消失模鑄造技術可行性分析報告

五民

一、工藝前景
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鑄造業是機械制造產業鏈中的基礎環節。消失模鑄造是20世紀50年代末發展起來的革命性新技術，其設計制造靈活，可生產非常復雜的鑄件，生產工序簡潔，生產效率高且綠色環保，產品近無余量、精確成形，鑄件質量好，被譽為“21世紀的鑄造新技術”、“鑄造中的綠色工程”。經過五十多年的發展，其技術優勢日益明顯，作為當今頂尖的鑄造技術被世界發達國家廣泛采用。全球知名生產企業所需優質鑄件均指定使用消失模鑄造技術，市場前景極為廣闊。

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目前，中國正逐步發展成為世界第一鑄件生產國，并已經形成了以長江三角洲、珠江三角洲、環渤海灣為代表的三大世界級制造業基地，且以超過兩位數的速度繼續迅猛發展，世界各國所需鑄件中接近90%以上均由中國生產。

隨著中國作為“世界工廠” 在國際上的地位日益提高，中國鑄造工業躋身世界領先行列對消失模鑄造技術、設備的研究與使用顯得極為重要，不僅對提高我國的鑄造業水準有著深遠的影響，對提高我國的綜合國力和國民經濟的可持續性發展也有著相當重要的戰略意義。

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4 s- h2 @0 r$ |; g) ]1 ]& L. [3 z二、工藝簡介：
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消失模鑄造又稱負壓實型鑄造，是將泡沫塑料制成的模型埋入無粘結劑的干砂中造型，采用微震加負壓緊實，在沒有芯子甚至沒有冒口的情況下澆入液態金屬，在澆鑄和凝固過程中繼續保持一定的負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），當時泡沫模型還是采用泡沫板材加工的，用含粘結劑的型砂造型。1962年美國人M.C.flemings用干砂和泡沫模生產鑄件。80年代初這種方法開始應用于工業生產。1982年福特汽車公司在Essex工廠建成了一條年產2.5萬只鋁合金進氣歧管生產線，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㎡、生產能力180型/h、年產100萬只鋁合金進氣歧管的高度自動化生產線，揭開了消失模技術在先進工業國飛速發展的序幕。 1990年通用汽車公司在Saturn建成年產鑄件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線，生產鋁合金四缸缸體、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時國內規模最大的消失模車間（4400㎡），年產鑄鐵件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產生了濃厚的興趣。在北美、西歐和日本等先進的工業國家，鑄造界的企業家們以極大的熱情投入消失模技術的開發研究，并取得了前所未有的進展。


- K$ s4 R9 o/ ?, a三、工藝特點：


* `6 j7 E' B& y. v$ f, ~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，澆鑄前無需取出造型模具（木模），無分型面，無砂芯，因此產品無飛邊毛刺，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水平要求不高，對鑄造行業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物可能會對鑄件的質量帶來不利影響，但只要對模型材料和制模工藝、涂料以及干砂緊實等環節進行嚴格、有效的控制，完全可以克服不利的影響因素，獲得優質的鑄件。
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$ j0 L, ?: {  P; k) O/ Q2、可以大大改善鑄造車間的環境條件，容易實現無污染生產。低溫下聚苯乙烯（EPS）對環境完全無害，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產生有機物的時間短，易于收集，可以通過對砂箱抽真空進行集中處理，實屬對環境的無公害排放。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97％以上，整個工藝過程容易實現機械化、自動化生產。
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6 W  D# v. l- E7 n; l# e5 c2 t3、鑄件形狀、結構不受限制，為鑄件設計提供了充分的自由度。原先由多個零件加工組裝的構件，可以通過分片制模然后粘合的辦法進行整體澆鑄成型。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、生產制造成本低，設備投資小。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，所需的成形設備少，投資小。一般說來采用該技術，設備投資可減少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符合鑄造業發展的總趨勢，有著廣泛的發展前景。
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四、經濟分析：


以產品最大尺寸（長寬高）600mm、重量0.025噸的鑄件為例，按年產1000噸計算；（不包括廠房、鐵水熔煉、工裝、夾具、水電、發泡設備，自動砂處理設備等）。
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1、設備投入 10萬元左右： A．真空系統； B．涂料系統；C．消失模系統；D、砂箱系統；E．振動系統。

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  m6 L- y: Y# Z& R% w  m2、產品成本：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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$ @% l2 A5 G' o: D3、產品執行標準和質量保證體系：可按精密鑄造標準生產以及檢驗。
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5 M' o& |( a4 x4、環保要求：本工藝對環境不構成污染。操作環境遠遠好于普通鑄造，無“三廢”問題。
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5、工藝路線：泡沫塑料模制作（發泡或手工），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，箱內澆鑄、冷卻，扣箱清理，進行下一循環。
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6、 資金需求： 設備資產投資 10萬元左右（不含熔煉等其它設備） 流動資金 20萬元（按當月產品售出下月資金回籠）
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$ ?) P. a0 I% c7、 人員構成： 操作壯工 4人， 技術人員 2人， 清理人員 1人， 財務人員 2人， 合計 9人


8、 經濟分析： 產品售價 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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假設除專用設備外的投資為40萬元，總投資50萬元，日產量按每天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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8 o4 I" ?# K8 u: r5 I  P( q. B五、綜合結論


+ z7 P$ _# G3 Q) d4 N) X- c消失模鑄造符合當今鑄造技術發展的總趨勢，有著廣闊的前景，它是替代傳統的砂型鑄造工藝的佼佼者，與傳統鑄造技術相比，還具有無與倫比的優勢。

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

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東風模具，說差36.7%。

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操作壯工4人不夠吧，白區發泡制作模具最少要2個人，黃區上涂料烘干最少要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