消失模鑄造是指在鑄造過程中,模型氣化消失,這里的模型指的是鑄造時使用的模具,簡稱EPC鑄造。普通的砂型鑄造是將特定的模具中倒入金屬液,待金屬液成形后取掉模具,形成所需的鑄件。消失模鑄造工藝與之不同,消失模鑄造工藝采用泡沫塑料制成模具,將其埋入砂型中,砂型通常采用干砂或者帶有粘結劑的干砂,通過振動或者抽負壓等方式對其進行處理,隨后充入金屬液。高溫的金屬液使泡沫塑料升溫,經(jīng)過軟化、液化和氣化的過程,最終形成鑄件。
1 消失模鑄造工藝的特點
采用消失模鑄造工藝技術鑄件精度高,因消失模鑄造工藝基本沒有加工余量,是一種精確成型的新型工藝,這種工藝的特點是無需取出木樣,與普通鑄造工藝相比無分型面,無砂芯,采用這種方法鑄造出的大型煤機設備不存在飛邊和毛刺,也沒有拔模斜度,極大程度的降低了由于芯型組合匹配帶來的尺寸誤差。
與普通的大型煤機設備鑄造工藝相比,消失模鑄造工藝的設計更加靈活,鑄件的結構設計更加自由,采用普通的鑄造方式時,大型的復雜煤機設備鑄造都需要先分開制造部分設備,再拼接裝配而成,采用消失模鑄造工藝則無需此種方式,可以將泡沫進行拼接,從而進行鑄造,大大簡化了鑄造步驟和裝配難度。減少了機械加工的難度,節(jié)約了人力物力,提高鑄造質量并擴大經(jīng)濟效益。
消失模鑄造工藝不需要采用傳統(tǒng)鑄造工藝中的砂芯,消失模工藝采用干砂充實壓緊,靠干砂的流動而制造出鑄件的內(nèi)腔和孔,因此砂芯尺寸不精確的問題在消失模鑄造大型煤機設備中不復存在,也規(guī)避了下芯位置不準確的問題。
消失模鑄造工藝還具有清潔環(huán)保的優(yōu)勢,在大型煤機設備鑄造過程中,型砂中沒有化學粘結劑,泡沫塑料對環(huán)境無害,在消失模鑄造大型煤機設備的過程中,排放的有害物質非常少,僅有的排放物相對排放位置集中,易于收集,排放時間短。消失模的造型采用干砂造型,鑄件落砂量得到顯著降低。與此同時,人員工作量的投入和清理的工作量都顯著降低。在大型煤機設備的鑄造過程中,噪聲削弱和粉塵量控制得到了改善。
消失模鑄造工藝還有一個特點是可以提高經(jīng)濟效益,因采用消失模的工藝,型砂回收率高,化學粘接劑用量少,廢料少。自動化程度增加,使得人工勞動力投入量減少,改善了生產(chǎn)環(huán)境。
2 煤機設備面臨的問題
煤機設備產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在面臨著市場混亂、競爭沒有健全機制的問題,國有企業(yè)、民營企業(yè)、外資企業(yè)、機修企業(yè)等都在做大型煤機設備,很多地區(qū)煤機設備企業(yè)密度較大,大型煤機設備配件城、大型煤機設備生產(chǎn)制造廠商星羅棋布,大型煤機設備行業(yè)沒有嚴格的行業(yè)準則,沒有標準的定價機制,很多企業(yè)打價格戰(zhàn),拉低了制造工藝的質量。
煤機設備配件生產(chǎn)中還面臨著產(chǎn)品制造工藝落后,檢測手段和實驗手段單一,加工設備老舊等問題。現(xiàn)在,我國的機械基礎加工手段落后,鑄造工藝得不到創(chuàng)新,熱處理和焊接質量達不到要求等問題頻發(fā),距離設計要求所達到的性能參數(shù)還有很長的路要走。
3 大型煤機設備中消失模鑄造工藝的應用
3.1 泡沫塑料模樣制造
消失模的模樣制造在消失模鑄造工藝中最為重要,模樣的選材、加工制造方法和工藝都應該引起研究者的足夠重視。制作消失模模具主要應該滿足以下要求,氣化溫度要低,這樣可以使消失模模具更加容易氣化分解。發(fā)氣量要低,這樣可以減少分解產(chǎn)物。氣化速度快,氣化完全,并且氣化后殘留物應該盡可能少。消失模自身的重量減輕有利于運輸和制造,有利于鑄造。材料強度和剛度應盡可能提高,可以減少在運輸和使用過程中的損傷。模型結構穩(wěn)定性好才能制造出品質優(yōu)異的模具。在對模具制作的過程中要熟悉圖紙設計內(nèi)容,設計思路,適時對消失模設計圖紙和制造工藝流程進行修改,才能制造出合理的模具。
3.2 消失模在大型煤機設備配件生產(chǎn)中的運用實例研究
在具有負壓的條件下,運用消失模鑄造技術改善熔融金屬流動性,科學合理的布置了排氣口,成功鑄造了重量達2.5噸,直徑3米的立井天輪,實現(xiàn)了預期的設計目的。消失模鑄造工藝在大型煤機設備生產(chǎn)中的主要優(yōu)勢體現(xiàn)在負壓條件下熔融金屬液體流動性變好,并且也解決了原有砂型崩潰的問題。