葉升平，黃 剛，孫黃龍

（1.華中科技大學材料成形及模具技術國家重點實驗室，湖北 武漢 430000；2.山西永濟圣源機械制造有限公司，山西 運城 044000）

在第十屆全國鑄造學會消失模與V法鑄造學術年會上日本消失模鑄造企業(yè)——森川產(chǎn)業(yè)株式會社（簡稱森川會社）九鬼芳弘一行4人組團光臨本屆會議。品質技術部部長蒞戶弘志先生作大會報告，講述了森川會社消失模鑄造的研發(fā)歷程和所取得的成就。

森川會社于1984年開發(fā)研究消失模鑄造，1985年森川開始向本田公司批量提供軸承座等灰鐵鑄品。1993年以汽車部件中最重要的部件如剎車制動卡鉗體及渦輪增壓器部件等數(shù)十個品種球鐵件為公關對象，采用消失模鑄造工藝進行大批量生產(chǎn)，良品率達到95%以上。2003年—2010年消失模鑄件的主要品種是FCD450球鐵制動卡鉗體、FC250灰鐵軸承座以及FCD550球鐵差速器殼體及年產(chǎn)量達到200萬臺，如圖1所示。

2011年消失模鑄造產(chǎn)量受到地震、海嘯以及核電危機等影響，該公司急需與中國消失模鑄造企業(yè)合作，以維持日本汽車市場對鑄件的需求。他山之石可以攻玉。

圖1 2003—2010年消失模鑄件品種與年產(chǎn)量

根據(jù)文章和影像資料以及現(xiàn)場參觀體會，本文詳細介紹日本森川會社在消失模鑄造領域做出的研究工作，其中獨特的單層涂料無負壓串澆球鐵鑄造工藝值得國內同行借鑒。

1 泡沫成型與模組粘接

不論是灰鐵還是球鐵全部選用日本共聚物。采用真空預發(fā)設備預發(fā)。日本共聚物分為兩種：灰鐵用的共聚物為30%的PMMA+70%PS，而球鐵用的共聚物為70%PMMA+70%PS。采用自主開發(fā)的臥式成型機或立式成型機泡沫模樣。臥式成型機的生產(chǎn)效率120s完成一次循環(huán)，每副模具可同時生產(chǎn)8件泡沫模樣。立式成型機的生產(chǎn)效率為150s完成一次循環(huán)。泡沫模樣密度為0.022 g/cm3～0.024 g/cm3。

圖2 組合后的泡沫模樣模組實物照片

圖3 浸掛涂料后的泡沫模樣

該公司采用專門設計制作的臥式或立式兩種泡沫模樣的熱膠對粘機，實現(xiàn)泡沫模樣的對粘和模組成串對粘均自動化熱膠粘結。采用熱膠粘結機實現(xiàn)模組自動粘接以及泡沫模樣與澆道系統(tǒng)的自動粘接，減少了手工粘接帶來的效率低下和質量難以控制的難題問題。澆冒系統(tǒng)也是整體成型。圖2為一組8件的差殼模組和一組12件的卡鉗體模組的實物照片。

2 涂料與自動浸掛涂料

使用FOSECO公司的消失模鑄造專業(yè)涂料：礬土+二氧化硅系列的水溶性涂料，涂料波美度：70-50Be。圖3為浸掛涂料后的泡沫模樣。

森川公司所用的涂料分兩種。一種為藍色，另一種為黃色。對較小鑄件只涂一層涂層，約為0.4mm厚。較大件可涂兩層，總厚度小于1mm。為提高浸掛涂料的生產(chǎn)效率，森川公司發(fā)明一種半自動自動浸掛涂料設備，設備簡圖如圖4所示。

3 無負壓鑄造工藝

美國的消失模鑄造工藝是主張無負壓澆注工藝，對于鋁合金鑄造，完全不用澆注時抽負壓，對于鑄鐵件，在砂箱內抽負壓，但在砂箱上不鋪薄膜，負壓只是起到將泡沫模氣化的氣體抽出砂箱，減少對環(huán)境的污染。森川會社的消失模鑄造源于美國，又高于美國。該公司設計了一種特殊砂箱，完全不用抽真空，又將泡沫氣化的氣體及時導出。無負壓砂箱結構見圖5。

圖4 自動浸掛涂料的原理機構圖

圖5 無負壓砂箱簡圖

圖6 消失模灰鐵與球鐵鑄件

森川公司造型用干砂為40目～70目近圓形水洗砂。球鐵澆注溫度1400℃～1450℃?！盁o減壓”即“無負壓”的澆注工藝批量生產(chǎn)汽車保安件球鐵卡鉗體（圖6）代表了世界消失模球鐵鑄造之水平。

［1］蒞戶弘志.森川產(chǎn)業(yè)消失模型鑄造法的介紹［G］//第十屆全國鑄造學會消失模與V法鑄造學術年會論文集，2011.

［2］日本森川產(chǎn)業(yè)株式會社.光碟介紹（英文版）［CD］.