消失模鑄造技術(shù)可行性分析報(bào)告

五民

一、工藝前景



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鑄造業(yè)是機(jī)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(lái)的革命性新技術(shù)，其設(shè)計(jì)制造靈活，可生產(chǎn)非常復(fù)雜的鑄件，生產(chǎn)工序簡(jiǎn)潔，生產(chǎn)效率高且綠色環(huán)保，產(chǎn)品近無(wú)余量、精確成形，鑄件質(zhì)量好，被譽(yù)為“21世紀(jì)的鑄造新技術(shù)”、“鑄造中的綠色工程”。經(jīng)過(guò)五十多年的發(fā)展，其技術(shù)優(yōu)勢(shì)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(guó)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(chǎng)前景極為廣闊。


* z  T' D: y4 D% g" Y目前，中國(guó)正逐步發(fā)展成為世界第一鑄件生產(chǎn)國(guó)，并已經(jīng)形成了以長(zhǎng)江三角洲、珠江三角洲、環(huán)渤海灣為代表的三大世界級(jí)制造業(yè)基地，且以超過(guò)兩位數(shù)的速度繼續(xù)迅猛發(fā)展，世界各國(guó)所需鑄件中接近90%以上均由中國(guó)生產(chǎn)。
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隨著中國(guó)作為“世界工廠” 在國(guó)際上的地位日益提高，中國(guó)鑄造工業(yè)躋身世界領(lǐng)先行列對(duì)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(duì)提高我國(guó)的鑄造業(yè)水準(zhǔn)有著深遠(yuǎn)的影響，對(duì)提高我國(guó)的綜合國(guó)力和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展也有著相當(dāng)重要的戰(zhàn)略意義。
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二、工藝簡(jiǎn)介：
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+ w5 Z: U  @! L消失模鑄造又稱負(fù)壓實(shí)型鑄造，是將泡沫塑料制成的模型埋入無(wú)粘結(jié)劑的干砂中造型，采用微震加負(fù)壓緊實(shí)，在沒(méi)有芯子甚至沒(méi)有冒口的情況下澆入液態(tài)金屬，在澆鑄和凝固過(guò)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(guó)人H.F.Shroger于1958年4月15日取得專利（美國(guó)專利號(hào)：2830343），當(dāng)時(shí)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(guó)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(kāi)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(wàn)只鋁合金進(jìn)氣歧管生產(chǎn)線，并試驗(yàn)獲得成功。緊接著于1984年耗資1100萬(wàn)美元建立了占地19萬(wàn)㎡、生產(chǎn)能力180型/h、年產(chǎn)100萬(wàn)只鋁合金進(jìn)氣歧管的高度自動(dòng)化生產(chǎn)線，揭開(kāi)了消失模技術(shù)在先進(jìn)工業(yè)國(guó)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(wàn)t（24萬(wàn)輛轎車）10萬(wàn)㎡的鑄造廠，其中有三條全自動(dòng)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(hào)的傳動(dòng)差動(dòng)殼體。 1991年，意大利菲亞特公司在都靈建成當(dāng)時(shí)國(guó)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(dòng)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(duì)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(guó)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(kāi)發(fā)研究，并取得了前所未有的進(jìn)展。
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8 `0 A: l' l* j) a7 U* h三、工藝特點(diǎn)：


1、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(wú)需取出造型模具（木模），無(wú)分型面，無(wú)砂芯，因此產(chǎn)品無(wú)飛邊毛刺，無(wú)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(shí)，因?yàn)椴捎酶缮霸煨停擞捎谛蜕爸械乃⒄辰Y(jié)劑、附加物帶來(lái)的鑄件缺陷，鑄件廢品率顯著下降。此外這種新工藝對(duì)操作工人的技術(shù)水平要求不高，對(duì)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(huì)對(duì)鑄件的質(zhì)量帶來(lái)不利影響，但只要對(duì)模型材料和制模工藝、涂料以及干砂緊實(shí)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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& m$ Q" m/ `' S) I2、可以大大改善鑄造車間的環(huán)境條件，容易實(shí)現(xiàn)無(wú)污染生產(chǎn)。低溫下聚苯乙烯（EPS）對(duì)環(huán)境完全無(wú)害，澆注時(shí)排除的有機(jī)物量極少（只占鐵水重量的0.3％），而采用自硬砂澆鑄時(shí)的有機(jī)物排放量占到5％以上；同時(shí)EPS產(chǎn)生有機(jī)物的時(shí)間短，易于收集，可以通過(guò)對(duì)砂箱抽真空進(jìn)行集中處理，實(shí)屬對(duì)環(huán)境的無(wú)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(gè)工藝過(guò)程容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)。

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/ Q# L% w6 e" {- z! ~3、鑄件形狀、結(jié)構(gòu)不受限制，為鑄件設(shè)計(jì)提供了充分的自由度。原先由多個(gè)零件加工組裝的構(gòu)件，可以通過(guò)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(shí)和費(fèi)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(jià)格的1/3），材料來(lái)源廣泛，所需的成形設(shè)備少，投資小。一般說(shuō)來(lái)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(shì)，有著廣泛的發(fā)展前景。

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四、經(jīng)濟(jì)分析：


% L  E7 R  A+ T) x0 m以產(chǎn)品最大尺寸（長(zhǎng)寬高）600mm、重量0.025噸的鑄件為例，按年產(chǎn)1000噸計(jì)算；（不包括廠房、鐵水熔煉、工裝、夾具、水電、發(fā)泡設(shè)備，自動(dòng)砂處理設(shè)備等）。
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, b5 x( q% l$ ~4 x% g+ u1、設(shè)備投入 10萬(wàn)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(dòng)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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" D& v0 {) `7 b3、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(yàn)。
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( o9 c* \- }6 I! {' f: Y4、環(huán)保要求：本工藝對(duì)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(wú)“三廢”問(wèn)題。


6 z: |) v+ O* n$ q, z5、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(dòng)裝箱，箱內(nèi)澆鑄、冷卻，扣箱清理，進(jìn)行下一循環(huán)。

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6、 資金需求： 設(shè)備資產(chǎn)投資 10萬(wàn)元左右（不含熔煉等其它設(shè)備） 流動(dòng)資金 20萬(wàn)元（按當(dāng)月產(chǎn)品售出下月資金回籠）

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- J" b( s1 U# m' E. b- n7、 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(cái)務(wù)人員 2人， 合計(jì) 9人
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/ V+ a7 x  b  |# T8、 經(jīng)濟(jì)分析： 產(chǎn)品售價(jià) 0.025噸×5500=137.5元/件（按每噸5500元計(jì)算），每件利潤(rùn)（137.5-80.4）÷1.17=48.8元/件（稅后價(jià)）。

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假設(shè)除專用設(shè)備外的投資為40萬(wàn)元，總投資50萬(wàn)元，日產(chǎn)量按每天134件計(jì)算（10個(gè)月/年），年銷售收入按1000噸×5500元/噸=550萬(wàn)元，年利潤(rùn)：1000噸÷0.025噸×48.8元=195.2萬(wàn)元，投資回收期：134件×48.8元×30天=19.62萬(wàn)元/月，50萬(wàn)元(投資)÷19.62萬(wàn)元/月≈3個(gè)月。


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(shì)，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(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì)。

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請(qǐng)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(shuō)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(gè)人，黃區(qū)上涂料烘干最少要2個(gè)人，填砂振動(dòng)最少1個(gè)人，爐前熔煉澆注最少要2個(gè)人，清理熱處理最少也要2個(gè)人，合計(jì)最少也要14個(gè)人