怎樣解決進入WTO之后在我國面對的挑戰(zhàn)和機遇?如何正確評定在我國消失模鑄造技術水平的現(xiàn)況和它在鑄造技術更進一步發(fā)展中的影響力和作用?在我國的消失模鑄造業(yè)應怎樣適應二十一世紀鑄造技術發(fā)展的總趨勢,快速、健康地發(fā)展起來,尤其是從事專業(yè)消失模鑄造生產(chǎn)制造的研發(fā)人員,急切盼望回應的重大問題。

1近些年海外消失模鑄造技術水平的新進展

1.12001年美國通用汽車公司隸屬的SaginawMetalCastingOperation(SMCO)消失模生產(chǎn)線正式投產(chǎn),標志著美國消失模技術水平正在走向成熟。

SMCO是現(xiàn)階段世界上先進、經(jīng)營規(guī)模大的消失模生產(chǎn)制造工廠,它有5條制模線,日產(chǎn)356鋁合金270馬力直列式運動跑車6缸缸體和缸蓋各1500件,到2002年10月可日產(chǎn)各2100件,內(nèi)廢廢品率<10%,試壓后總廢品率<12%。

SMCO生產(chǎn)制造的Vortec42006缸缸體和缸蓋是現(xiàn)階段復雜、有代表性的EPC產(chǎn)品,充分體現(xiàn)EPC的優(yōu)越性。這種型號的缸體和缸蓋是該企業(yè)的設計部門,充分考慮了EPC法的特點而設計的,缸體質量40kg,成形缸蓋22kg,產(chǎn)品設計中集成了曲軸箱、通氣系統(tǒng),油/空氣分離器,復雜的水套系統(tǒng)和復雜彎曲的回油管路全部鑄出,大大減少了鉆孔加工和螺栓裝配,減少了噪音震動和污染,提高了燃油效率,降低了成本。

SMCO工藝過程完善,完全實現(xiàn)了燒結生產(chǎn)制造,5臺預發(fā)泡機,29臺成型機每天生產(chǎn)制造高品質的聚苯乙烯缸體和缸蓋發(fā)泡模,缸體分4片,粘合成1個整體,澆注時水平放置,1箱1件,缸蓋分5片,粘合成1個整體,澆注時垂直放置,1箱2件,采用高性能的云母基涂料,機械手自動涂掛,干燥后由機械手放入砂箱,雨淋加砂,分3階段水平夾緊震實,采用澆口杯澆注,鑄件清理粗加工后,100%經(jīng)滲漏試驗,經(jīng)T6熱處理,然后送到加工工廠進行精加工。

因為該企業(yè)在消失模鑄造技術水平上的巨大貢獻,屢次得到美國各部門的獎勵,Vortec4200缸體評為2001年優(yōu)越鑄件。

1.2北美地區(qū)消失模鑄件生產(chǎn)量直線上升,運用范圍平穩(wěn)增加,在消失模鑄造生產(chǎn)制造中,解決了鋁合金鑄件的針孔、疏松缺陷,很早走向成熟。在鑄鋼件生產(chǎn)制造中越來越普遍采用先消失再澆鑄的陶瓷殼型法,解決了增碳、夾渣等老大難問題,為鐵路、造船、重型設計等行業(yè)鑄鋼中消失模鑄造的廣泛運用鋪平了道路。鑄造件的難度增加,精密度增強,消失模鑄造加工工藝的優(yōu)越性更為突顯。

1.3在加工工藝和模具設計和生產(chǎn)制造領域,創(chuàng)建了先進實用的CAD/CAM/CAE系統(tǒng),可以準確地生產(chǎn)制造類似6缸缸體、缸蓋復雜的、高品質的模具,Flow3D模擬鑄造件的充型,凝固全過程的流動場,溫度場模擬軟件逐步實用化,拿來預測分析鑄造件熱解產(chǎn)物缺陷的形成,具體指導工藝技術和恰當選擇澆鑄系統(tǒng)。

2對在我國消失模技術性發(fā)展現(xiàn)狀的再認識和再評估

在我國消失模鑄造從十年前出現(xiàn)熱潮以來,得到長足的進步。但大體上看還較為年幼,做為1種新技術應用還處于技術革新的前期,現(xiàn)階段全國各地消失模鑄件的總產(chǎn)值約兩萬噸,鑄造件從較為簡單的磨球,爐篦條到中等難度的進排氣管、箱體類零件,鑄鋼件、球鐵件由于受到碳缺陷和渣孔、氣孔缺陷困擾,不合格率居高不下,鋁合金鑄件的生產(chǎn)制造也還較為少。半數(shù)的引進設備和自己仿造、經(jīng)營規(guī)模比較大的生產(chǎn)線還未起到應有的效益。管理上、體制上的原因固然存在,但技術性上的不成熟,某些核心技術沒有攻克,成為不可以及時投入大批量生產(chǎn),高額項目投資無法得到及時收益的關鍵原因。某些經(jīng)營規(guī)模小、機器設備較為簡陋的生產(chǎn)線,大多生產(chǎn)制造某些配件,由于企業(yè)產(chǎn)品對象不穩(wěn)定,與此同時很難適用銷售市場對鑄造件品質和難度日益增長的要求,處于起起伏伏波動的狀況,經(jīng)濟收益時好時壞。

2.1從二十一世紀鑄造技術發(fā)展的趨勢看,消失模鑄造技術性達到發(fā)展方向,必將出現(xiàn)新的高潮。鑄造件生產(chǎn)制造必須大力推廣和給予小加工余量及準確成形的企業(yè)產(chǎn)品;達到生態(tài)環(huán)保,實現(xiàn)清潔生產(chǎn),與此同時適用更為人性化的銷售市場需要,企業(yè)產(chǎn)品的結構設計要有更大的自由度,消失模鑄造在上述諸多方面都能達到銷售市場和消費者的要求,具備極大的發(fā)展?jié)摿?只需要恰到好處地起到它的特點和優(yōu)勢,發(fā)展前景是非常廣闊的。

3對國內(nèi)消失模技術更進一步發(fā)展的若干個建議

3.1產(chǎn)品必須對路,項目的前期加工工藝論證不可或缺。

消失模鑄造是優(yōu)異的,但并不是全能的,它有一定的應用范圍,選擇的鑄造件能否適合選用消失模鑄造方式 要進行各種加工工藝、多方案用心比較,絕不要人云亦云,先把生產(chǎn)流水線建起來,再作實驗,慢慢摸索,這樣通常非常容易導致大量投資無法得到及時回報的后果,甚至于實驗結果證實有一些鑄造件根本就不適合選用消失模鑄造方式 ,消耗就更加嚴重。

3.2用心攻克每1道技術難關,踏踏實實將消失模技術推向新的高度過去十年,我們已經(jīng)作了不少基礎研究工作,也累積了一點實際生產(chǎn)制造經(jīng)驗,將來的總體目標是

能生產(chǎn)制造更復雜、更準確的中、高難度鑄造件,譬如復雜的箱體件、汽缸蓋和汽缸體,使消失模鑄造的優(yōu)越性和經(jīng)濟效益更充分體現(xiàn)出來。為此,圍繞著生產(chǎn)制造中、高難度鑄造件必須攻克的技術關鍵,譬如模樣和鑄造件的尺寸規(guī)格精度變化規(guī)律、性能更好的涂料、優(yōu)化的振動緊實加工工藝以及缺陷的對策等,要踏踏實實逐一加以解決。

3.3圍繞“白區(qū)”薄弱環(huán)節(jié),加大研究開發(fā)力度.“白區(qū)”是1個多學科交叉的領域,涉及到模具的CAD/CAM,高分子發(fā)泡材料和成型發(fā)泡工藝以及相關的預發(fā)、成型、膠合設備等多個方面,要加強化學、化工工程師、鑄造工作者、模具和機械設計師、數(shù)控加工工程師的協(xié)同合作互動交流,研制粒度小而均勻、發(fā)泡倍率大、尺寸穩(wěn)定、不變形的消失模珠粒材料,制定發(fā)泡工藝規(guī)則;創(chuàng)建先進實用的模具CAD/CAM/CAE系統(tǒng),掌握發(fā)泡模具———泡沫塑料———模樣———鑄造件之間的尺寸規(guī)格變化規(guī)律,為復雜模具的設計累積數(shù)據(jù);開發(fā)高精密、效率高的制模機和粘合機,實現(xiàn)制模機和粘合機的系列化。

3.4實現(xiàn)鑄造件“輕量化”、“準確化”,鋁合金消失模鑄造大有可為

國外消失模鑄造首先是從鋁合金鑄件取得突破,現(xiàn)在早已能夠 大批量生產(chǎn)復雜的六缸缸體和缸蓋鑄造件,而國內(nèi)的鋁合金消失模鑄造恰恰比較薄弱,與鑄造件“輕量化”、準確化”的勢不適應,將來應該研制鋁合金專用涂料,解決鋁合金鑄件針孔,疏松缺陷,建立更多鋁合金消失模鑄造生產(chǎn)流水線,能夠 預計在將來十年,鋁合金消失模鑄造會飛快地發(fā)展。

3.5主動進攻,實現(xiàn)消失模鑄造的綠色制造。消失模鑄造本身就是1種環(huán)境污染少的新技術新工藝,只需更進一步解決好廢氣清潔和干砂系統(tǒng)的除塵和可再生回用2個環(huán)節(jié),就可以保證徹底的綠色制造,這將是其他鑄造準確成形工藝方法不能比擬的與眾不同優(yōu)越性。

3.6聯(lián)合作戰(zhàn),充分運用產(chǎn)、學、研緊密結合的整體優(yōu)勢。海納百川,才可以波濤洶涌,合力叉車集團消失模鑄造廠把采用海外先進設備與我國自制緊密結合,在充分運用本身發(fā)展?jié)摿Φ耐瑫r,引入了設計院所高等學校、科學研究企業(yè)多方力量,使高水平的消失模生產(chǎn)線在比較短的時間段內(nèi)生產(chǎn)出高品質的出口鑄件,取得了很好的經(jīng)濟和社會效益,不失為鍛造界的楷模。無數(shù)的事例證明,聯(lián)合作戰(zhàn),充分運用產(chǎn)、學、研緊密結合的整體優(yōu)勢,是多、快、好、省發(fā)展消失模技術的有效途徑。