消失模鑄造生產(chǎn)實用手冊

前言

鑄造是汽車、電力、鋼鐵、石化、造船、裝備制造等支柱產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)制造技術(shù)，新一代鑄造技術(shù)也是當(dāng)代材料工程和先進(jìn)制造技術(shù)的重要內(nèi)容。中國已是世界鑄件生產(chǎn)的第一大國，進(jìn)入21世紀(jì)，中國鑄造業(yè)迎來了持續(xù)發(fā)展的大好局面，同時也面臨對鑄件生產(chǎn)的技術(shù)水平、質(zhì)量、能源消耗、環(huán)境污染等方面的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。消失模鑄造又稱實型鑄造，是將與鑄件尺寸形狀相似的泡沫模樣粘接組合成模樣簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂或鎂橄欖石砂、寶珠砂中振動造型，在負(fù)壓下澆注，使模樣氣化，液體金屬占據(jù)模樣位置，凝固冷卻后形成鑄件的新型鑄造方法。消失模鑄造技術(shù)被鑄造界的人士稱為“21世紀(jì)的鑄造技術(shù)”，“鑄造工業(yè)的綠色革命”。在制造業(yè)的迅猛發(fā)展以及對環(huán)保、綠色制造的要求日益嚴(yán)厲的形勢下，消失模鑄造技術(shù)以其無與倫比的優(yōu)勢，成為改造傳統(tǒng)鑄造產(chǎn)業(yè)應(yīng)用較廣的高新技術(shù)之一。為適應(yīng)我國消失模鑄造生產(chǎn)的需要，結(jié)合我國鑄造企業(yè)的技術(shù)現(xiàn)狀，為眾多企業(yè)從事消失模鑄造的廣大工程技術(shù)人員、管理人員以及現(xiàn)場的實際操作者，撰寫一本以消失模鑄造基礎(chǔ)知識和生產(chǎn)應(yīng)用為指導(dǎo)的工具書，是十分必要的。鑒于此，《消失模鑄造生產(chǎn)實用手冊》（以下簡稱《手冊》）于2008年初開始組織策劃。《手冊》內(nèi)容注重實用，以消失模鑄造生產(chǎn)工藝為線索，涉及消失模鑄造生產(chǎn)的主要方面：工藝、設(shè)備、原輔材料、節(jié)能環(huán)保、質(zhì)量控制等，全面總結(jié)了近年來消失模鑄造生產(chǎn)方面的數(shù)據(jù)、圖表和應(yīng)用成果，匯集了國內(nèi)外在消失模鑄造技術(shù)方面的成熟經(jīng)驗和應(yīng)用實例，希望對讀者從事消失模鑄造生產(chǎn)實踐提供有益的指導(dǎo)。為了使《手冊》內(nèi)容既貼近生產(chǎn)實際，又具有一定的深度和廣度，參加編寫的人員都是從事消失模鑄造生產(chǎn)實踐多年的學(xué)者、企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)和一線專家。他們來自西安工業(yè)大學(xué)，西安理工大學(xué)，鑄造工程師雜志社，沈陽中世機械電器設(shè)備有限公司，杭州凱斯特化工有限公司，富陽江南輕工包裝機械廠，杭州奧寶化工有限公司，合肥工業(yè)大學(xué)，浙江大學(xué)城市學(xué)院，河北大地鑄造機械有限公司，杭州卓越機電技術(shù)有限公司，江陰華澳機電設(shè)計研究所有限公司，杭州雙金機械集團有限公司，河北科技大學(xué)，長安大學(xué)，南京金陵稀土材料廠，西安機電研究所，沈陽恒豐實業(yè)有限公司，上海儀器儀表信息網(wǎng)，浙江西子富沃德電機有限公司，杭州學(xué)林科技開發(fā)服務(wù)部鑄造研究室等?！妒謨浴酚烧轮壑骶帲醮壕?、鄧宏運副主編。感謝所有參與《手冊》的編寫人員和工作人員的辛勤勞動和努力，沈陽鋼鐵研究所崔春芳高級工程師對《手冊》編寫提供了幫助，鑄造技術(shù)雜志社李曉霞編輯、中冶陜壓重工設(shè)備有限公司靖林助理工程師對全書的文字及圖表進(jìn)行了計算機標(biāo)準(zhǔn)化處理，感謝西安中電電爐有限公司、西安泉特科技有限公司、西安澳秦特種鐵合金有限責(zé)任公司、煙臺四方鑄造設(shè)備有限公司、河北任丘現(xiàn)代模具有限公司、洛陽劉氏模具有限公司、遼寧大石橋廣益礦產(chǎn)集團有限公司等有關(guān)單位的大力支持和幫助。同時，對給《手冊》提供技術(shù)工藝、設(shè)備、儀表儀器、分析檢測、原材料、消失模鑄造有關(guān)資料介紹、信息的諸位友人致以衷心感謝。由于時間倉促和編者水平所限，書中遺漏和不當(dāng)之處，懇請讀者批評指正。

內(nèi)容概要

消失模鑄造技術(shù)被鑄造界的人士稱為“21世紀(jì)的鑄造技術(shù)”，“鑄造工業(yè)的綠色革命”。在制造業(yè)的迅猛發(fā)展以及對環(huán)保、綠色制造的要求日益嚴(yán)厲的形勢下，消失模鑄造技術(shù)以其無與倫比的優(yōu)勢，成為改造傳統(tǒng)鑄造產(chǎn)業(yè)應(yīng)用最廣的高新技術(shù)之一。    本書內(nèi)容注重實用，以消失模鑄造生產(chǎn)工藝為線索，涉及消失模鑄造生產(chǎn)的主要方面：工藝、設(shè)備、原輔材料、節(jié)能環(huán)保、質(zhì)量控制等，既全面總結(jié)了近年來消失模鑄造生產(chǎn)方面的數(shù)據(jù)、圖表和應(yīng)用成果，還匯集了國內(nèi)外在消失模鑄造技術(shù)方面的成熟經(jīng)驗和應(yīng)用實例。    本書可供從事消失模鑄造的廣大工程技術(shù)人員、管理人員以及現(xiàn)場的實際操作者閱讀，也可供鑄造相關(guān)專業(yè)院校師生參考。

書籍目錄

第1章  概述  1.1  消失模鑄造發(fā)展概況  1.2  消失模鑄造工藝流程  1.3  消失模鑄造工藝分類及特點  1.4  消失模鑄造原輔材料  1.5  消失模鑄造關(guān)鍵技術(shù)  1.6  消失模鑄造專用設(shè)備  1.7  消失模鑄造適用性與經(jīng)濟性    1.7.1  消失模鑄造適用性    1.7.2  消失模鑄造經(jīng)濟性  參考文獻(xiàn)第2章  消失模模樣的制作  2.1  概述  2.2  模樣原材料    2.2.1  可發(fā)性聚苯乙烯樹脂珠粒    2.2.2  EPS模樣材料的主要技術(shù)指標(biāo)    2.2.3  可發(fā)性甲基丙烯酸甲酯與苯乙烯共聚樹脂    2.2.4  共聚樹脂StMMA主要技術(shù)指標(biāo)  2.3  模樣制造    2.3.1  預(yù)發(fā)泡    2.3.2  預(yù)發(fā)泡珠粒的熟化    2.3.3  模樣的發(fā)泡成型    2.3.4  發(fā)泡成型模具    2.3.5  模樣成型設(shè)備    2.3.6  模樣的干燥與穩(wěn)定化    2.3.7  模樣的組裝    2.3.8  泡沫塑料模樣的加工成型  2.4  泡沫塑料模樣的質(zhì)量檢驗  2.5  泡沫塑料模樣的常見缺陷及對策  參考文獻(xiàn)第3章  消失模鑄造涂料第4章  消失模造型材料和造型工藝第5章  消失模鑄造工藝第6章  消失模鑄造砂處理及鑄件清理第7章  消失模鑄造生產(chǎn)線及車間設(shè)計第8章  消失模鑄造的三廢處理與防止措施第9章  消失模鑄造合金熔煉及應(yīng)用實例第10章  消失模鑄造質(zhì)量控制及缺陷防止

章節(jié)摘錄

插圖：消失模鑄造技術(shù)是用泡沫塑料（EPS、STMMA或EPMMA）制作成與鑄件結(jié)構(gòu)、尺寸完全一樣的模樣，經(jīng)浸涂耐火黏結(jié)涂料（起強化、光潔作用）烘干后埋入特殊砂箱干砂造型，經(jīng)三維或二維微振加負(fù)壓緊實，不用泥芯、活塊甚至無冒口的情況下澆入熔化的合金液，整個過程保持著一定的負(fù)壓，使模樣受熱氣化分解進(jìn)而被合金液取代的一次性成型鑄造新工藝。消失模鑄造有多種不同的叫法，國內(nèi)主要叫干砂實型鑄造、負(fù)壓實型鑄造，簡稱EP（：鑄造。國外的叫法主要有l(wèi)ostfoamprocess（美國）、policastprocess（意大利）等。它與傳統(tǒng)的鑄造技術(shù)相比，具有很大的優(yōu)勢，被國內(nèi)外的鑄造界譽為“21世紀(jì)的鑄造技術(shù)”和“鑄造工業(yè)的綠色革命”。消失模鑄造綜合了“磁型鑄造”和“V法鑄造”，1956年美國人H.F.Shoyer開始了將聚苯乙烯泡沫塑料用于鑄造的試驗，并獲得成功，引發(fā)了人們的極大興趣。1958年以專利的形式公布于眾，當(dāng)時稱之為“無型腔鑄造”。起初此法只是用來制造金屬雕像和藝術(shù)品鑄件，經(jīng)多年實踐和探索，1962年原聯(lián)邦德國從美國引進(jìn)專利，消失模鑄造法才逐步被開發(fā)，并在工業(yè)上得到應(yīng)用和推廣。1999年美國人威斯康星大學(xué)的一項調(diào)查表明，在1990年有6％的鋁合金鑄件是使用該工藝。從1997年起灰鑄鐵和球鐵方面也有較快增長，到2009年達(dá)到15％。中國研究和發(fā)展消失模鑄造的歷史和國外基本相似，某些方面如StMMA泡沫塑料已接近或達(dá)到國外技術(shù)水平，并具有獨到之處。20世紀(jì)80年代后，有多家單位制造可發(fā)性聚苯乙烯預(yù)發(fā)泡機和發(fā)泡成型機，其中富陽聯(lián)發(fā)消失模成型設(shè)備廠與EPS、StMMA粒料同步配套發(fā)展。中國的消失模鑄造技術(shù)也被國家重點推廣，消失模工業(yè)具有了一定的規(guī)模，成為鑄造工業(yè)的重要組成部分，生產(chǎn)鑄件在鑄造行業(yè)中所占比重不斷提高，消失模鑄造已成為改造傳統(tǒng)鑄造廠家應(yīng)用的最為廣泛的高新技術(shù)之一。但總的來說，中國消失模鑄造生產(chǎn)應(yīng)用水平與發(fā)達(dá)國家仍有差距。目前消失模鑄造技術(shù)在國內(nèi)主要應(yīng)用在以下幾個方面。（1）應(yīng)用的鑄件合金種類鋁合金，鎂合金，銅合金，灰鑄鐵，球墨鑄鐵，特種鑄鐵（高鉻鑄鐵、抗磨鑄鐵、耐磨鑄鐵、耐蝕鑄鐵），普通碳鋼，中、高碳低合金抗磨鋼，特種鑄鋼（高錳鋼、鎳鉻耐熱鋼、耐蝕鋼）及不銹鋼等。

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《消失模鑄造生產(chǎn)實用手冊》內(nèi)容注重實用，以消失模鑄造生產(chǎn)工藝為線索，涉及消失

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