我国消失模铸钢发展现状

关键词：消失模 铸钢 发展现状

全国消失模铸造技术委员会和中国消失模铸造网站资料表明，全国消失模铸造会员283名，包括铸造企业、模具公司、设备公司、辅助材料公司以及个人会员。其中，从事铸钢件生产的厂家有60家，从事铸铁的有50家，可见消失模铸钢市场十分活跃，成为中国消失模铸造的特色之一。本文将从消失模铸钢企业规模、产品类型、工艺特点以及典型缺陷问题等四个方面介绍我国消失模铸钢技术发展现状和存在的问题。

一、企业规模

本文仅以企业年产量来说明企业的发展规模。对全国消失模铸造技术委员会中铸钢企业会员的年产量进行统计，结果表明，目前我国有2家年产量达5000吨，另有3家年产量可达3000吨，6家年产量可达2000吨，9家年产量可达1000吨。如下表1列出了我国消失模铸钢企业中具有代表性的单位。

表1只列出了部分铸钢企业生产规模，一方面是因为其他铸钢会员单位的生产能力相对较小，年产量不及1000吨；另一方面是由于一部分铸钢会员单位所提供的信息不全，无法得知其生产能力。就生产规模而言，对全国消失模铸造技术委员会会员企业总年产量统计，铸钢总年产量为50000吨，铸铁总年产量为86000吨。虽然以上统计数据均为不完全统计，但在一定程度上说明了：我国消失模铸钢行业，相对于铸铁和铸铝，有较大的发展空间和较强的发展基础。

二、产品类型

笔者先后调研了湘潭县瑞利消失模铸造有限公司、三一重工娄底市中源新材料有限公司、江西丰远铸钢有限公司、江岸机车车辆厂豪晟机械责任有限公司以及十堰飞远汽车零部件公司等消失模铸钢企业，这些企业的产品类型反映了我国消失模铸钢行业的几个特点：

1、以耐磨、耐热、耐腐蚀等铸钢件为主，逐渐向普通碳钢尤其是低碳钢铸件探索。从表1可以看出，年产量达到1000吨的这16家会员企业中，有7家从事“三耐”铸钢件生产，约占总数的50%。也就是说，在消失模铸钢行业中，“三耐”铸钢件相对于其他材质铸钢件更容易获得合格产品。三一重工娄底市中源新材料有限公司以Mn13合金钢弯管为主要产品（如图1、图2），其产品种类固定，常年大批量生产。凭借多年的生产经验，该公司2008年年初的产品产品合格率已达93%。

2、中大型件的生产能力逐渐提高，铸钢单件的最大重量达1.5吨。相对于砂型铸造来说，由于采用了干砂造型，消失模铸造产品的最大重量会受到限制。然而随着消失模铸造技术的不断发展，这种限制也在不断地被突破。据笔者所掌握的信息，江西丰远铸钢有限公司所生产的铸钢单件最大重量已达1.5吨。江西丰远铸钢有限公司是多品种，小批量的生产模式，其产品以中大型铸钢件为主（如图3、图4），泡沫模样均由泡沫板材手工制作。上文提及该公司2007年产量达5000吨，远超过其他铸钢会员企业，这一方面是由于该公司选择中大型件为主要产品；而更重要的是由于该公司生产中大型件的能力在逐渐提高。

3、向生产机械性能要求高的零部件方向探索，消失模铸钢技术应用范围逐渐扩大。铸钢件的增碳、增氢等问题是我国消失模铸钢企业面临的共同难题，这在很大程度上限制了我国消失模铸钢技术的应用范围，尤其是对机械性能要求高的铸钢件。但我国一直都没有停止对这类零部件的探索。江岸机车车辆厂豪晟机械责任有限公司是一家从事火车配件生产的消失模铸钢企业（部分产品如图5、图6所示）。十堰飞远汽车零部件公司是今年3月份才开始从事消失模铸钢件生产的企业，专一生产汽车后桥壳铸钢件（如图7、图8）。这类产品均涉及人事安全，因而要求铸件的增碳、增氢等缺陷控制在更小的范围内，这不仅是对这些企业的挑战，也是对我国消失模铸钢技术的挑战。

三、铸造技术特点

与砂型铸造的“空型”铸造不同，消失模铸造是采用了泡沫模样的“实型”铸造。长期以来，我国消失模铸钢技术都是采用高温浇注，配合真空负压使得泡沫模样气化后透过铸型排出型腔，达到泡沫模样“消失”的目的。而在今年4月召开的“全国第四届消失模铸造企业技术交流研讨会”和5月召开的“2008（第8届）中国黄山？铸造科工贸大会”上分别介绍了一种铸造技术。在“全国第四届消失模铸造企业技术交流研讨会”上，江西丰远铸钢有限公司的赵光总经理介绍了该公司的生产方法，这种方法被刘立中先生称之为“排碳法”。从前面介绍该公司产品时可以看出，其产品生产采用以大冒口代替浇注系统，配合高真空负压，顶注方式浇注（如图9、图10）。

由于冒口较大，浇注时空气在铸型真空负压作用下能顺利进入型腔，加速泡沫模样燃烧。同时泡沫模样燃烧产品在气流的作用下上浮，通过冒口排出型腔。因此，在浇注的整个过程中都能看到有大量黑烟从冒口逸出（如图11、图12）。

据介绍，由于浇注过程中泡沫通过燃烧“消失”且其燃烧产品有效地排出铸型，因而这种铸造技术能有效地减少因碳氢化合物泡沫引起的增碳、增氢等缺陷。

在“2008（第8届）中国黄山？铸造科工贸大会”上，中南铸冶材料研究所刘玉满教授介绍了另一种铸造技术，被其称之为“消失模EPS负压燃烧空壳铸造技术”。技术过程简图如下图13～图16所示：

据介绍，此铸造技术其旨亦在减少碳氢化合物泡沫对铸件质量的影响。而且此铸造技术已在广东、广西、湖南、黑龙江、重庆等地方的厂家生产中得到了应用，并取得了明显的效果。而据河南省洛阳市万开机械有限公司符秀玲经理介绍，目前这种铸造技术还仅限于生产简单厚大零部件，对其他类型零部件的效果还不明显，且还需要增加其他辅助工艺条件。#p#分页标题#e#

四、典型缺陷问题

消失模铸钢件除了前文所提及的增碳、增氢等缺陷问题外，对于某类特定零部件来说，还存在铸造裂纹、渣孔、气孔以及机械性能等典型缺陷问题。

如图17所示为江岸机车车辆厂豪晟机械责任有限公司的冲击座出现铸造裂纹缺陷。据统计，近期该缺陷发生几率高达50%，后续消耗大量焊补工时。图18是十堰某厂的某型号缸套，零件机械加工后出现大量渣孔缺陷。图19是山西临汾一消失模铸钢公司的某产品，零件经机械加工后发现大量气孔缺陷。图20是十堰飞远汽车零部件公司对后桥壳试件剖析并进行机械性能测试，结果发现试件金相组织不均匀，屈服强度略低，更严重的是延伸率不到10%（要求为15%）。

引起消失模铸钢缺陷问题的原因很多，既有技术方面的原因，也有操作技巧方面的原因，具体原因还得根据企业和产品的具体条件来分析。

五、结论：

1.消失模铸钢在我国消失模铸造行业中相对比较活跃，且具有较大发展空间；

2.铸钢件以“三耐”铸件为主，逐渐向低碳钢件、中大型钢件和机械性能要求高的铸钢零部件等方向探索；

3.在生产技术方面出现了“排碳法”和“空壳法”两种新的铸造技术；

4.铸件仍然存在很多缺陷问题。