們以極大的熱情投入消失模技術(shù)的開發(fā)研究，并取得了前所未有的進(jìn)展,。
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0 |+ l" z  E- U# R( p三,、工藝特點：
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1 L7 B% ~9 W) ?  _' I3 F1、鑄件一次成型,，尺寸精度高,。由于采用極易氣化的泡沫塑料作模型,，澆鑄前無需取出造型模具（木模），無分型面,，無砂芯,，因此產(chǎn)品無飛邊毛刺，無拔模斜度,，減少了由于砂芯組合而造成的尺寸誤差,，鑄件的尺寸精度和表面粗糙度接近熔模精密鑄造。同時,，因為采用干砂造型,，根除了由于型砂中的水、粘結(jié)劑,、附加物帶來的鑄件缺陷，鑄件廢品率顯著下降,。此外這種新工藝對操作工人的技術(shù)水平要求不高,，對鑄造行業(yè)有著巨大的的吸引力。雖然泡沫模型的變形和泡沫材料的熱解產(chǎn)物可能會對鑄件的質(zhì)量帶來不利影響,，但只要對模型材料和制模工藝,、涂料以及干砂緊實等環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格、有效的控制,，完全可以克服不利的影響因素,，獲得優(yōu)質(zhì)的鑄件。

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2,、可以大大改善鑄造車間的環(huán)境條件,，容易實現(xiàn)無污染生產(chǎn)。低溫下聚苯乙烯（EPS）對環(huán)境完全無害,，澆注時排除的有機物量極少（只占鐵水重量的0.3％）,，而采用自硬砂澆鑄時的有機物排放量占到5％以上；同時EPS產(chǎn)生有機物的時間短,，易于收集,，可以通過對砂箱抽真空進(jìn)行集中處理，實屬對環(huán)境的無公害排放,。此外用消失模工藝,，鑄件的清理工作量大大降低，噪聲少,、一氧化碳和石英粉塵危害小,，舊砂回收利用率可達(dá)97％以上，整個工藝過程容易實現(xiàn)機械化,、自動化生產(chǎn),。

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3,、鑄件形狀、結(jié)構(gòu)不受限制,，為鑄件設(shè)計提供了充分的自由度,。原先由多個零件加工組裝的構(gòu)件，可以通過分片制模然后粘合的辦法進(jìn)行整體澆鑄成型,。原先需要加工的孔,、洞可以直接鑄出，這就大大減少了加工裝配的工時和費用,。
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4,、生產(chǎn)制造成本低，設(shè)備投資小,。由于氣化模的制作成本低（僅為木模價格的1/3）,，材料來源廣泛，所需的成形設(shè)備少,，投資小,。一般說來采用該技術(shù)，設(shè)備投資可減少30％-50％,，鑄件制造成本可下降25％-30％,，鑄件的成品率99％。因此,，可以充分相信消失模鑄造技術(shù)符合鑄造業(yè)發(fā)展的總趨勢,，有著廣泛的發(fā)展前景。
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- m: [4 @5 y! y/ u  _8 u/ c. a四,、經(jīng)濟分析：


9 }9 Q- D# Z- n( n& T以產(chǎn)品最大尺寸（長寬高）600mm,、重量0.025噸的鑄件為例，按年產(chǎn)1000噸計算,；（不包括廠房,、鐵水熔煉、工裝,、夾具,、水電、發(fā)泡設(shè)備,，自動砂處理設(shè)備等）,。

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1、設(shè)備投入 10萬元左右： A．真空系統(tǒng),； B．涂料系統(tǒng),；C．消失模系統(tǒng)；D,、砂箱系統(tǒng),；E．振動系統(tǒng),。
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2、產(chǎn)品成本：泡沫塑料模 3.5元/件,， 涂料 0.8元/件,， 輔料 0.5元/件， 鐵水 70.0 元/件,， 人工 2.5元/件,， 水電 0.1元/件， 其他 3.0元/件,，總合80.4元/件,。
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3、產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量保證體系：可按精密鑄造標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)以及檢驗,。
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4 z8 A: V$ p0 k2 G) l% X7 Y& C& o- W4,、環(huán)保要求：本工藝對環(huán)境不構(gòu)成污染。操作環(huán)境遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于普通鑄造,，無“三廢”問題,。


5、工藝路線：泡沫塑料模制作（發(fā)泡或手工）,，模型涂掛特制涂料,，烘干或晾干有涂料的模型,，三維振動裝箱,，箱內(nèi)澆鑄、冷卻,，扣箱清理,，進(jìn)行下一循環(huán)。


0 y' T# m! P/ U6,、 資金需求： 設(shè)備資產(chǎn)投資 10萬元左右（不含熔煉等其它設(shè)備） 流動資金 20萬元（按當(dāng)月產(chǎn)品售出下月資金回籠）


( _5 {3 S. {- n7 L' ]: O; {: i" r7,、 人員構(gòu)成： 操作壯工 4人， 技術(shù)人員 2人,， 清理人員 1人,， 財務(wù)人員 2人， 合計 9人
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8,、 經(jīng)濟分析： 產(chǎn)品售價 0.025噸×5500=137.5元/件（按每噸5500元計算）,，每件利潤（137.5-80.4）÷1.17=48.8元/件（稅后價）。
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# Z4 D7 y" U* ^4 F8 X* |7 b$ |假設(shè)除專用設(shè)備外的投資為40萬元,，總投資50萬元,，日產(chǎn)量按每天134件計算（10個月/年），年銷售收入按1000噸×5500元/噸=550萬元,，年利潤：1000噸÷0.025噸×48.8元=195.2萬元,，投資回收期：134件×48.8元×30天=19.62萬元/月,，50萬元(投資)÷19.62萬元/月≈3個月。
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五,、綜合結(jié)論


消失模鑄造符合當(dāng)今鑄造技術(shù)發(fā)展的總趨勢,，有著廣闊的前景，它是替代傳統(tǒng)的砂型鑄造工藝的佼佼者,，與傳統(tǒng)鑄造技術(shù)相比,，還具有無與倫比的優(yōu)勢。

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請教下：如：Q235 消失模鑄件的力學(xué)性能與熱模鍛的比較差多少,？還是等同呢,？

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東風(fēng)模具，說差36.7%,。

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操作壯工4人不夠吧,，白區(qū)發(fā)泡制作模具最少要2個人，黃區(qū)上涂料烘干最少要2個人,，填砂振動最少1個人,，爐前熔煉澆注最少要2個人，清理熱處理最少也要2個人,，合計最少也要14個人