От «проблемы с жидким стеклом» к «модернизации с высокой точностью»: хроника усовершенствования технологий литья в формы на одном из предприятий тяжелой промышленности 

I. Информация о клиенте и его проблемы

1.Название клиента: крупный концерн по производству строительной техники (ведущий поставщик конструкционных деталей для экскаваторов на внутреннем рынке)

2.Название продукта: Усилительная накладка на стрелу экскаватора (модель: EX-200, материал: ZG270-500)

3.Первоначальная технология: традиционное литье в песчаные формы с использованием кальцинированного натрия

4.Основные проблемы:

①Серьезные отклонения в размерах: усилительная вставка имеет нестандартную форму (с 3 закруглениями R15 + 2 отверстиями для штифтов Φ20), допуски на размеры литейных изделий, изготовленных по технологии натриевого стекла, достигают уровня CT8, отклонение положения отверстий для штифтов часто превышает ±1,5 мм, при сборке требуется повторное растачивание отверстий;

②Частые дефекты поверхности: доля дефектов в виде прилипшего песка и песчинок на поверхности отливок достигает 12 %, что требует 4–6 часов ручной шлифовки на каждую деталь в каждой партии;

③Колебания механических характеристик: из-за низкой прочности на высоких температурах обмазки из жидкого стекла степень усадки внутри отливок достигает 8%, а фактические значения предела прочности на разрыв составляют всего 380–420 МПа (проектные требования: ≥450 МПа);

④Высокая себестоимость: с учетом брака (18 %) и затрат на доработку, совокупная себестоимость одной единицы продукции превышает 1200 юаней.

II. Потребности в трансформации технологических процессов

В начале 2025 года этот заказчик запустил проект «Облегчение конструкционных элементов + повышение надежности», в рамках которого были выдвинуты новые требования к усилительным накладкам:

①Точность: допуски на размеры повышены до класса CT5 (в пределах ±0,3 мм), позиционная точность отверстий под штифты ≤±0,5 мм;

②Качество поверхности: Ra ≤ 3,2 мкм, отмена последующей шлифовки;

③Внутреннее качество: коэффициент пористости ≤ 2 %, предел прочности при растяжении ≥ 460 МПа;

④Целевой показатель затрат: совокупная себестоимость единицы продукции не должна превышать 900 юаней.

III. Решение компании Chongqing Huichen: процесс прецизионного литья с использованием среднетемпературного воска в коллоидном кремнии

С учетом потребностей клиентов компания ООО Чунцин Хойчэнь Прецизион Машинери   рекомендует технологию литья по выплавляемым моделям из силикатного золя при средней температуре, основные оптимизации которой заключаются в следующем:

1. Материалы для изготовления форм и изготовление форм: высокоточные восковые формы обеспечивают точность размеров

①Выбор среднетемпературного воска: используется среднетемпературный воск на основе канифоли и воска (температура плавления 88 °C, усадка 1,05%), формованный методомвысоконапорного литья жидкого воска (давление 7 МПа, температура 95 °C), точность размеров восковой формы достигает ±0,1 мм, четкость воспроизведения закругления R15 ≤0,2 мм;

②Дополнительная обработка восковой формы: добавление этапа холодной фиксации восковой формы (-10 °C × 2 ч) для устранения деформации под воздействием тепловых напряжений и обеспечения изменения размеров восковой формы в течение 24 часов не более 0,05 мм.

2. Технология изготовления форм: высокопрочные формы обеспечивают поддержку сложных конструкций

①Финишное покрытие: кремнеземный золь + циркониевая пудра (фракция 320 меш), толщина 0,8–1,0 мм, обеспечивающее гладкость поверхности;

②Укрепление внутренней поверхности: моллеитовый песок (фракция 16–30 меш) + кремнеземный золь, нанесение 6 слоев, прочность формы на изгиб при высокой температуре ≥12 МПа (у форм из кальцинированного натриевого стекла она составляет всего 3–5 МПа);

③Контроль сушки: сушка в камере с постоянной температурой и влажностью (температура 22±2 °C, влажность 45±5 %) в течение 48 часов для предотвращения растрескивания оболочки.

3. Депарафинизация и обжиг: чистая оболочка исключает внутренние дефекты

①Депарафинизация с помощью пара высокого давления: насыщенный пар под давлением 1,2 МПа, депарафинизация за 3 минуты, на оболочке не остается остатков парафина;

②Выжигание при высокой температуре: 950 °C × 2 ч, полное удаление влаги и органических веществ из оболочки, повышение воздухопроницаемости оболочки на 30 %.

4. Литье и последующая обработка: оптимизация механических свойств за счет направленного затвердевания

①Оптимизация литниковой системы: применение конструкции «нижнее литье + усадочная литниковая», площадь поперечного сечения внутреннего литника увеличена на 20 % по сравнению с исходной технологией, что обеспечивает плавное заполнение формы расплавом;

②Термическая обработка: нормализация + отпуск (920 °C × 1,5 ч + 650 °C × 2 ч) для утончения кристаллитов и повышения прочности.

IV. Отзывы клиентов

«После перехода на технологию среднетемпературного воскового литья с использованием силикатного золя компанииООО Чунцин Хойчэнь Прецизион Машинери значительно улучшилась стабильность размеров усилительных блоков, а время простоя сборочной линии на наладку сократилось на 70 %. Что еще более важно, плотность внутренней структуры отливок достигла авиационных стандартов, а срок службы оборудования по результатам испытаний на усталость увеличился на 40 %. Стоимость единицы продукции снизилась на 350 юаней, а при годовом объеме производства в 50 000 единиц годовая экономия составляет более 17 миллионов юаней». — — г-н Ван, директор по закупкам данной группы по производству строительной техники

5. Итоги рассмотрения примеров

Компания ООО Чунцин Хойчэнь Прецизион Машинери. с помощью технологии среднетемпературного воска на основе кремневого золя успешно решила проблемы традиционной технологии на основе кальциевого стекла, такие как «низкая точность, много дефектов и высокая стоимость». Ее основные преимущества заключаются в следующем:

1.Высоконапорное литье воска средней температуры: обеспечение точности восковой модели на начальном этапе, что закладывает основу для качества последующих форм и отливок;

2.Высокопрочные формы из кремнеземного золя: обеспечивают поддержку сложных конструкций отливок, уменьшают деформации и внутренние дефекты;

3.Контроль чистоты на всех этапах: исключение остатков на этапах депарафинизации и обжига, повышение чистоты отливок.

Данный пример подтверждает незаменимость технологии среднетемпературного воскового литья в коллоидном кремнии при прецизионном литье средних и крупных конструкционных деталей, что особенно актуально для таких отраслей, как производство строительной и горнодобывающей техники, где предъявляются высокие требования к точности размеров и механическим свойствам.

Если вам нужна более подробная информация о технологическом процессе или решениях для изготовления аналогичных отливок, обратитесь к технической службе компанииООО Чунцин Хойчэнь Прецизион Машинери