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    精密鑄造對市場的適應能力和競爭

    作者:真人斗牛鑄業 日期:2019-02-10
    內容摘要:現階段,國內精密鑄造行業內使用的製殼工藝主要有以下4種:矽溶膠一低溫蠟型殼、複合型殼、水玻璃型殼以及矽溶膠一中溫蠟型殼。

    現階段,國內精密鑄造行業內使用的製殼工藝主要有以下4種:矽溶膠一低溫蠟型殼、複合型殼、水玻璃型殼以及矽溶膠一中溫蠟型殼。其中,前3種製殼工藝均采用低溫蠟模,第4種采用中溫蠟模。為了滿足市場及客戶對精密鑄造產品質量和價位方麵的不同需求,需對各製殼工藝進行分析並逐步改善,從而提高產品對市場的適應能力和競爭力。

    1水玻璃型殼

    水玻璃型殼工藝所需成本低廉、生產周期短、脫殼性優良並且具有高的透氣性,以上也是其它工藝遙不能及的優點。近年來,由於耐火材料的改進以及新型硬化劑的廣泛應用,該工藝製得的型殼強度、尺寸精度、鑄件表麵質量和成品率得到了大幅度提高。但是,相比其他3種工藝來說,水玻璃型殼工藝得到鑄件的質量仍然較差。

    1.1存在的問題

    (1)水玻璃粘結劑由於有較高的Na2O含量,因此,在高溫下的型殼強度以及抗蠕變僅為矽溶劑型殼的1/30~1/50。同時,由於麵層的耐火材料選用的石英砂(粉)硬化劑選用氯化鉸,這就導致精鑄件的質量等級較差。

    (2)該工藝型殼的生產條件較差,很難控製生產過程及其參數,而影響精鑄件質量的操作工序的操作規範也不能嚴格執行。因此,該工藝現仍停留在手工工作階段,這就使得產品質量很難保證,廢品率和返修率一直較高。

    1.2改進方法及成本優化

    (1)耐火材料選用高純度矽微粉代替石英砂粉,並采用圓形石英粉製成麵層塗料。表2即為矽微粉技術參數。這可以提高麵層的化學穩定性,也可得到高粉液比塗料。

    (2)加強對生產現場的管理,按照標準進行操作,並改善生產環境,從而保障型殼質量。

    (3)選用石英一矽溶膠型殼替代石英一水玻璃型殼,這就可以取消水玻璃和氯化鉸硬化劑的使用。通過計算成本,發現該方法在保證生產周期不變的情況下僅使生產成本增加了0.46元/kg。

    2複合型殼

    由於水玻璃型殼工藝具有上述缺點,因此,目前許多廠家多采用複合型殼工藝,也就是第 一、二層選用錯英石/莫來石一矽溶膠型殼,而背層仍為水玻璃型殼。該方法結合了矽膠型殼和水玻璃型殼的優點,極大提高了鑄件表麵質量,並較低了表麵粗糙度,並使返修率下降。

    2.1存在的問題

    (1)由於背層仍選擇水玻璃型殼,因此,符合型殼的高溫強度以及抗蠕變能力仍低於矽溶膠型殼。較終得到的產品的尺寸精度均低於矽溶膠型殼。

    (2)當型殼前兩層由水玻璃變成矽溶膠後,其整體透氣能力大大降低。當燒培溫度低、保溫時間短時,鑄件會產生冷隔等缺陷,這就導致複合型殼工藝不能用於薄壁件、小件以及特小件。

    (3)采用複合型殼技術得到的鑄件質量其穩定性明顯低於矽溶膠型殼。這仍然與背層采用質量不穩定的水玻璃粘結劑有關。

    (4)複合型殼技術若采用錯英石,其成本為水玻璃型殼的4.5倍,如表1;而采用莫來石作麵層,其成本與矽溶膠型殼也差別不大。由此可見,複合型殼技術的低成本優越並不十分明顯。

    2.2改進方法及成本優化

    (1)麵層型殼的耐火材料選用石英代替錯英砂,實踐也證明了這種方法現實可行。采用該方法可使每噸型殼成本下降了3000元左右,僅比水玻璃型殼增加460元。

    (2)背層耐火材料需要具有穩定的質量,優良的高溫性能並且相對便宜,同時還要保證與麵層耐火材料的膨脹率匹配。推薦兩種背層材料,分別為石英粉塗料一耐火粘土(體積比1:1)和顆粒粉塗料一耐火粘土(體積比7:3)。

    (3)加強生產工序的質量管理,改善生產環境。

    3矽溶膠(低溫蠟)型殼

    矽溶膠(低溫蠟)型殼工藝在製造大件時具有其獨特的優越性和適應性。低溫蠟型殼工藝相比中溫蠟設備簡單,並且成型容易,較終得到的表麵粗糙度也相差不大,這就能符合中大鑄件對尺寸、精度等較低的要求。與複合型殼相比,其尺寸精度高、高溫性能好、抗蠕變能力強。該工藝既能生產薄壁件、中小件,也可生產特大件,並能得到較高的成品率。

    3.1存在的問題

    (1)型殼多在水中脫蠟,鑄件表麵易產生夾雜,因此該方法返修率較高。

    (2)矽溶膠(低溫蠟)型殼的生產周期較長。如若有死角未幹透,水中脫蠟時容易使矽溶膠回溶,較終導致型殼產生裂紋。

    (3)該方法成本較高,約為水玻璃型殼的5倍,較複合型殼多17%。

    3.2改進方法及成本優化

    (1)針對該方法在水中脫蠟不徹底而產生夾雜缺陷,多采用蒸汽脫蠟方法保證鑄件質量。如果采用熱水脫蠟,需在水中加入少量工業鹽 酸(體積分數1%~3%。在回收蠟的過程中,可以選用含鹽 酸3%~5%的酸化水,並保證足夠的沸騰時間和沉澱時間。(2)采用日漸成熟的“快幹矽溶膠”製殼,從而縮短生產周期。快幹矽溶膠市場價僅高出普通矽溶膠的20%~30%,該成本提高可通過提高生產率、減少電耗來彌補。

    (3)采用石英粉作為麵層耐火材料可以有效降低該型殼工藝的成本,相比采用錯英石其成本可下降55.8%。