年产10万吨汽车部件精密铸造生产线技术改造工程项目可行性研究报告.docx

年产 10 万吨汽车部件精密铸造生产线技术改造工程可行性研究报告第一章 总 论1.1项目可行性研究报告的编制依据铸造行业属机械行业中的基础工业，是金属产品制造成本 最低的热成型专业，但是铸造行业以往的铸造工艺是环境污染 严重，劳动强度大、归为重体力劳动的行业。随着模铸造技术 的应用和发展， 这一先进技术革命创新与传统的铸造技术相比， 消失模铸造技术具有较大的优势， 因此被国内外铸造界誉为 十一世纪的铸造技术”和“铸造工业的绿色革命”。并定位为 二十一世纪世界普及技术。对于我国铸造工业的发展，中国科 委以国家名义首次规划把消失模铸造技术列为全国推广技术。 从 2005 年开始，消失模铸造在中国以惊人的速度进入快速发 展阶段；在中国消失模协会推动下主要以生产出口产品为主， 现年产量 3 万吨的山西华恩公司被誉为中国消失模铸造之最。随着我国工业的迅猛发展和国际铸件需求的不断增大，使 我国铸造产业产生了猛烈的竞争势头，进入 2007 年准备筹建 年产量 3 至 5 万吨消失模生产线的企业已有两三家，具有极大 竞争力。托拉斯式的、用全新国产技术装备的消失模铸造巨轮 正在铸造工业的海洋中越行越远，升起它庄严的标志性桅杆。 我国消失模的铸件产量有望超过美国，跃居世界第一。因此美 国铸造专家预言：二十一世纪的铸造是属于中国的。为此，公 司决定运用当今最先进的铸造技术 （消失模铸造技术） ，改造原 有的铸造生产线 ,达到年产 10 万吨汽车部件精密铸造生产线能 力。从而不断满足快速发展的铸造件产品市场需求。项目可行 性研究报告编制的政策依据与技术依据为建设项目经济评价 方法与参数 、国家其它有关法律、 法规、规定、规程以及某省、 宜春市的有关法规、政策、各种收费标准的规定，项目建设的 地方经济及市场的价格指标。1.2 项目提要1.2.1 项目名称：年产 10 万吨汽车部件精密铸造生产线技术改 造工程1.2.2 建设性质：技术改造及扩建1.2.3 项目建设单位：汽车部件制造有限公司1.2.4 法人代表：1.2.5 所有制形式：1.2.6 建设地点：工业园区1.2.7 建设规模：形成年产 10 万吨精密铸造汽车部件1.2.8 建设周期： 2006 年 -2009 年1.2.9 主要建设内容：生产车间、仓库、模具设计制作中心、消 失模设备研发中心、科技综合大楼、职工宿舍以及铸造件生产 线相关设备和其它水电等配套设施。1.2.10 项目申报单位：汽车部件制造有限公司1.2.11 投资规模及资金构成：项目固定资产投资 16400 万元， 流动资金 16000 万元，项目总投资额 32400 万元。1.2.12 资金筹措：项目总投资额 32400 万元，其中固定资产投 资 16400 万元由企业自筹解决；企业生产所需流动资金按设计 生产能力和企业近年来经营水平测算需要投入 16000 万元，由 企业自筹解决 6000 万元，余下的部份（ 10000 万元）根据项 目的进度由企业向开户银行申请流动资金贷款，用于企业生产 流动周转。1.2.13 主要经济技术指标： 本项目达产后的企业年生产能力可创销售收入 81000 万元，总成本 60670.23 万元，年总利润 15977.04 万元，财务内部收益率 IRR：34.67% ，财务净现值 NPV:56393.07 万元，静态投资回收期 IPP:5.75 年（含三年的建设期 ），总投资收 益率 49.31% ，资本金净收益率 36.98% ，国家收益分配比重 25.76% ，就业效果指标 0.023/ 万元，单位投资占地 2.74M 2/ 万元。1.3 项目综合评价结论1.3.1 本项目得到了各级政府部门的大力支持，各项地方政府的 优惠政策可对项目建设起到强有力的支持。1.3.2 公司具备了设计、筹建、现场施工、调试投产、正常 运行等各方面的技术和生产管理经验，并培养了一批专业的技术和 管理人才，这为本项目的建设和投产提供了可靠的保证。公司具有 较好的技术改造基础。1.3.3 本项目建设投产后， 依靠规模效应可使产品的生产成本和 质量更具有市场竞争力，根据公司目前的市场占有率，本项目 的产品销售前景广阔。综上所述，公司年产 10 万吨汽车部件精密铸造生产线技术 改造工程项目，有利于企业自身的发展和市场的需求，已具备 了较有利的条件，项目建设投产后能在较短时期内收回投资， 具有良好的经济效益、社会效益，也有较强抗风险能力，项目 可行度高，有建设价值。主要经济技术指标表序号项目名称单位数量备注1.0名称技术改造及扩建年产10万吨汽车精密铸造件生 产线2.0建设规模吨/年102.1厂房面积m2720103.0年生产时间天3204.0产品方案4.1精密铸造汽车部件吨/年105.0公用工程及动力消耗5.1供水万吨/年465.2电力万度/年123006.0劳动疋员人7507.0项目建设总占地面积亩1338.0项目固定资产总投资万元164009.0项目流动资金投入万元1600010.0项目总投资万元3240011.0年销售收入万元8100012.0其它税金及附加万元4352.7313.0年利润总额万元15977.0414.0财务评价指标14.1投资利润率%49.3114.2投资利税率%62.7514.3盈亏平衡点BEP%31.7814.4财务内部收益率%34.6714.5财务净现值万元56393.0714.6投资回收期年5.7514.7资本金净收益率%36.9814.8国家收益分配比重%25.7614.9就业效果指标人/万元0.02314. 10单位投资占地m2/万元2.74第二章 企业基本情况2.1 公司简介某汽车部件有限公司是福建某机械有限公司, 注册成立的分公司，总公司设在福建晋江，法人代表xx ，始建于 1983 年，占地面积 22000 平方米， 在 2000 年 11月通过 ISO9001 ：1994 质量管理体系认证， 2003 年 12 月又取得 ISO9001 ：2000 质量 管理体系认证，是一家专业生产力豹各类叉车油缸，工程机械 油缸及叉车配件，年销售额达 1.6 亿元的机械配件企业，一直 为 xx 叉车总厂、 xx 叉车总厂、 xx 叉车厂、 xx 叉车厂、 xx 叉车 厂、 xx 叉车有限公司等大型叉车生产厂家配套生产，30、40、50 装载机等工程机械油缸广泛用于晋工、 厦工、宜工等。 2005 年公司投资 4000 多万元在某省某县工业园区组建了某汽车部 件制造有限公司，形成以铸造、精细加工为一体的汽车零部件 专业生产基地， 按照汽车行业 ISO/TS16949 ：2002 质量管理体 系进行组织生产，公司的战略规划是：夯实基础、面向全国， 三年内实现四到五个亿、五年内实现八个亿的年产值，为顾客 提供信得过的优质产品，倾力打造对顾客负责任、重信誉、守 合同的百年品牌公司。公司发展目标：三年内产品将覆盖 * ， 幅射中部地区，五年内产品面向全国、走向世界，成为中国汽 车零部件铸造、机械加工生产的知名企业。为确保目标计划的 顺利进行，实施技术革新、科技创新 , 扩大产能、提升质量、创 造品牌、增强核心竞争力，建成科技型企业是某公司实现目标 和快速发展的关键，因此被誉为“二十一世纪的绿色铸造”消 失模生产工艺是改善环境，推进公司成功转型、加快企业发展 的重大举措。公司采用先进的工艺设计和生产过程控制，使产品质量得 到了充分提高，并具有很强的市场竞争力和广阔的发展前景， 同时严格按照国际质量管理体系标准进行生产和控制。为此， 公司已经通过了 ISO9001 ：2000 质量管理体系认证， 并获得汽 车行业 ISO/TS16949 ：2002 质量管理体系认证， 2006 年 10 月 顺利通过了法国 BVQI 公司对 ISO/TS16949 年度监督审核。公 司凭着先进的设备，严格的科学管理，优良的产品质量及完整 的质量保证体系， 使得公司的发展更加迅猛， 在短短的几年里， 已成为江铃汽车有限公司车桥厂、江铃汽车底盘有限公司、江 铃实业公司、航空工业中南传动机械厂、大连叉车总厂、杭州 汇丰车桥有限公司、湖南长丰集团、杭州轻型底盘厂、福建南 安官司桥汽车配件公司等知名企业的配套供应商。某汽车部件制造有限公司在某县工业园已购置土地 133 亩，分二期建设，现已建成的有 1-5 号厂房，部分员工宿舍、 办公大楼、模具设计制作中心和一条消失模铸造件生产线，已 形成固定资产超亿元。现有生产能力已达到 3-5 万吨各类铸造 件，有员工 300 余名， 2006 年实现产值 5000 万元、销售收入 4000 万元、上交税金 100 万元、企业盈利 400 万元。 2007 年 预计实现产值 7000 万元、 销售收入 6000 万元、 上交税金 166 万元、企业盈利 600 万元。2.2 公司董事长曾国荣先生的简介曾国荣，男， 1953 年 9 月出生，某市人， 1983 年创办某 汽车配件厂，嗣后成立某机械有限公司，并在某办分公司，建 立新的生产基地，某拥有一个锐意创新的领导核心层和一支团 结稳定、高效的管理队伍，也有一批经验丰富、勇于创新、精 益求精的技术人才，公司在他的带领下，连年高速发展，企业不 断壮大。公司严格按照 ISO/TS16949 国际质量管理体系进行运 作，有着完整、科学、有效的质量保证系统，形成了科学化、 规范化、 标准化的管理体系。 现代化的设施和先进的管理体系， 为产品的优质、生产的高效提供了可靠的保证。到目前为止， 公司的销售网络已拓展到全国各地，获得用户好评。他自 1994 年始连续当选为某市池店镇人大代表，多次受到某市人民政府 表彰。 2006 年任宜春市二届政协委员，某县十二届政协常委。2.3 公司总经理宋福才先生简介某省自贡市人， 1986 年毕业于某市中等专科学校机电专 业。现就读于北京清华大学高级总裁班。毕业后分配到某省大 型钢铁企业（当时的某钢铁厂） ，铸造工艺处从事技术工作，曾 先后担任过工艺处副处长、技术处副处长。 1994 年由于钢铁行 业不景气离开该厂，被聘请到某省自贡市电业局辖属的电力实 业总公司铸钢分公司任总经理，在此期间组织工程技术人员实 施了铸钢真空吹气造型工艺技术、设备的研究和开发工作，并 得以应用到生产中去，并大批量生产出高、中、低合金钢及普 通铸钢件的优质阀门类产品，先后出口到美国、英国、法国、 加拿大等国家；该项技术被命名为 ZTG 氏 ZCC 法（铸钢真空 吃气造型法）同时获得了某省乡镇企业、内江市乡镇企业科技 一等奖，某省内江市人民政府科技进步三等奖并获取证书。 2000 年又被聘请到某川润 （集团） 公司机器制造分公司任副总 经理兼（铸造分厂、锻造分厂厂长） ，于 2004 年由公司派往成 都进修 EMBA 一年。 2006 年受聘于某汽车部件制造有限公司 任常务副总经理。2.4 公司常务副总经理范军先生简介2002 年毕业于某工程学院铸造专业。 毕业后进入某成工集 团井研铸造有限公司，先后担任型砂性能检测员、质量检验员 等工作。2003 年公司引进具有二十一世纪绿色铸造之称的消失 模铸造项目，本人负责该项目的全面工作。在不断实践中准确 掌握了大型薄壁复杂类箱体的消失模铸造工艺。同年在全国铸 造科工贸大会上发表论文提高消失模白区质量的几点关键因 素。 2005 年受重庆天宝公司邀请，参与汽车发动机缸体的消 失模铸造工艺开发并取得成功。缸体作为汽车发动机上最大和 最复杂的铸件，其铸造质量的好坏直接关系到汽车发动机质量 的优劣，因此如何将消失模铸造这一先进的技术应用于汽车发 动机曲轴箱体的生产对于制造出高质量的汽车发动机意义重 大。该项目开发成功后就获得了国家科技部中小企业技术创新 基金 50 万元的无偿资助以及南川市科技技术进步奖应用科学 类一等奖等荣誉。 2007 年初受山西侯马模范机械制造有限公司 邀请，到该公司任消失模铸造项目总负责人。开发的产品种类 有叉车液力壳体、机械壳体、汽车变速箱、排气管等。经过 3 个月的努力该公司消失模铸造就实现了大批量生产，并稳定的 给中南传动、玉柴等大型企业供货。同年发表论文消失模铸 造排气管工艺 。2007 年 9 月受聘于某汽车部件制造有限公司， 任消失模铸造总工程师。第三章 企业发展规划随着我国工业的迅猛发展和国际铸件需求的不断增大，使 我国铸造产业产生了猛烈的竞争势头，加之消失模铸造技术的 应用和发展，被国内外铸造界誉为“二十一世纪的铸造技术” 和“铸造工业的绿色革命”，并定位为二十一世纪世界普及技 术。一场全新国产技术装备的消失模铸造革命正在铸造工业拉 开，我国消失模的铸件产量有望超过美国，跃居世界第一。国家发展和改革委员会、科技部和中国消失模协会技术委 员会早就把引进消化、研发适合中国铸造行业的消失模铸造技术列入“ 863 ”攻关计划。现中国消失模协会技术委员会希望 有实力的铸造企业来引领这一技术的研发、推广应用，为抓住 这一机遇，加快公司发展步伐；公司就成立消失模铸造研究所 的准备工作，已于 2007 年 5 月开始启动，分别与北京清华大 学铸造研究系、华中科技大学、中国消失模协会技术委员会的 铸造行业专家、学者沟通；由中国消失模铸造协会科学技术委 员会、华中科技大学把某汽车部件制造有限公司作为中国消失 模铸造研究基地，与某公司共同组建成立中国消失模铸造研究 所，共同推动“高科技绿色铸造”消失模铸造技术,在中国的引进、消化、吸收以及深入的研究和发展，把中国的消失模铸造 技术推向世界前列。最终用消失模铸造技术改造传统的铸造生 产线，站在行业新技术应该的前列。第四章 项目的节能减排与资源综合利用 党中央和国务院非常重视节能减排和发展循环经济工作。 在“十一五”规划中提出了： “转变经济增长方式，把节约资源 作为基本国策，发展循环经济，保护生态环境，加快建设资源 节约型、环境友好型社会。走新型工业化道路，坚持节约发展、 清洁发展、安全发展，实现可持续发展” 、“建立以企业为主体、 市场为导向、产学研相结合的技术创新体系，形成自主创新的 基本体制架构。依法淘汰落后工艺技术，关闭破坏资源、污染 环境和不具备安全生产条件的企业”为抓住机遇，加快公司发展步伐；公司就成立消失模铸造 研究所的准备工作，已于 2007 年 5 月开始启动，分别与北京 清华大学铸造研究系、华中科技大学、中国消失模协会技术委 员会的铸造行业专家、学者沟通；由中国消失模铸造协会科学 技术委员会、华中科技大学把某汽车部件制造有限公司作为中 国消失模铸造研究基地，与某公司共同组建成立中国消失模铸 造研究所，共同推动“高科技绿色铸造”消失模铸造技术,在中国的引进、消化、吸收以及深入的研究和发展，把中国的消失 模铸造技术推向世界前列。企业发展规划是： 在三年内形成年 10 万吨的产能， 计划年 产值达到 8 个亿，成为中国消失模铸造之最。要达此目标，就 必须要有强大的技术支撑，求新、求变、求突破，才能求发展。 只有建立了自己的科研机构，引用和开发世界一流的高科技领 先技术，才能把企业做大做强，公司计划投资 1000 余万元技术 改造及扩建 8060 平方米的科技大楼， 由中国消失模铸造协会科 学技术委员会、 华中科技大学， 把某汽车部件制造有限公司作为 中国消失模铸造研究基地， 与某公司共同组建成立中国消失模铸 造研究所；共同推动“高科技绿色铸造”消失模铸造技术,在中国的引进、消化、吸收以及深入的研究和发展，把中国的消失 模铸造技术推向世界前列。与华中科技大学、中国消失模铸造 协会共同成立研究所后，可把中国消失模铸造协会科学技术委 员会作为对外交流的窗口，参与国外的技术交流，搭建与国外 的贸易平台，帮助某走向国际化，逐步成为专业生产汽车部件 的国际知名企业，形成某品牌。公司在建立研究所的同时，着 力建立三个研发中心：4.1 消失模铸造技术研发中心 一个企业要想做强、做大，就必须意识到只有科学技术才 能促进生产力的发展 ,而领先的高科技是在不断的实践、探索、 研究中产生出来的。公司通过技改，引入的消失模铸造是高科 技型、环保型铸造技术，有其先进的生产工艺，能适应各类产 品的生产并生产出高品质产品。但是一个企业要想生产出一流 的标准式的产品，就必须实施研发战略，掌握领先技术和未来 技术制高点，拓宽它的深度和广度，创造其精髓，提高其科技 含量，使企业掌握其核心技术，增强企业核心竞争力，推动其 行业发展。4.2 模具设计制作中心 模具是生产和产品质量的保证基础， 建立模具设计制作中心 的目的 ,是提高模具工艺设计的合理性、先进性,降低生产成本、提高工作效率和产品质量，因此有利于对工艺技术的改进、研 究和开发。4.3 消失模设备研发中心随着消失模铸造技术被誉为 “二十一世纪的绿色铸造” ，其 环保、高科技的工艺技术、产品质量等优势，已让有一定经济 实力和发展眼光的企业作为企业改进和发展的战略目标，因此在我国得到迅速推广。传统工艺在竞争中会被逐步淘汰,因此消失模铸造设备的先进性、适用性、合理性的研究和一体化的改 进，被中国铸造界普遍关注。只要能研发出竞争力较强的消失 模铸造技术生产设备，市场前景非常广阔。4.4 节能减排成效突出4.4.1 减排方面1、与传统的树脂砂铸造相比， 消失模铸造工艺取消了配砂、 混砂、制芯和繁重清理等工序，这些工序的取消，提高了劳动 生产率，节约用电 6% 以上。2 、与传统的树脂砂铸造相比， 消失模铸造由于铸件壁厚减 薄，小孔均可铸出，使简易铸件毛坯重量减轻15% ，复杂铸件毛坯重量减轻 30% 。因此，每生产一吨铸件可少熔化金属 200 公斤以上，减少金属的损耗 30 公斤左右，节约用电 120 度。3、普通铸造浇冒口与浇道重量占铸件总重量的 50%100% ，而消失模铸造工艺采用震动加负压紧实并可充分 利用铸型刚度提高铸件的自补缩能力，从而减少铸件浇冒口体 积，使铸件的浇冒口与浇道控制在铸件总量的 20%25% ，则 每生产一吨铸件可少熔化金属 500 公斤左右，减少金属的损耗 75 公斤，节约用电 300 度。4 、与传统铸造相比， 消失模铸造可生产不加工的高合金铸 件如磨片、衬板、锤头、磨球等，一般铸件的机械加余量也减 少 50% 左右，免去和减少了铸件的加工工序， 机加工能耗大大 下降。 2007 年，公司采用消失模工艺生产差速器壳体 （泡沫模 样和铸件见图 ）。消失模铸造与砂型铸造相比，铸件壁厚减薄， 铸件重量减轻 15，多处小孔铸出， 机械加工量减少 50% ；机 加工工时由原来的 6 小时减少至 3.5 小时。综上所述，项目不仅可以降低工人劳动强度，提高生产效 率，减少 70000 吨 /年金属材料的熔化，还可以减少机加工用 电量，每年可节约用电 4200 万度。4.4.2 减排方面1、与传统铸造比较， 消失模造型所用干砂中无化学粘结剂， 泡沫塑料模气化时分解的有害气体主要有CO 、苯、二甲苯，但其总量只有传统铸造的 6% ，减少了 94% ，而且排放时间短， 集中，便于收集处理。2、传统铸造工艺中的粘结剂和固化剂都是不可回收的。 传 统铸造砂的回收再生一般采用 “干法”（烘干和燃烧） 或“湿法” （水清洗）回收。而“干法”回收会造成空气污染， “湿法”回 收会造成水污染。而且，由于传统砂型回收成本高，与购进新 砂比较，没有效益优势，因此许多铸造企业很少回收。普通铸 造一吨铸件需使用一吨砂子，废弃的型砂填埋后，在雨水的冲 刷下，残余的化学物质随雨水流入河道，造成环境污染。而消 失模铸造用砂只需作简单的除尘处理后便可直接回用，避免了 上述污染。3 、自硬树脂砂浇铸时有机物排放量占铸铁金属液重量的5%以上，而消失模铸造用的聚苯乙烯（ EPS在低温下对环境 完全无害，浇注时排除的有机物排量较少，只占铁水重量的 0.3% ，与传统树脂砂相比，减少了 16.5 倍。4、与传统铸造相比， 消失模铸造采用干砂造型， 铸件易落 砂、清理量非常小，生产车间的噪音大大降低，减少了对周边 环境的噪音污染。综上所述，项目容易实现清洁生产，构建和谐生产环境， 减少对周边环境的污染；减少有害气体和有机物的排放量 94% ；减少有机物的排量 16.5 倍；避免 115000 吨左右的型砂 和固体污染物的排放。4.4.3 节约资源方面1、一般铸件的机械加工余量在 510 毫米左右， 切削金属 的重量占总铸件重量的 510左右（大型铸件其比例还要 大）。而消失模铸造的机械加工余量可控制在 23 毫米左右， 切削金属的重量只占总铸件重量的 23左右，下降了 50% 以上。2、 普通铸造的浇冒口重量占铸件总重量的 50%100% ， 消失模铸造浇冒口仅占铸件总量的 20%25% ，大大减少了原 材料资源的损耗。3、消失模铸造生产过程中使用过的型砂只需经过简单的除 尘处理后便可直接回用，因此项目每年可节约型砂原生资源90000 吨以上，陶土资源 10000 吨左右。4 、传统砂型铸造，需在型砂中加入 8%10% 左右的水， 因为一吨型砂生产一吨铸件， 而消失模铸造采用的是干砂造型， 按年产 10 万吨铸件计算， 每年可节约水资源 800010000 吨。综上所述， 项目每年可节约金属 2100 吨；节约石英砂原生 资源 90000 吨；节约陶土资源 10000 吨；节约水资源 10000 吨。4.5 实现资源的综合利用本项目每年可回收利用各行各业的工业废弃金属 70500 吨，其中普通废钢（包括钢屑、铁屑） 70000 吨，各种特种金 属废料，如各种含镍、钼和钒等元素的合金材料等 500 吨，特 种金属的回收价值一般不到新料的 50 ，按平均 10万元 /吨计 算，每年可节约成本 9200 万元左右。4.6 生产过程中旧砂的循环再利用 消失模铸造造型材料只用干性型砂。生产过程中使用过的型砂经过简单的除尘处理后便可直接回用， 损耗率在 5% 以下， 而传统铸造工艺使用过的型砂由于回收成本高，一吨铸件消耗 一吨砂子。 型砂的循环再利用， 使得年产 10 万吨的消失模生产 线， 每年减少型砂原生资源的消耗量 90000 吨以上， 减少陶土 资源的消耗量 10000 吨左右。按普通石英砂 200 元/ 吨、陶土 350 元/ 吨计算，企业每年就可节约成本近 2150 万元。4.7 钢屑铁屑的循环再利用公司把发展机械深加工业务列入了企业的重要发展规划。 几年来，通过采用钢屑、铁屑熔炼合格钢水和铁水浇注铸件的 研究与实践，取得了成功。将机加工切削下来的钢屑铁屑收集 后进行分类，通过精炼生产铸件， 降低了产品生产成本，实现 了资源再循环。 2006 年，公司共回收利用废旧金属 3000 吨， 其中，工业废旧钢材 1200 吨，废旧合金材料 1600 吨，钢屑 1000 吨，铁屑 1500 吨。预计年产 10 万吨铸件的消失模生产线上马 后，每年可回收利用本企业钢屑铁屑 4000 吨左右，收集地方 各类钢屑铁屑 30000 吨左右，每年可节约成本 800 万元。第五章 国内外消失模铸造的发展简史5.1 国外消失模铸造的发展状况1956 年美国人 H.F.SHOYER 开始了将聚苯乙烯泡沫塑料 用于铸造的试验，并获得成功，引起了人们极大的兴趣， 1958 年以专利的形式公布于众，当时称之为“无型腔铸造”。起初， 该法只是用来制造金属雕像等艺术品铸件，以后经过许多实践 和探索， 1962 年西德从美国引进专利，消失模铸造法才开始被 开发，并在工业上得到应用。1964 年美国的 T.R.SMITH 发表了使用无粘结剂干砂造型 生产消失模铸件的专利。到了 1967 年 ,采用普通粘土砂和自硬砂 的消失模铸造法获得了成功 ,并在许多国家得到了应用， 生产了 成千上万吨铸件，但无粘结剂干砂实型铸造却没得到发展，仍 处于探索阶段。在整个六十年代直至七十年代，消失模铸造法 仅限于单件小批生产，典型产品是汽车模具、机器底座、艺术 品等。 1968 年，德国人 E.KRYZMOWSKI 在砂箱内抽成负压进 行浇注 ,取得了专利，即现在的消失模铸造。八十年代以前，由于专利的制约，生产中使用无粘结剂干 砂消失模铸造受到限制；铸造界与其他产业部门协调不够；由 于工艺不当、型砂和涂料不合适以及模型质量不高所导致的实 型铸件外观及内在质量不够好，造成了一部分人的等待、观望 甚至怀疑的态度，使得消失模铸造法发展缓慢。1981 年以后由于相应专利技术失效， 再加上经过几年努力， 发泡聚苯乙烯原料珠粒有了很大进步、模型组合粘结剂质量改 善、高质量涂料被研制成功等工艺技术的进步，消失模铸造法 得以迅速发展，并很快在生产上得到应用。 1982 年美国首先公 开了世界上第一条生产复杂铝铸件的消失模铸造生产线。 至此， 消失模铸造作为一种全新的铸造工艺方法被应用于生产。5.2 消失模铸造在中国发展状况1979 年，由我国著名消失模铸造专家、中国科学院长春光 学精密机械研究所研究员黄述哲教授领导的课题组，在中国最早开始了消失模铸造的原理性试验。同年，黄述哲教授在全国 铸造工艺学会上发表了“消失模铸造基本特性的研究”论文报 告，在国内首次系统阐述了这一方法的特点和规律性。 1982 年， 在大量实验室试验的基础上，黄述哲教授主持在光机所工厂建 成了一条消失模铸造实验生产线。黄述哲教授主持完成的“消 失模铸造技术开发及工业化应用”于1997 年、 1998 年分获中科院科技进步二等奖和国家科技进步三等奖，这是我国铸造工 业界科技成果中获得的最高奖项。 1998 年被国家科技部列为 “九五国家科技成果重点推广项目”( 99010202A )。黄述哲 教授主持完成了数十个技术先进、功能完备、配置合理、生产 高效的消失模铸造流水生产线工程。八十年代后期郑州机械所 也开始了消失模铸造的试验性应用研究。九十年代开始以来， 清华大学、哈尔滨工业大学、华中理工大学、西安交大等也纷 纷加入了消失模铸造的研究。5.3 世界消失模铸造技术的发展趋势美国学者 c.bates 教授等发表了 全球消失模生产技术和市 场发展的论文，比较详细地论述了模样制作、涂料、砂子紧 实、浇注、充型和模样热解各个环节的成就和发展趋势，许多 北美的企业、高校和行组织联合起来，组成消失模铸造联盟， 对该工艺进行开发研究，经过不懈的努力，使该工艺得到不断 的改善，工艺过程得到更好的控制，也逐渐被更多的铸造界人 士所认同，铸造企业和铸件的使用者都从中受益。 1999 年美国 威斯康星大学的一项市场市场调查表明， 在未来的 6 到 10 年中， 消失模工艺的前景一片光明。市场调查表明：在 1990 年，有 6% 的铝合金铸件是使用消失模铸造工艺生产的。预计到 2007 年，将会有 29% 的铝合金铸件使用该工艺。从 1997 年起，灰 铸铁和球铁方面也有较大增长，目前约有 2% 的灰铸铁件是由 消失模工艺生产的，预计到 2009 年将达到 15% 。消失模工艺 不断为人们所认识，也为新产品的生产提供了足够的信心。通 用（美国）、teksid （美国）、casti （意大利）、intermet （美 国）、 citation form （美国）、宝马（德国）都已经引进了消失 模铸造工艺。5.4 我国消失模铸造的应用现状进入 20 世纪 80 年代以来， 国内外再度掀起了研究开发和 应用消失模铸造的热潮。据有关资料报道，西德国营铸造业的 320 家铸造厂中已有 87 家采用负压实型铸造法，占 26% 。日 本现已有 90 家工厂用负压实型铸造法生产单件大中型实型铸 件，年产约 1825 万 t ； 1989 年 5 月，在西德杜塞尔多夫市 举行的“第七届世界铸造机械博览会” ，有 28 个国家 624 家公 司参展，消失模铸造商之多，给人留下了深刻的印象，似乎铸 造业的未来属于这项工艺。为提高我国的消失模铸造技术和发展生产，在中国铸造协 会和有关单位的支持下， “中国铸造协会实型铸造专业委员会” 于 1988 年 11 月成立。它的成立对发展我国的消失模铸造技术 和生产有着深远的影响。 迄今， 实型铸造专业委员会已拥有 80 余家会员单位。据不完全统计，我国用于生产大中型单件的消 失模铸造， 1995 年约有 20 多家，年产 7000 吨消失模铸件。 其中具有代表性的生产厂家有：第一汽车厂专用机床厂、第二 汽车厂通用铸锻厂、西安建筑科技大学中兴公司、北京吉普汽 车有限公司、宝鸡石油机械厂、白城通业集团实型铸造厂、大 连机床厂铸造分厂、山西华恩汽车配件公司、贵州险峰机床厂 等，其中绝大部分是汽车、机床行业厂家。与国外一样，中国在实型铸造行业中发展较快的是采用无 粘结剂干砂和抽真空技术的实型铸造消失模铸造， 20 年前 处于试生产的只有几个厂家，产量仅几百吨，而今用于生产或 试生产的已有 80100 余家，正着手和准备上此项目的厂家还 有 120 余家；其产量更是大幅度地增长。据不完全统计，1995年和 1997 年消失模铸件产量分别为 7200 吨 和 20000 吨。从我国消失模铸造生产的产品来看，与先进国家相比，其 形状和品种基本相似，但复杂程度和质量水平差距较大。（1）传统实型铸造几乎与国外一样，主要用于生产汽车覆 盖模具、机床和重型机械铸件。早在 20 世纪 70 年代，中国已 制造出达到世界水准的 52 吨重的铸钢件和 32.5 吨重的（机床） 铸铁件。2)在消失模铸造方面所生产的铸件已从早期的磨球、衬板、管状铸件逐步发展到生产简单箱体、阀门、管件类铸件， 近几年又进而发展到生产汽车和柴油机部件，如刹车盘、排气 歧管等较复杂铸件。(3)我国的消失模铸造虽与工业先进国家相比还有一定差 距离，但在应用上是成功的。在生产方式上也从单件大中型铸 件、大批量中小铸件并举发展，进而转向以大批量负压实型铸 造为主；在技术上已日趋成熟，并具有一定水平；已有部分产 品，如管状铸件、刹车盘、机箱体在大中型铸造企业中得到较 快发展，而且将在我国广大乡镇和私营中小铸造厂获得广阔的 发展前景。这已成为当前中国负压铸造领域发展的一大特色。消失模铸造技术被国际誉为 “二十一世纪的铸造技术” ，又 誉称为：“绿色铸造” 。消失模铸造技术是将与铸件尺寸形状相 似的发泡塑料模型粘结组合成模型簇， 刷涂耐火涂层并烘干后， 埋在干石英砂中振动造型，在一定条件下浇注液体金属，使模 型气化并占据模型位置， 凝固冷却后形成所需铸件的方法。 对 于消失模铸造，有多种不同的叫法。国内主要的叫法有“干砂 实型铸造”、“ 负压实型铸造”，简称 EPC 铸造。国外的叫 法主要有： Lost Foam Process (U.S.A) 、 P0licast Process(Italy) 等。最近几年国外又将该项技术进一步发展到“先消失，后铸 造”的水平。从产品情况看， 1990 年美国 GM 汽车公司在 Saturu 建立 了一个年产 55 万吨的三条全自动化消失模铸造生产线， 生产四 缸缸体，缸盖。 1995 年德国 BMW 建成年产 20 万吨生产各种 规格的缸体， 缸盖的消失模生产线。 2001 年，美国 GM 所属的 Saginan 金属铸造企业消失模生产线投产， 生产 vortel 直式运动 跑车 6 缸体的缸盖，这两种产品是目前最复杂，最有代表性的 消失模产品，该厂能日产这两种产品 2000 件以上。总之，广泛采用消失模技术生产曲轴箱体的国家有美国、 德国、意大利、法国、英国、印度、瑞士、荷兰等国家。5.5 消失模铸造在国内存在的问题及其难点： 这种工艺在国内发展的时间有限，因此与之配套的专用基 础材料比较缺乏，如涂料、发泡珠粒、专用粘胶。这些材料直 接关系到铸件的热解残留物（碳黑缺陷）粘砂状态，这是它的 难点之一。从理论上讲消失模非常适合结构复杂的薄壁件铸造。但像 曲轴箱之类的复杂薄壁件的泡沫模样受国产珠粒的最小直径限 制，且这种小直径的珠粒国内不能生产，通常是通过分筛一定 时间后累积而成，而珠粒所含发泡剂是随时间而挥发的。即使 进口由于贮存时间有限，也不好办，这是它的难点之二。充型平稳这是对所有铸造工艺的要求， 但消失模要求更高， 对曲轴箱之类的复杂结构件更为严格，否则泡沫有可能卷入金 属液中不能随负压排出，造成碳黑缺陷，如果这种缺陷出现在 加工后的工作面，是非常致命的。当然，碳黑缺陷的直接内因 是白模、粘胶热解残留物。但根据实践统计，即便白模、粘胶 均为不理想状态， 但如果浇注设计合理， 也可以消除 90 的碳 黑缺陷。问题在于国内该消失模充型模拟软件没有，国外有一 是买不起，二是我们许多原材料条件不清楚，用起来就与实际 情况相差甚远，这是它的难点之三。正是基于这些原因，国内消失模铸造尽管有长足发展，但 也只能生产变速箱壳体、管件、阀门之类的简单件。本项目所发明的“消失模铸造发动机缸体、飞轮、汽车箱 体、轮蕊、制动毂的方法”应该代表国内消失模铸造法的一个 方向，可以在汽车发动机缸体、飞轮、汽车箱体、轮蕊、制动 毂的铸造上得到广泛应用，具有非常突出的优点：外型美观、 尺寸精确、加工余量小、重量轻、劳动强度小、铸件断面优良 等，必将引发国内汽车发动机缸体等铸件方法的革命。5.6 消失模铸造特点1、铸件一次成型，尽寸精度高。由于采用极易气化的泡沫 塑料作模型，浇铸前无需取出造型模具，无分型面，无芯子， 因此产品无飞边毛刺，无拔模斜度，减少了由于型芯块组合而 造成的尽寸误差，产品的尺寸精度和表面粗糙度接近熔模精密 铸造。同时，因为采用干砂造型，根除了由于型砂中的水、粘 结剂、附加物带来的缺陷，铸件废品率显著下降。此外这种新 工艺对操作工人的技术水平要求不高，对铸造行业有着巨大的 吸引力。虽然泡沫模型的变形和泡沫材料的热解产物可能会对 铸件的质量带来不利影响，但只要对模型材料和制模工艺、涂 料以及干砂紧实等环节进行严格的控制，完全可以克服不利的 影响因素，获得优质的精密铸件。2 、可以大大改善铸造车间的环境条件， 容易实现无污染生 产。低温下聚苯乙烯（EPS对环境完全无害，浇注时排除的有 机物量极少（只占铁水重量的 0.3 ），而采用自硬砂浇铸时的 有机物排放量占到 5 %以上；同时EPS产生有机物的时间短， 易于收集，可以通过对砂箱抽真空进行集中处理，实属对环境 的无公害排放。此外 EPS法清理工作量大大降低，噪声少、一 氧化碳和石英粉尘危害小，旧砂回收利用率可达 95 %以上，整 个工艺过程容易实现机械化、自动化生产。3、铸件形状、 结构不受限制， 为制品设计提供了充分的自 由度。原先由多个零件加工组装的构件，可以通过分片制模然 后粘合的办法进行整体浇铸；原先需要加工形成的孔、洞可以 直接铸出，这就大大减少了加工装配的工时和费用。4、生产制造成本低， 设备投资小。 由于气化模的制作成本