【文章內(nèi)容簡介】 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)行整體加工；原先需要加工形成的孔、洞等可以直接鑄出，大大減少了加工裝配的工時(shí)和費(fèi)用。盡管消失模工藝在國外是早已應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱鑄造。但在國內(nèi)它還是處于技術(shù)積累期，國內(nèi)該工藝還僅應(yīng)用于簡單件的鑄造。項(xiàng)目所在單位成功地將消失模工藝應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱鑄造。其過程克服了一系列困難，解決了一系列技術(shù)難題，進(jìn)行了一系列工藝創(chuàng)新，這些創(chuàng)新的結(jié)果最終以《負(fù)壓實(shí)型鑄造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱的方法》專利形式體現(xiàn)，專利號(hào)為：2004100401200。 由于消失模工藝獨(dú)特的工藝特點(diǎn)，從理論講這種特點(diǎn)特別適合曲軸箱體、氣缸蓋和進(jìn)排氣岐管等形狀復(fù)雜、薄壁結(jié)構(gòu)的鑄件的鑄造。但也正是這些特點(diǎn)也導(dǎo)致了它會(huì)產(chǎn)生另外一些缺陷，比如：白模成型質(zhì)量問題是消失模獨(dú)有的，粘砂情況由于負(fù)壓作用就比傳統(tǒng)鑄造嚴(yán)重得多，碳黑缺陷（或氣化不全）也是消失模獨(dú)有的。正是這些缺陷，解決起來非常困難，才阻礙了消失模在曲軸箱鑄造中的應(yīng)用。 而項(xiàng)目所在單位對(duì)消失模工藝進(jìn)行了一系列技術(shù)創(chuàng)新，在國內(nèi)現(xiàn)有的條件下解決了這些難題。這些創(chuàng)新有：l 對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲同箱鑄造工藝進(jìn)行了重大和實(shí)質(zhì)性的創(chuàng)新l 對(duì)國外消失模鑄造缸體的白模分型方式及模具設(shè)計(jì)進(jìn)行了關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新l 對(duì)消失模薄壁成型的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了創(chuàng)新l 對(duì)消失模鑄造缸體工藝中的粘砂和碳黑缺陷的最關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了創(chuàng)新l 創(chuàng)造性地將二次重熔技術(shù)應(yīng)用于消失模鑄造缸體中l(wèi) 在消失模鑄造缸體中創(chuàng)造性地發(fā)揮消失模近終成型技術(shù)項(xiàng)目國內(nèi)外現(xiàn)狀、難點(diǎn)、發(fā)展趨勢(shì) 進(jìn)入20世紀(jì)80年代以來，國內(nèi)外再度掀起了研究開發(fā)和應(yīng)用負(fù)壓實(shí)型鑄造的熱潮。據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，西德國營鑄造業(yè)的320家鑄造廠中已有87家采用負(fù)壓實(shí)型鑄造法，占26%。日本現(xiàn)已有 90家工廠用負(fù)壓實(shí)型鑄造法生產(chǎn)單件大中型實(shí)型鑄件，年產(chǎn)約18~25萬t ；1989年5月，在西德杜塞爾多夫市舉行的“第七屆世界鑄造機(jī)械博覽會(huì)”，有28個(gè)國家624家公司參展，負(fù)壓實(shí)型鑄造商之多，給人留下了深刻的印象，似乎鑄造業(yè)的未來屬于這項(xiàng)工藝。為提高我國的負(fù)壓實(shí)型鑄造技術(shù)和發(fā)展生產(chǎn)，在中國鑄造協(xié)會(huì)和有關(guān)單位的支持下，“中國鑄造協(xié)會(huì)實(shí)型鑄造專業(yè)委員會(huì)”于1988年11月成立。它的成立對(duì)發(fā)展我國的負(fù)壓實(shí)型鑄造技術(shù)和生產(chǎn)有著深遠(yuǎn)的影響。迄今，實(shí)型鑄造專業(yè)委員會(huì)已擁有80余家會(huì)員單位。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國用于生產(chǎn)大中型單件的負(fù)壓實(shí)型鑄造，1995年約有20多家，年產(chǎn)7000t負(fù)壓實(shí)型鑄件。其中具有代表性的生產(chǎn)廠家有：第一汽車廠專用機(jī)床廠、第二汽車廠通用鑄鍛廠、西安建筑科技大學(xué)中興公司、北京吉普汽車有限公司、寶雞石油機(jī)械廠、白城通業(yè)集團(tuán)實(shí)型鑄造廠、大連機(jī)床廠鑄造分廠、山西華恩汽車配件公司、貴州險(xiǎn)峰機(jī)床廠等，其中絕大部分是汽車、機(jī)床行業(yè)廠家。與國外一樣，中國在實(shí)型鑄造行業(yè)中發(fā)展較快的是采用無粘結(jié)劑干砂和抽真空技術(shù)的實(shí)型鑄造——負(fù)壓實(shí)型鑄造，20年前處于試生產(chǎn)的只有幾個(gè)廠家，產(chǎn)量僅幾百噸，而今用于生產(chǎn)或試生產(chǎn)的已有80~100余家，正著手和準(zhǔn)備上此項(xiàng)目的廠家還有 120余家；其產(chǎn)量更是大幅度地增長。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，1995年和1997年負(fù)壓實(shí)型消失模鑄件產(chǎn)量分別為7200t 和20000t。從我國實(shí)型（消失模）鑄造生產(chǎn)的產(chǎn)品來看，與先進(jìn)國家相比，其形狀和品種基本相似，但復(fù)雜程度和質(zhì)量水平差距較大。（1）傳統(tǒng)實(shí)型鑄造幾乎與國外一樣，主要用于生產(chǎn)汽車覆蓋模具、機(jī)床和重型機(jī)械鑄件。早在20世紀(jì)70年代，（機(jī)床）鑄鐵件。（2）在負(fù)壓實(shí)型鑄造方面所生產(chǎn)的鑄件已從早期的磨球、襯板、管狀鑄件逐步發(fā)展到生產(chǎn)簡單箱體、閥門、管件類鑄件，近幾年又進(jìn)而發(fā)展到生產(chǎn)汽車和柴油機(jī)部件，如剎車盤、排氣歧管等較復(fù)雜鑄件。（3）我國的負(fù)壓實(shí)型（消失模）鑄造雖與工業(yè)先進(jìn)國家相比還有一定差距離，但在應(yīng)用上是成功的；在生產(chǎn)方式上也從單件大中型鑄件、大批量中小鑄件并舉發(fā)展，進(jìn)而轉(zhuǎn)向以大批量負(fù)壓實(shí)型鑄造為主；在技術(shù)上已日趨成熟，并具有一定水平；已有部分產(chǎn)品，如管狀鑄件、剎車盤、機(jī)箱體等行業(yè)的大中型企業(yè)中得到較快發(fā)展，而且將在我國廣大鄉(xiāng)鎮(zhèn)和私營中小鑄造廠獲得廣闊的發(fā)展前景。這已成為當(dāng)前中國負(fù)壓鑄造領(lǐng)域發(fā)展的一大特色。 消失模鑄造技術(shù)被國際譽(yù)稱為”二十一世紀(jì)的鑄造技術(shù)”，又譽(yù)稱為：”綠色鑄造”。該技術(shù)于1958年施洛耶發(fā)明，后經(jīng)維特和史密斯兩位學(xué)者研究應(yīng)用完善。上世紀(jì)70年代后期在國際上開始工業(yè)性開發(fā)；90年代在意大利、美國、德國、日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國家實(shí)現(xiàn)了工業(yè)性應(yīng)用；在這些國家已建有高度機(jī)械化和自動(dòng)化的消失模鑄造生產(chǎn)線。最近幾年國外又將該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展到”先消失，后鑄造”的水平。從產(chǎn)品情況看，1990年美國GM汽車公司在Saturu建立了一個(gè)年產(chǎn)55萬噸的三條全自動(dòng)化消失模鑄造生產(chǎn)線，生產(chǎn)四缸缸體，缸蓋。1995年德國BMW建成年產(chǎn)20萬各種規(guī)格的缸體，缸蓋的消失模生產(chǎn)線。2001年，美國GM所屬的Saginan金屬鑄造企業(yè)消失模生產(chǎn)線投產(chǎn)，生產(chǎn)vortel直式運(yùn)動(dòng)跑車6缸體的缸蓋，這兩種產(chǎn)品是目前最復(fù)雜，最有代表性的消失模產(chǎn)品，該廠能日產(chǎn)這兩種產(chǎn)品2000件以上。總之，廣泛采用消失模技術(shù)生產(chǎn)曲軸箱體的國家有美國、德國、意大利、法國、英國、印度、瑞士、荷蘭等國家。消失模鑄造在國內(nèi)存在的問題及其難點(diǎn)：這種工藝在國內(nèi)發(fā)展的時(shí)間有限，因此與之配套的專用基礎(chǔ)材料比較缺泛如涂料、發(fā)泡珠粒、專用粘膠。這些材料直接關(guān)系到鑄件的熱解殘留物（碳黑缺陷）粘砂狀態(tài)，這是它的難點(diǎn)之一。 從理論上講消失模非常適合結(jié)構(gòu)復(fù)雜的薄壁件鑄造。但像曲軸箱之類的復(fù)雜薄壁件的泡沫模樣受國產(chǎn)珠粒的最小直徑限制且這種小直徑的珠粒國內(nèi)不能生產(chǎn)，通常是通過分篩一定時(shí)間后累積而成，而珠粒所含發(fā)泡劑是隨時(shí)間而揮發(fā)的。即使進(jìn)口由于貯存時(shí)間有限，也不好辦，這是它的難點(diǎn)之二。充型平穩(wěn)這是對(duì)所有鑄造工藝的要求，但消失模要求更高，對(duì)曲軸箱之類的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件更為嚴(yán)格，否則泡沫有可能卷入金屬液中不能隨負(fù)壓排出，造成碳黑缺陷，如果這種缺陷出現(xiàn)在加工后的工作面，是非常致命的。當(dāng)然，碳黑缺陷的直接內(nèi)因是白模、粘膠熱解殘留物。但根據(jù)實(shí)踐統(tǒng)計(jì)，即便白模、粘膠均為不理想狀態(tài)。如果澆注設(shè)計(jì)合理。也可以消除90％的碳黑缺陷。問題在于國內(nèi)該消失模充型模擬軟件沒有，國外有一是買不起，二是我們?cè)S多原材料條件不清楚，用起來就與實(shí)際情況相差甚遠(yuǎn)，這是它的難點(diǎn)之三。 負(fù)壓實(shí)型鑄造，由于負(fù)壓作用金屬液通過涂層的毛細(xì)管滲出，極易造成粘砂，這種粘砂問題的解決又和碳黑缺陷問題的解決辦法又剛好矛盾。而在規(guī)模生產(chǎn)時(shí)要獲得高的合格率及優(yōu)良的內(nèi)在質(zhì)量，則必須解決曲軸箱的水道、油道的粘砂和碳黑缺陷這兩個(gè)最為關(guān)鍵的技術(shù)難題，而這兩大難點(diǎn)在消失模鑄造中往往是難以逾越的障礙。經(jīng)研究分析，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱缸體水道，油道產(chǎn)生粘砂的主要原因：水道、油道均處于熱飽和區(qū)域，鐵水液態(tài)時(shí)間相對(duì)較長，在負(fù)壓的作用下易滲出；水道是半封閉式的狹窄型腔，涂料在轉(zhuǎn)角交界處強(qiáng)度不夠，型砂緊實(shí)不足，在鐵水靜壓力作用下易開裂；涂層在烘干過程中開裂，產(chǎn)生碳黑缺陷的主要原因：白模、粘膠；澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理；涂層型砂透氣性差，負(fù)壓不夠。熱解產(chǎn)物排出不暢；澆注后負(fù)壓保持時(shí)間過長。如果單從克服粘砂缺陷考慮，可以增加涂層厚度，降低負(fù)壓絕對(duì)值，粘砂情況立馬解決，但又不利于模樣高溫?zé)岬漠a(chǎn)物的排出，鑄件隨即產(chǎn)生碳黑缺陷，反之亦然，這是它的難點(diǎn)之四。項(xiàng)目產(chǎn)品465Q系列缸體的缸筒部份直接與活塞組成磨擦副，不像其它類別的缸體要加缸套，加之465Q系列屬于小排量小缸體，因此水道、油道更為窄小，無疑對(duì)其質(zhì)量要求和難度都非常大，這是它的難點(diǎn)之五。正是基于這些原因，國內(nèi)消失模鑄造盡管有長足發(fā)展，但也只能生產(chǎn)變速箱殼體、管件、閥門之類的簡單件。本項(xiàng)目所發(fā)明的”負(fù)壓實(shí)型鑄造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱體的方法”應(yīng)該代表國內(nèi)負(fù)壓實(shí)型鑄造法的一個(gè)方向，不但可以在微車發(fā)動(dòng)機(jī)、曲軸箱體的鑄造上得到廣泛應(yīng)用，而且可以在其它車型的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱上也得到廣泛應(yīng)用，具有非常突出的優(yōu)點(diǎn)：外型美觀、尺寸精確、加工余量小、重量輕、勞動(dòng)強(qiáng)度小、鑄件斷面金相優(yōu)良等，假以時(shí)日，必將引發(fā)國內(nèi)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體鑄件方法的革命。其與國內(nèi)其它消失模鑄造的產(chǎn)品比較如下表：內(nèi)容國內(nèi)水平項(xiàng)目單位水平備注鑄件復(fù)雜系數(shù)一般一級(jí)復(fù)雜系數(shù)（最為復(fù)雜）鑄件附加值（灰鐵）5—6元/公斤11元/公斤壁厚4mm3mm內(nèi)部合格率90%96%機(jī)加合格率90%96%夾層數(shù)量無夾層水、油道雙夾層項(xiàng)目主要研究內(nèi)容 薄壁件的珠粒成型 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 涂料性能、涂層厚度、浸涂方法 澆注溫度、負(fù)壓度解決、克服粘砂和碳黑缺陷的方法項(xiàng)目技術(shù)實(shí)現(xiàn)依據(jù)專利：① 剛等 負(fù)壓實(shí)型鑄造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱體的方法 ②黃剛等 克服汽車曲軸箱鑄件水道、油道粘砂和碳黑缺陷的方法 關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)的依據(jù)項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)是：解決消失模工藝鑄造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱鑄件生產(chǎn)中出現(xiàn)的水道、油道粘砂缺陷及碳黑缺陷。如果這兩個(gè)缺陷不能克服則不可能有工業(yè)化生產(chǎn)。而它實(shí)現(xiàn)的依據(jù)有：① 利：負(fù)壓實(shí)型鑄造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱體的方法 克服汽車曲軸箱鑄件水道、油道粘砂和碳黑缺陷的方法 ②項(xiàng)目單位的技術(shù)力量及外聘的國內(nèi)專家和熟練的技術(shù)工人。③項(xiàng)目單位長期從事該項(xiàng)工作的技術(shù)積累。④企業(yè)的設(shè)備能力能解決關(guān)鍵技術(shù)。項(xiàng)目技術(shù)實(shí)現(xiàn)主要面臨的風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)對(duì)措施項(xiàng)目上量需要一大批技術(shù)熟練的企業(yè)職工，即要達(dá)到澆注合格率和機(jī)加合格率雙超96%要下一定功夫。解決辦法是強(qiáng)化企業(yè)員工操作技能培訓(xùn)，認(rèn)真實(shí)施ISO90012000質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)化質(zhì)量管理，加強(qiáng)白區(qū)檢測(cè)設(shè)備，變?nèi)藶橐蛩貫槭芸匾蛩兀源吮ＷC汽車曲軸箱缸體的鑄造質(zhì)量和加工質(zhì)量。上量后流動(dòng)資金需求矛盾比較突出解決辦法是通過各種渠道融資或者聯(lián)營或出讓股權(quán)等方法來解決流動(dòng)資金問題。項(xiàng)目技術(shù)成熟性項(xiàng)目所處階段：□研發(fā) □中試 √批量生產(chǎn) □規(guī)模生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)成熟性分析 項(xiàng)目始于1999年，經(jīng)過了研究、開發(fā)、中試階段，現(xiàn)處于小批量生產(chǎn)階段。—，內(nèi)部合格率目前在85%—93%之間。用戶機(jī)加工合格率在93%左右，即生產(chǎn)量大一些，機(jī)加工合格率就要發(fā)生一些變動(dòng)，從實(shí)踐說明，關(guān)鍵技術(shù)是成熟和可靠的。 就消失模技術(shù)本身來說，國內(nèi)外都有許多深入和豐富的研究，也有許多成功應(yīng)用的范例，因而像預(yù)發(fā)泡、成型、模具開發(fā)、抽真空、震實(shí)、負(fù)壓、澆注溫度等都是些成熟的關(guān)鍵技術(shù)。將其應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體鑄造，除上述成熟的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用外，還需要解決的關(guān)鍵技術(shù)就是：模樣分型、薄壁成型、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、解決粘砂和碳黑缺陷的方法及涂料性能。這以兩個(gè)專利《負(fù)壓實(shí)型鑄造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱體的方法》 和《克服汽車曲軸箱鑄件水道、油道粘砂和碳黑缺陷的方法》 形式體現(xiàn)，并被生產(chǎn)實(shí)踐所證實(shí)。用戶意見重慶乾皓汽車零部件制造有限公司已于2004年10月—12月試用了本項(xiàng)目產(chǎn)品，并于2004年12月5日反饋回意見，該意見稱：“我公司采用南川