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作者： 来源： 发布时间：2014/2/10 0:00:00  点击数：4213

摘要：中国是研究和应用实型(消失模)铸造较早的国家，到今已有40年；尤其是近几年产量逐年递增，发展十分迅速。据我们不完全统计，2003年FM(EPC)铸件产量为140600吨，是1991年的61倍，是1995年的9.3倍，最为可喜的是，从原辅材料、专用设备和应用方式诸方面，走出了具中国特色的消失模铸造道路。 
    关键词：实型铸造 消失模铸造 现状
    在世界实型铸造史上，中国是继美国、德国、英国和日本之后较早(1965年)研究和应用实型(消失模)铸造的国家，到今已有40年的历史。但真正引起我国铸造界关注和获得较快发展，则是在我国改革开放和1988年中国铸造协会实型铸造专业委员会成立后的十余年，尤其是近几年取得了令人可喜的发展。 

    在实铸行业中，为了便于区分，通常将采用泡沫塑料(EPS)模，结合有粘结剂自硬砂造型的方法称为实型铸造(简称“FM”法)；将泡沫塑料模采用无粘结剂干砂，结合抽真空技术(第三代)造型法称之为消失模铸造(简称“EPC”法)。前者主要用于单件、大中型铸件的生产；后者主要用于中小件的批量生产；这种第三代造型法已为国内外铸造界誉之为“21世纪的铸造方法”、“铸造的绿色工程”。 

1.概 况 

    据我们不完全统计，2003年我国实铸行业的FM(EPC)铸件总产量约为14060O吨，其中：PM法为36800吨(约占26.2%)，EPC法为103800吨(约73.8％)。全国实型(消失模)铸造生产厂点总数约为120-140家，(不包括原辅材料和专用设备生产厂家以及高等院校和研究院所)，厂点数可列为世界第一位；其中：FM法约20-25家，EPC法90-110家。 

表(1)列举了近10余年来，我国实型(消失模)铸造的年度产量；从中可知，近些年来我国FM(EPC)产量每年都以较大较快速度增长，尤其是近几年发展更为迅速。从表中可见，2003年FM(EPC)产量是1991年的55倍，是1995年的9.5倍。 
表一：中国近10年的FM(EPC)产量 

年份       1991 1995   1998 1999   2001  2003 
产量（吨） 2300 15200 40000 56000 95000 140600 

    根据60家生产厂点调查资料统计，在2003年，我国FM(EPG)产量中，铸铁、铸钢和铸铝铸件分别为113700吨(占90.5％)、11840吨(占9.4％)和少于100吨(＜0.1％＝。同理，按规模(年产量)划分，我国实铸行业生产情况见表(2)；从表中可知，在我国实铸行业中，年产2000吨以下的小规模生产企业占66.7％(即占三分之二)，这也是中国FM(EPC)行业的特色之一。 

表2 2003年我国FM(EPC)厂点生产规模划分情况 

年产量（吨）            厂点数 百分比（%） 
4000吨以上                7      11.6 
2000吨—4000吨以下       13      21.7 
1000吨—2000吨以下       12      20.0 
1000吨以下               28      46.7 
合计                     60      100.0 


2.FM法 

    1990年以前，在我国实型铸造行业中，占主导地位的是“FM”法。但总的来说，那时中国的实型铸造规模小、产量也少(企业一般年产仅百余吨——几百吨)，尚未引起我国铸造界的注意。 近十余年来，我国实铸行业中的“FM”法状况是：(1)厂点数变化不大，基本稳定在20家左右；(2)企业加大了技术改造力度，产量较大幅度增加；这就是我国FM法逐年来增产发展的原因所在。有关中国FM法的生产情况请见表(3)。这类厂点主要有： 

表3： 1991-2003 年中国FM法生产情况 
年份       1991 1995 1998   1999 2001   2003 
产量（吨） 2000 8000 12000 16000 27000 36800 

白城通业集团实型铸造厂、东风汽车公司通用铸锻厂、江南卡明机械模具制造有限公司、哈飞汽车股份有限公司、天津三达铸造有限公司、泊头市兴业机械铸造厂和泊头市京泊汽车模具有限公司等。 

3．EPC法 

    与国外一样，中国的实铸行业中发展较快的也是采用无粘结剂干砂结合抽真空技术的消失模铸造(EPC法)。20世纪90年代初，用于生产的厂点只有2-3家，而且规模小，产量仅数百吨。而今采用EPC法生产的厂点已发展到近百家之多；其产量更是大幅度地增加。从表4中得知2003年EPC铸件的产量是1991年的346倍，可见其发展的速度是十分惊人的。 

表4： 1991-2003 年中国EPC铸件产量情况 
年份       1991 1995  1998 1999 2001 2003 
产量（吨） 300  7200  2800 4000 68000 


按我国消失模铸造厂点的生产条件，可划分为以下四类： 

3.1 国产型EPC生产线 

    采用机械、液压、气动和电控方式，自行设计的国产型生产线，其砂箱数在20余个-100箱不等；均设有砂冷却系统设备；生产规模在年产2000-13000吨，投资在60余万-1000余万不等。这类生产厂点约有15-20家(条)，主要生产厂点有：青州市铸威新材料科技有限公司、山东蒙凌工程机械有限公司、无锡永鑫实型铸造有限公司、四川省川建管道有限公司和左权龙泉冶金铸造有限公司等。 

3.2 单机或简易型生产线 

    通常在铸造工部设置1-2台(造型用)振动台，几个-100多个专用砂箱，砂箱吊运或设有辊(轨)道的砂箱简易输送线，干砂一般是自然冷却或设有简易型砂冷却装置，另加一套抽真空系统。投资灵活，少则10余万，多则几十万到数百万，生产规模一般在500-3000吨。 这种生产模式是比较符合我国国情，花钱少，上马快，深受我国广大中小企业欢迎，发展十分迅速。这类工厂占我国EPC厂点的70％以上，这部份厂家主要有：长春九龙铸造有限公司、四川屏山县兴马精铸有限公司、赤峰北工合金钢有限公司、成都成工工程机械井研铸造公司、武汉恒昌特种铸钢厂、长沙中南电炉厂和山西万荣海兴铸造有限公司等。 

3.3 国外引进型消失模铸造 

    我国现有一汽有色铸造厂、赤峰富龙集团铸业有限公司、山西华恩机械制造有限公司、合肥铸锻厂、安徽全椒柴油机厂和长沙发动机总厂等7家工厂从国外引进单机。主要设备和EPC生产线；其中有3家(赤峰富龙铸业公司、安微全椒柴油机厂和长沙发动机总)是整套引进EPC生产线。这七家工厂中，投资少则为约1000余万元，多则为(累计)约8000万元，其余一般在4000至5000万元；其中生产应用较好3家是：合肥铸锻厂、山西华恩公司和赤峰富龙铸业公司，其2003年产量分别为2700吨、2000吨、1600吨。 

3.4 大件的消失模铸造 

    在实型铸造行业中，通常FM法用于生产单个大件，EPC法用于生产大批量的中小件。然而，近几年我国的实铸工作者在生产应用中有了新的突破和发展，是采用EPC法生产大型汽车覆盖模具等铸件取得了较好的业绩；显示了这种新方法在提高铸件质量和生产效率以及降低成本方面的优点。 
    这种生产方式在以下2类工厂中采纳：(1)原采用FM法生产的工厂如：白城通业集团实型铸造厂，在原FM法车间仍采用树脂砂生产5吨以上的大型铸件；而在新建的EPC车间生产5吨以下的汽车覆盖模具等铸件。(2)新建的EPC工厂，如烟台众达模具铸造有限公司、抚顺市铸造中心等3家工厂采用消失模铸造生产单个大件。 

4. 从事实型(消失模)铸造技术的研究单位 

    在中实委成立之时(16年前)，我国从事实型(消失模)铸造研究和开发的研究院所和高等院校只有2-3家，而今已有10余家之多；主要有：清华大学、华中科技大学、昆明理工大学、河北科技大学、内蒙古工学院、华南理工大学、中科院长春光机研究所和第四设计院等。 

    由于这些单位的介入，弥补了我国在EPC这一领域基础理论研究方面的不足，历年来曾发表了几十篇各种研究论文，根本上改变了我国以前历届年会上多以总结交流经验之谈为主的低学术水平的局面，充实和提高了我国在消失模铸造这门新学科领域的学术地位和技术水平，大大推动我国实铸事业的发展；近些年，我国EPC产量逐年快速发展的事实，便是有力的证明。 

5．走中国特色消失模铸造之路 

5.1选择符合国情的生产方式 

国外专家认为选择消失模铸造生产一般应符合以下条件： 

(1)首先必须是大批量，单个品种最好在20万件以上；生产规模一般在年产5000吨到10000多吨以上，甚至达几万吨规模。 

(2)产品的品种不宜多，最好是单一“品种“；同样，合金类别也最好是单一合金；也即在一个工厂或一条生产线，最好是单一合金以及一个或几个产品生产。 

(3)铸件的形状要求有一定的复杂程度(普通铸造时要有1-多个坭芯)以体现他的经济效益。 

(4)机械化和全自动化大批量生产。 

    然而，中国的国情不同于国外。首先是中国的人力资源丰富，劳动力比较便宜，加之中国的经济尚不富裕，基础工业远落后于国外；所以对我国而言，选用自动化生产方式和全自动化生产线，显然是不符合当前我国国情的。同样，中国采用EPC生产的铸件数量也是无法与国外相匹配的。 

    根据中国的国情(特色)，以提高铸件质量和经济效益为准则，是我国企业采用消失模铸造的标准；亦就是说，企业经核算，只要有效益(不管数量多少，少则几十件至几百件，多则几千件到几万件，甚至十几万件)企业就选用。就其生产规模而言，中国与日本比较相似；如前所述，绝大部份EPC企业是年产在2000吨以下的小规模生产企业的占66.7％，而在4000吨／年(中型规模)以上的企业约为11.6％，年产10000吨以上企业仅只有3家。 

    简言之，在确保提高铸件质量和经济效益的前提下，我国采用消失模铸造的生产方式和生产线必须应具备特点是：投资少、生产灵活，应用范围广和宜选用国产原辅材料，这就是中国式消失模铸造的特色，现仅举我国的“青州铸威新材料科技有限公司”实例说明：(1)简史 2000年8月开始工艺试验，11月投产，2001年产约3500吨，2002年产约7000吨，2003年产达10000吨；(2)EPC主车间120米×24米(2880米2)；(3)开放式生产线(三条造型浇注线，二条冷却线)；(4)设备总投产190余万元；(5)砂箱 55个(5种规格，最大2800×1000×100mm、最小1000×100O×800mm)；(6)合金类别 灰铸铁，球墨铸铁、碳钢和低合金耐磨钢；(7)铸件类别 50多种产品，最小0.7kg，最大2056kg。 

5.2 原辅材料和专用设备的国产化 

    实型(消失模)铸造是一门涉及到塑料、化工、机电和铸造融为一体综合性多学科的系统工程。中实委为发展我国的实铸事业，自成立后，就十分重视和致力于对与实型铸造有关的原辅材料和专用设备国产化的研究与开发及其专业化布点工作。 

    这类厂点在中实委成立之时仅有2家。而今已发展到具备有生产消失模铸造中从原辅材料到发泡模具、涂料和铸造专用设备相关的专业化生产厂点约有15-20家之多：其中： 

5.2.1原辅材料厂点 

(1)泡塑珠粒：①EPS珠粒2-3家；②新开发的新材料EPMMA(聚甲基丙烯酸中脂)和EPS-EPMMA共聚树脂珠粒1家。 

(2)气化模用粘结剂：已从无到有开发了有1-2家生产有双组分的AB胶，单组份的WPH胶、HM-1胶，还有防止增碳的PH胶。 

(3)造型用干砂：除常规的无粘结剂干砂(如石英砂等)外，近几年有1-2家厂点研究开发了新产品M２S-EPC-4#消失模铸用干砂(镁橄榄石砂)。 

(4)涂料：国内消失模的商品涂料除清华大学的TH系列涂料和另还有3-4家提供的商品涂料外，国内大多数生产厂家采用的都是自行研制的涂料。除此之外，美国的Ashland和德国的HA涂料在我国也有一定的市场。 
5.2.2 专用设备厂点 

(1)制造气化模的专用设备和模具厂点 

    自1992年11月我国第1台国产型(第一代)MYJ-60型间歇式预发泡机在上海诞生后，到今中国在消失模铸造的白区领域，从预发泡机、发泡成型机，到蒸缸等主要发泡设备方面已形成了国产化和商品化的系列专用设备。其中，关键设备以间歇式预发泡机和发泡成型机的更新换代尤为显著；近年内，我国已有2-3家工厂研制成功的全自动PLC控制间歇式预发泡机和PLC控制全自动发泡成型机的问世，缩短中国与国外设备的差距，在提高国产泡塑模样质量的同时，提高了EPC铸件的质量。据不完全统计，我国有关制造泡塑(气化)模设备的专业化生产厂家约有4-6家。 

    同样，在气化模(PES)发泡模具的设计与制造方面，近些年来，同步也有了长足的进步和发展。除部分有技术力量和条件工厂自行设计与制造发泡模具外，相当部份的EPC生产工厂是找模具制造厂制造：近而也逐步走向EPC发泡模具的专业化定点生产；现已有3-5家制造消失模铸造发泡模具的专业化生产厂点。同时，CAD／CAM与数控技术结合，以及多种快速制模新技术，已成功地应用于我国消失模铸造中发泡模具的制造。 

(2)EPC铸造专用设备厂点 

    我国消失模铸造设备主要是由研究院所以及原有的铸造机械厂和近些年发展起来的消失模铸造专业设备厂制造。根据中国的国情，借鉴了国外消失模铸造专用设备和国内传统铸造设备，研究开发逐步形成符合中国国情的不同模式系列的消失模铸造专用设备，这类厂点约有8-10家。 

    消失模铸造黑区(包括黄区)工部设备主要包括有：真空负压系统(主要是真空泵和负压罐等)，涂料制备设备(主要涂料搅抖机等)，造型设备(主要有加砂装置和振动台等)，砂箱输送设备，砂处理设备(主要有砂冷却和筛分输送等)和环保设备等。10余年来，经我国实铸工作者的不懈努力，除在专用设备方面有显著进步和发展外；这些年来，还逐步形成了符合我国国情年产为1000吨-1500吨以及2000-3000吨、5000吨和10000吨规模的国产型EPC生产线模式，在生产上取得了卓有成效的业绩。 

    综上所述，中国消失模铸造，从白区(泡塑模的制造和发泡设备)，黄区(涂料设备)到黑区(铸造设备和生产线)的各种系列专用设备已基本实现了国产化，正逐步实施多品种系列和商品化；可以基本满足国内不同工厂(用户)的需求。在质量和水平上与国外相比虽有一定差距，但其关键一点，是符合中国的国情，经济、实用和有成效。 

    经历了近40年漫长历程的中国实型(消失模)铸造，长期以来进展缓慢，只是在近几年才获得较大的进步和较快的发展。如前所述，2003年，我国FM(EPC)铸件产量约140600吨(其中EPC铸件为103800吨)，就EPC铸件的产量而言，是1991年的346倍；可见我国EPC不仅发展速度十分快，而且生产也已具一定规模。实践证明，我国今日的消失模铸造在应用上是成功的；最值得可喜的是，已走出了一条符合我国国情的具中国特色的消失模铸造的道路。 

    我们相信，中国的消失模铸造从当今的厂点数第一发展成产量世界第一，不久必将成为现实。最后，让我国实铸同行们齐心合力，努力为早日实现中国消失模铸造的大国和中国的铸造强国的美好明天作出应有贡献。

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