德國(guó)、前蘇聯(lián)等國(guó)于60年代前后開(kāi)始把鐵型覆砂鑄造應(yīng)用于鑄造生產(chǎn),主要用于生產(chǎn)球鐵曲軸、剎車(chē)轂、剎車(chē)盤(pán)、缸套、炸彈殼、坦克履帶和電機(jī)底座等30余種鑄件。我國(guó)對(duì)鐵型覆砂鑄造的應(yīng)用性研究起始于70年代初,至1979年,浙江省機(jī)電設(shè)計(jì)研究院和永康拖拉機(jī)廠等單位合作,首次將該工藝用于S195曲軸毛坯的批量鑄造生產(chǎn),同時(shí),完成了對(duì)該工藝所生產(chǎn)的球鐵曲軸性能的考核評(píng)價(jià),在疲勞強(qiáng)度(疲勞極限應(yīng)力σ-1的比較)、斷裂強(qiáng)度(門(mén)檻值ΔKth的比較以及斷裂韌性K1C的比較)和使用壽命(10000h臺(tái)架耐久試驗(yàn)對(duì)比)等方面,與砂型鑄造曲軸進(jìn)行了大量的試驗(yàn)對(duì)比,皆?xún)?yōu)于砂型鑄造。在其后的10余年里,該工藝不斷在應(yīng)用中提高完善,至90年代初,已有7家企業(yè)應(yīng)用了該工藝,尤其是單缸優(yōu)質(zhì)的擦洗砂曲軸和四缸曲軸的鐵型覆砂鑄造工藝取得了很大的成功。這段時(shí)期的代表企業(yè)是永康拖拉機(jī)廠、上虞動(dòng)力機(jī)廠、望都曲軸連桿廠、皖北曲軸廠、金華內(nèi)燃機(jī)配件廠、常州柴油機(jī)廠等。1991年國(guó)家計(jì)委將鐵型覆砂鑄造批準(zhǔn)為國(guó)家“八五”重點(diǎn)新技術(shù)推廣項(xiàng)目,并把浙江省機(jī)電設(shè)計(jì)研究院作為該項(xiàng)目的技術(shù)依托單位,這對(duì)于我國(guó)鐵型覆砂鑄造技術(shù)的發(fā)展起了巨大的推動(dòng)作用。我院承擔(dān)了新鄉(xiāng)擦洗砂該推廣項(xiàng)目后,在其后的5~6年時(shí)間里基本上解決了鐵型覆砂鑄造用于批量生產(chǎn)的一系列問(wèn)題。
在玻璃行業(yè)的應(yīng)用:玻璃平板玻璃、浮法玻璃、玻璃制品(玻璃罐、玻璃瓶、玻璃管等)、光學(xué)玻璃、玻璃纖維、玻璃儀器、導(dǎo)電玻璃、擦洗砂廠家玻璃布及防射線(xiàn)特種玻璃等的主要原料。其次是在陶瓷方面的應(yīng)用:陶瓷及耐火材料瓷器的胚料和釉料,窯爐用高硅磚、普通硅磚以及碳化硅等的原料;冶金硅金屬、硅鐵合金和新鄉(xiāng)擦洗砂硅鋁合金等的原料或添加劑熔劑混凝土、膠凝材料、筑路材料、人造大理石、水泥物理性能檢驗(yàn)材料(即水泥標(biāo)準(zhǔn)砂)等。
目前,全國(guó)已有近百家企業(yè)應(yīng)用了鐵型覆砂鑄造擦洗砂廠家工藝生產(chǎn)球鐵曲軸、凸輪軸、平衡軸、耐壓閥體、缸套,耐磨齒盤(pán)等30余種鑄件,估計(jì)年產(chǎn)鑄件在10×104t左右。比較典型的企業(yè)有通遼市永鑫硅砂有限責(zé)任公司、上海汽車(chē)鑄造總廠球鐵廠、、廣西百礦集團(tuán)、宜興機(jī)械總廠、山東九羊集團(tuán)、浙江曙光曲軸廠、本溪天緣曲軸廠、保定電影機(jī)械廠、山西潞城曲軸廠、河北辛集曲軸廠等。但是由于這些新鄉(xiāng)擦洗砂企業(yè)引入該工藝的方式不同:有委托我院進(jìn)行設(shè)計(jì)或承建的,也有自行仿造開(kāi)發(fā)的。因此他們對(duì)鐵型覆砂鑄造工藝的掌握程度相差甚遠(yuǎn)。僅以鐵型覆砂鑄造廢品率為例,不少掌握得比較好的企業(yè)可穩(wěn)定在3%左右,取得了非常好的經(jīng)濟(jì)效益。但也有少數(shù)企業(yè)的鐵型覆砂鑄造廢品率卻高達(dá)20%左右,這大大地抵消了該工藝來(lái)該產(chǎn)生的的經(jīng)濟(jì)效益。究其原因,發(fā)現(xiàn)是由于這些企業(yè)還沒(méi)有完全掌握該工藝的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)要領(lǐng),以及疏于生產(chǎn)管理所致。
普通砂型鑄造法:利用砂作為鑄模材料,又稱(chēng)擦洗砂廠家砂鑄,翻砂,包括濕砂型、干砂型和化學(xué)硬化砂型3類(lèi),但并非所有砂均可用以鑄造。好處是成本較低,因?yàn)殍T模所使用的沙可重復(fù)使用;缺點(diǎn)是鑄模制作耗時(shí),新鄉(xiāng)擦洗砂鑄模本身不能被重復(fù)使用,須破壞后才能取得成品。砂型鑄造方法:濕型砂機(jī)器造型方法、自硬樹(shù)脂砂造型制芯、水玻璃砂造型制芯、干型和表干型、實(shí)型鑄造、負(fù)壓造型、手工造型。砂芯制造方法:是根據(jù)砂芯尺寸、形狀、生產(chǎn)批量及具體生產(chǎn)條件進(jìn)行選擇的,在生產(chǎn)中,從總體上可分為手工制芯和機(jī)器制芯。