主營產(chǎn)品：冷卻塔

無錫科爾德冷卻設備有限公司

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主營產(chǎn)品：鋼水復合精煉劑、不銹鋼精煉

劑、耐熱鋼精煉劑、碳鋼精煉劑、鑄銅精煉

劑、不銹鋼造渣除氣劑、精煉棒、冒口保溫

劑、鋼液凈化劑、除渣劑

無錫市吉岙鑄造材料有限公司

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主營產(chǎn)品：中頻電爐

西安慶意電磁環(huán)保設備有限公司

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主營產(chǎn)品：澆冒口分離器、澆冒口去除機、

液壓鉗

新鄉(xiāng)市浩榮機械設備有限公司

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主營產(chǎn)品：固化劑、呋喃樹脂、酚醛樹脂

徐州盛安化工科技有限公司

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主營產(chǎn)品：冷焊機

余姚市益精電子有限公司

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主營產(chǎn)品：鋁礬土細粉、棕剛玉細粉、石英

粉、莫來石粉、耐火粘土粉、高嶺土細粉、

鎂砂、鎂橄欖石細粉

鄭州東澤鑄造材料有限公司

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主營產(chǎn)品：鑄造材料、呋喃樹脂、鑄型涂料、

特種耐火材料、鐵合金爐料、精密鑄造材料、

鋁礬土砂、寶珠砂、硅鐵、錳鐵、鉻鐵

鄭州翔宇鑄造材料有限公司

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主營產(chǎn)品：莫來砂、莫來粉、澆注料、焦寶

石、陶粒、粘土質輕質骨料、焦寶石細粉與顆

粒、出口噸袋纖維氈、耐火纖維棉、景觀磚

鋁礬土

淄博歐億匯耐火材料有限公司

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主營產(chǎn)品：呋喃樹脂、固化劑、涂料、封箱

泥條

保定永強合成材料有限公司

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洲際鑄造 47

主營產(chǎn)品：砂輪機、砂輪、金剛石砂輪

主營產(chǎn)品：寶珠砂、涂料、覆膜砂、過濾網(wǎng)

主營產(chǎn)品：增碳劑、呋喃樹脂、化劑、保溫

覆蓋劑系列、鑄造涂料 、高效除渣劑、電極

用煅后石油焦、陽極用煅后石油焦

青縣順達砂輪制造有限公司

洛陽凱林鑄材有限公司

德州市立冠鑄造材料有限公司

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主營產(chǎn)品：陶瓷砂

湖南嘉順華新材料有限公司

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主營產(chǎn)品：硅鐵、硅鋯合金、硅鈣合金、硅

鐵粒、硅鋁鋇、硅鈣錳、硅鎂合金、孕育

劑、廢鋼

安陽市峰嵐冶金耐材有限公司

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主營產(chǎn)品：固化劑泵、混砂機

保定通和機電設備銷售有限公司

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主營產(chǎn)品：射芯機、殼芯機、鑄造機、鐵型

覆砂生產(chǎn)線

無錫市新安特種機械制造有限公司

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主營產(chǎn)品：型殼加強劑、硅溶膠、加強型硅溶

膠、高純莫來、特種剛玉、熔融石英、鋯砂

粉、煅燒鋯砂粉、鋁硅砂、漿料專用殺菌劑

河北潤木鑄造材料有限公司

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主營產(chǎn)品：拋丸機

鹽城隆茂機械設備有限公司

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主營產(chǎn)品：全自動高溫高壓脫芯釜、制殼

線、精密鑄造成套設備

大連承大機械制造有限公司

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48 洲際鑄造

主營產(chǎn)品：冒口

主營產(chǎn)品：普型輸送機、輕型輸送機、積放

輸送機、板式輸送機、皮帶輸送機、提升

機、地面推式輸送機、動力（無動力）輥子

輸送機、移載設備及成套全自動噴涂生產(chǎn)線

主營產(chǎn)品：精密鑄造設備、成套設備、脫蠟

釜、射蠟機

江蘇卡斯美特節(jié)能科技有限公司

承德天馬輸送機制造有限公司

東營市坤威機械制造有限公司

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主營產(chǎn)品：速效劑

主營產(chǎn)品：除塵設備

主營產(chǎn)品：石英砂、石英粉

主營產(chǎn)品：測溫儀

主營產(chǎn)品：脫蠟釜、注蠟機、沾漿機、淋砂

機、機械手、機器人、焙燒爐、低溫脫蠟機、

封閉式振殼機、低溫制膏機、滾筒淋砂機、制

殼懸掛鏈、浮砂機、快速水分蒸發(fā)器、化蠟桶

綿陽市五彪新材料技術開發(fā)有限公司

保定市卓艷機械設備制造有限公司

安徽晶茂石英科技有限公司

大連科迪測控技術開發(fā)有限公司

東營市潤穎機械設備有限公司

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主營產(chǎn)品：半自動切割機

主營產(chǎn)品：陶瓷過濾片、過濾片、濾渣網(wǎng)

新吳區(qū)朱仲周五金加工廠

鞍山聚益飛陶瓷科技有限公司

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洲際鑄造 49

主營產(chǎn)品：氧熔棒、冒口保溫劑、鑄造工

具、羊毛擔筆、芯撐

主營產(chǎn)品：硬度計、金相化驗儀器、探傷

儀、超聲波測厚儀、型砂化驗設備、元素化

驗設備

主營產(chǎn)品：臺車式電阻爐、真空爐、臺車式

燃氣爐、退火爐、淬火爐、連續(xù)式熔化保溫

爐、電阻爐、工業(yè)電爐、轉爐

河北省棗強縣隆鑫鑄造材料廠

濟南盈沖儀器有限公司

江蘇恒力爐業(yè)有限公司

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主營產(chǎn)品：高溫精密鑄造用的型芯

主營產(chǎn)品：冷焊機

主營產(chǎn)品：耐火材料、鋼丸、鋁礬土、中頻

爐耐火材料

主營產(chǎn)品：膨潤土、鈣基膨潤土、鈉基膨潤

土、復合型鈉基膨潤土、球團粘結劑、燒結

粘結劑、干燥劑等

主營產(chǎn)品：混砂機、拋丸機、砂處理設備

佛山市恒之芯復合材料有限公司

宏犇實業(yè)(上海)有限公司

河南省鄭州艷霞耐火材料有限公司

建平慧營化工有限公司

江蘇億達鑄造機械有限公司

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主營產(chǎn)品：消失模、覆膜砂、V法涂料、覆

蓋劑，消失模粘結劑、脫氧劑、脫模劑

主營產(chǎn)品：射芯機、殼芯機、覆膜砂生產(chǎn)

線、模具

曲阜市先鋒鑄材有限公司

衡水瑞霖機械設備有限公司

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50 洲際鑄造

主營產(chǎn)品：消失模模具、鑄造模具

任丘市精遠模具有限公司

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主營產(chǎn)品：鋯英砂、莫來砂、硅酸鋯、莫來

粉

山東省博興縣康勝新材料有限公司

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主營產(chǎn)品：射芯機、模具

主營產(chǎn)品：混砂機、砂處理生產(chǎn)線、除塵設

備、造型線 、落砂機、破碎機、離心機、搓

擦機、砂溫調(diào)節(jié)器

寧晉縣碩達機械模具有限公司

大連迅杰機電設備有限公司

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主營產(chǎn)品：中頻電爐、中頻電源

主營產(chǎn)品：重力鑄造設備、砂芯芯生產(chǎn)設

備、射芯機、鋁合金鑄造設備

主營產(chǎn)品：二手拋丸機

主營產(chǎn)品：增碳劑、球化劑、孕育劑、包芯

線

寧波市神光電爐有限公司

泉州勇勝機械有限公司

滄州雙銘拋丸機械有限公司

青島志贏新材料科技有限公司

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主營產(chǎn)品：增碳劑

主營產(chǎn)品：氧熔棒

遼寧葫蘆島榮達碳素有限公司

泊頭市天恒機械有限公司

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洲際鑄造 51

匯聚實時行情

準確把握市場趨勢

編者按

LOST FOAM

CASTING PROCESS 消失模鑄造工藝專題

消失模鑄造也稱負壓實型鑄造（EPC），是目前國際上比較先進的鑄造工藝之一，被譽為是鑄造

史上的一次革命，是21世紀“綠色集約化鑄造的主要途徑”，隨著消失模鑄造工藝在我國的鑄造生產(chǎn)

過程中使用越來越多，同樣出現(xiàn)的消失模鑄造技術問題也越來越多，因此消失模也被號稱為“一看就

會，一干就廢”的鑄造工藝，為提高鑄造企業(yè)使用消失模鑄造技術水平改良工藝控制，降低鑄造企業(yè)

在生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品廢品率，不斷完善鑄造企業(yè)在質量、工藝、生產(chǎn)上的協(xié)調(diào)及穩(wěn)定性。

本期《洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參》圍繞著消失模鑄造工藝專題進行討論，探討消失模鑄造工藝的試驗研

究、具體工藝設計與缺陷預防，以及在特定領域的應用。希望對消失模鑄造企業(yè)能夠高效的生產(chǎn)優(yōu)質

產(chǎn)品有所幫助。

52 洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參

RESEARCH 深度調(diào)查

摘要：介紹了消失模鑄造工藝的特點及常見缺陷，詳細闡述了消失模鑄造新工藝的生產(chǎn)試驗，得出結論：（1）

采用消失模鑄造的澆前預引燃、充分先燒后澆，特別是獨立型殼鑄造工藝方案，充分發(fā)揮出消失模工藝優(yōu)勢，

并有效解決皺皮、夾渣、氣孔、塌箱、粘砂等鑄造缺陷問題；（2）中低端質量要求的鑄件宜采用澆前預引燃、

充分先燒后澆工藝方案；（3）獨立型殼鑄造工藝方案，由于隔絕砂、水分及C，能夠更有效防止消失模鑄造缺

陷的產(chǎn)生，借助真空及振動物理條件，提高金屬液充型和凝固補縮能力，更利于鑄件成形，為高質量要求的鑄

件提供工藝方法。

關鍵詞：消失模鑄造；澆前預引燃；先燒后澆；型殼成形

中圖分類號：TG255 文獻標志碼：B 文章編號：1003－8345（2021）01－0056－04

DOI：10.3969/j.issn.1003-8345.2021.01.016

消失模鑄造新工藝的試驗研究

劉天平1，2，王愛麗1，2，李澤同1

，李澤嘉1

，王凡1

，王雪玲1

，張向峰3

（1.安陽市凱創(chuàng)科技有限公司，河南 安陽 456150；2.AFT 先進成形技術研究院，河南 安陽 456150；3.湯陰騰龍合金精鑄

有限公司，河南 安陽 456173）

來源：《現(xiàn)代鑄鐵》

Abstract：The characteristics and common defects of the lost foam casting process were introduced，the

production test of the new lost foam casting process was described in detail. Following were concluded：（1）Using

pre-ignition before pouring， full pre-ignition before pouring，especially independent mold shell casting scheme

gave full play to the advantages of lost foam process and effectively solved the defects problems of elephant skin，

slag inclusion，blowhole，mold collapse，burning-on.（2）For the castings with middle low-end quality requirement

the process scheme of pre-ignition before pouring and fully burning before pouring should be adopt. （3）Due to

sand，moisture and C isolation，the independent mold shell casting process could more effectively prevent the lost

foam casting defects，with the help of vacuum and vibration physical conditions，the mold-filling and solidification

feeding capacity of molten metal was improved，which was more conducive to the casting forming and provided a

technological method for high quality castings.

Key words：lost foam casting；pre-ignition before pouring；burning before pouring；mold shell formation

Experimental Research on New Technology of

Lost Foam Casting

Liu Tianping1，2，Wang Aili1，2，Li Zetong1

，Li Zejia1

，Wang Fan1

，Wang Xueling1

，Zhang Xiangfeng3

（1.Anyang KCST Co.,Ltd.，Anyang 456150，China；2.AFT Research Institute，Anyang 456150，China；3.Tenglong

AlloyPrecision Casting Co.,Ltd.，Anyang 456173，China）

洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參 53

深度調(diào)查

深度調(diào)查 RESEARCH

消失模鑄造工藝采用泡沫塑料模樣緊實造型，

澆注時，泡沫塑料模樣受熱氣化消失、冷卻凝固，

最終獲得鑄件。與傳統(tǒng)鑄造相比，該工藝生產(chǎn)的

鑄件表面粗糙度低、尺寸精度高，近無余量、精

確成形，鑄件結構設計靈活、無需起模、無分型

面和型芯，復雜鑄件可以整體鑄出 [1]。

消失模鑄造具有鑄件尺寸精度高、表面光潔、

少污染等優(yōu)點，隨著消失模工藝技術的提高及相

關材料的發(fā)展，特別近幾年來，隨著國家環(huán)境保

護與治理的加強，采用干砂造型的消失模鑄造工

藝應用范圍不斷擴大而得到長足發(fā)展。

由于消失模鑄造工藝要采用 EPS 白模（泡塑

模），金屬液流動前沿有熱解產(chǎn)物，與金屬液反

應影響金屬液充填，鑄件質量受泡塑模樣、涂料

等材料性能影響，工藝技術要求更高。實際生產(chǎn)中，

該工藝常見有夾渣、氣孔、粘砂、增碳等鑄造缺陷。

因此，采用消失模的鑄造工藝時，應盡可能在澆

注前全部或部分去除 EPS 白模，消除上述鑄造工

藝缺陷，以此為思路，創(chuàng)造利用涂料或型殼隔絕砂、

水分及 C，利于鑄件成形的環(huán)境，進行了工藝試驗。

1 消失模工藝特點與常見缺陷

1.1工藝特點

1.1.1 鑄件尺寸精度高、表面光潔

與傳統(tǒng)造型工藝相比，消失模鑄造不需要再

開箱取模，不需要下砂芯，沒有分型面，因而鑄

件無飛邊、毛刺，沒有型芯組合引起的尺寸偏差，

鑄件尺寸精度可以達到 CT6 ～ CT9 級，鑄件尺寸

公差也很小 [2]。

1.1.2 鑄造工藝設計靈活

工藝技術人員考慮鑄造工藝時，更加具有立

體感，比較直觀，會更有利于鑄造工藝方案的優(yōu)

化設計。同時，該工藝澆注補縮系統(tǒng)設置靈活，

工藝試制方案會更多一些，有利于鑄造工藝設計

水平的創(chuàng)新提升。

EPS 白模為鑄件結構設計提供了充分自由空

間，比如，常規(guī)鑄造工藝的一個鑄件分型下芯復

雜的設計考慮，可以設計多個 EPS 泡沫塑料模塊

粘接為整體白模；或者原來由幾個零件裝配成的

產(chǎn)品結構，也可以設計多個 EPS 泡沫塑料模塊粘

接后整體鑄造而成。

1.1.3 工藝清潔環(huán)保

采用干砂填充造型的消失模鑄造工藝，砂中

不含化學粘結劑，尤其是近年來采用陶粒砂（寶

珠砂）效果更好。低溫下，泡沫塑料對環(huán)境不造

成氣體污染，澆注時排放的有機物不僅少而且集

中排放、時間短，通過采用 RCO 法（吸附催化濃

縮燃燒凈化法）集中處理，清潔環(huán)保優(yōu)勢顯著，

裝備措施也更利于環(huán)保治理改善。

1.1.4 提高鑄件力學性能

采用消失模鑄造成形工藝，可以提高澆注充

型及凝固補縮能力，在真空吸附和陶粒砂（寶珠砂）

型腔激冷作用下，鑄件內(nèi)部組織致密，有效解決

縮孔、縮松問題，可以提高鑄件的力學性能（結

合振動澆注效果更好）

1.1.5 投入小、成本低

消失模鑄造工藝簡化了鑄造工序，設備易于

實現(xiàn)機械化、自動化，投入小，可以顯著減少工

人數(shù)量，改善車間環(huán)境，降低投資和生產(chǎn)成本；

鑄件質量可以提高、表面光潔，大大減少清理后

處理工作量，降低車間粉塵和噪音，清潔環(huán)保優(yōu)

勢顯著。

1.2常見的鑄造缺陷

EPS 白模給消失模鑄造帶來優(yōu)勢的同時，也

會產(chǎn)生皺皮、夾渣、氣孔、增碳、塌箱、粘砂等

鑄造缺陷。因此，盡量在澆注前減少或去除 EPS

白模，解決上述鑄造工藝缺陷，并以此為思路，

創(chuàng)造利用涂料或型殼隔絕砂、水分及 C，且有利

于成型的環(huán)境，展開如下成形新工藝試制。

2 消失模鑄造新工藝試驗

2.1 澆注前預引燃

54 洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參

深度調(diào)查

RESEARCH 深度調(diào)查

澆注前預先從澆道口處引燃 EPS 白模，在真

空負壓吸附下泡沫塑料從澆道口向型內(nèi)燃燒一段

距離，緊接著進行澆注，如圖 1、圖 2 所示。

圖1 澆注前預引燃

Fig.1 Pre-ignition before pouring

圖2 引燃后澆注

Fig.2 Pouring after pre-ignition

消失模鑄造澆注前預引燃方法是利用消失模

涂料形成隔絕空間，盡可能在澆注前燃燒型腔內(nèi)

部分 EPS 白模，減少澆注金屬液后白模分解產(chǎn)生

的發(fā)氣量和液相再聚合物，借助于真空負壓物理

條件，提高金屬液充型和凝固補縮能力，形成利

于鑄件成形的環(huán)境，降低皺皮、夾渣、氣孔等鑄

造缺陷廢品率。

上世紀 90 年代，某企業(yè)采用消失模鑄造工藝

生產(chǎn)電機殼及中低端汽車零部件，渣孔、氣孔等

廢品率一度超過 30%，采用澆注前預引燃方法后，

廢品率控制在 3% ～ 7%，效果顯著。

該試驗表明，澆注前預引燃方法在澆注前預

先從澆道口處引燃 EPS 白模，在真空負壓吸附下

泡沫塑料會從澆道向型內(nèi)引燃一定距離，使型腔

深處缺乏 O2

，燃燒就會慢慢停止。因此，澆注前

預引燃方法只能燃燒型腔內(nèi)部分 EPS 白模，并不

能將白模燃燒盡，因此，該方法盡管可以起到明

顯改缺陷善作用，但并不能夠徹底解決前述鑄造

缺陷。

2.2 先燒后澆工藝

消失模鑄造先燒后澆工藝方法是利用消失模

涂料形成隔絕空間，在澆注前富 O（或強制吹 O）

燃燒型腔內(nèi)的 EPS 白模，澆注時型腔內(nèi)已經(jīng)再無

白模，借助于真空負壓物理條件提高金屬液充型

和凝固補縮能力，形成利于鑄件成形的環(huán)境，解

決皺皮、夾渣、氣孔等鑄造缺陷廢品率。

先燒后澆工藝，關鍵在一個“燒”字，其先

決條件是所用的涂料要經(jīng)得起燒，需要有足夠的

耐高溫性能和強度，同時真空負壓壓力、涂料的

厚度與透氣性、涂料是否全覆到位、涂料裂紋以

及砂型氣密性要控制好。因為該工藝方法是模簇

埋在干砂中后再開始富 O 燃燒 EPS 白模的，若上

述條件控制不協(xié)調(diào)，容易引起塌型。

實際操作過程中，盡管澆注前富 O（或強制

吹 O）燃燒型腔內(nèi)的 EPS 白模，由于鑄件結構決

定型腔結構，有些鑄件的白模仍有燒不盡、燒不

完全、燒不透的現(xiàn)象或問題，在真空負壓吸附作

用下會有明顯的附壁現(xiàn)象，白模液化后的膠狀再

聚合物可以通過金屬液注入后沖刷帶入到型腔的

頂部或冒口處，因此，先燒后澆工藝方法對薄壁

鑄件并不適宜，比較適宜于壁厚較大的鑄件，但

對于壁厚大鑄件，塌型的問題還是需要特別注意

的。

2.3 型殼成形

型殼成形可稱為獨立型殼成形工藝方法，

是將消失模鑄造同熔模鑄造制殼技術相互融合的

復合鑄造工藝方法，其主要特點是離線制作完成

一個獨立的型殼。具體為：發(fā)泡成形密度較高的

EPS 白模涂覆數(shù)層無機漿料，經(jīng)烘干、液化、氣

化處理，制成強度高、內(nèi)壁潔凈、輪廓完整的型殼，

并埋置于陶粒砂中，經(jīng)負壓緊實，在真空狀態(tài)下

洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參 55

深度調(diào)查

深度調(diào)查 RESEARCH

澆注金屬液，得到組織致密、外觀光潔的精密金

屬鑄件。

上述的真空低壓消失模殼型鑄造技術，是將

泡沫模樣裝入砂箱，在澆注之前需要進行失模、

焙燒處理，不產(chǎn)生由于 EPS 白模分解引起的氣孔、

氣化燃燒夾雜物等問題。這種消失模型殼鑄造工

藝，借鑒熔模鑄造，提前制作出型殼，但又區(qū)別

于熔模鑄造，制作的型殼可以撒砂，也可以采用

漿料形式不撒砂制殼，制殼步驟如下：

（1）分別配制數(shù)層無機漿料，并且攪拌均勻；

（2）將粘結澆注補縮系統(tǒng)的 EPS 白模簇先

涂覆一層面層漿料（涂覆方式優(yōu)先推薦浸料蘸涂），

低溫烘干（烘干溫度 45 ～ 65℃），再涂覆 3 或 4

遍背層漿料（涂覆方式優(yōu)先推薦浸料蘸涂），依

次低溫烘干（烘干溫度 45 ～ 65℃，涂覆背層數(shù)

根據(jù)鑄件結構確定）；

（3）涂覆后的型殼內(nèi)包有 EPS 白模，在澆

注口朝下時的型殼最底部適當?shù)奈恢勉@出排液排

氣的孔；

（4）將型殼澆注口朝下裝進爐窯，經(jīng)中

高溫加熱（中溫溫度 200 ～ 280℃、高溫溫度

750 ～ 850℃），制成強度高、內(nèi)壁潔凈、輪廓完

整的型殼；

（5）用耐火棉蘸涂漿料蓋堵排液排氣的孔，

用塑料薄膜扎澆注口供造型與澆注備用。

消失模型殼鑄造工藝方法，利用提前制作的

獨立的型殼形成隔絕空間，隔絕砂、水分及 C（EPS

白模分解析出），借助于真空負壓（或真空負壓

+ 振動）物理條件，提高金屬液充型和凝固補縮

能力，形成利于鑄件成形的環(huán)境，充分發(fā)揮消失

模鑄造工藝優(yōu)勢，能有效解決皺皮、夾渣、氣孔、

增碳等缺陷問題。同時由于型殼具有一定強度，

可以有效防止塌型發(fā)生，從而避免粘砂缺陷。

消失模型殼鑄造工藝方法中，殼型內(nèi)沒有砂、

水分及 C 對鑄件成形的影響，采用物理條件控制

和無粘結劑陶粒砂，真空吸附澆注提高金屬液充

型能力和凝固補縮能力，過程易于控制，穩(wěn)定可靠，

材料循環(huán)使用，綠色環(huán)保，提高產(chǎn)品品質，綜合

效果顯著。近年來，陸續(xù)試驗用于不銹鋼、高低

合金鋼、球墨鑄鐵等用于不同行業(yè)、不同質量要

求的鑄件（部分鑄件如圖 3 所示），質量和工藝

方法得到客戶認可。

圖3 消失模型殼鑄造工藝生產(chǎn)的鑄件

Fig.3 Casting produced by using lost foam mold shell

process

3 結論

（1）采用消失模鑄造的澆前預引燃、充分先

燒后澆，特別是獨立型殼鑄造工藝方案，充分發(fā)

揮出消失模工藝優(yōu)勢，并有效解決皺皮、夾渣、

氣孔、塌箱、粘砂等鑄造缺陷問題。

（2）中低端質量要求的鑄件宜采用澆前預引

燃、充分先燒后澆工藝方案。

（3）獨立型殼鑄造工藝方案，由于隔絕砂、

水分及 C，能夠更有效防止消失模鑄造缺陷的產(chǎn)

生，借助真空及振動物理條件，提高金屬液充型

和凝固補縮能力，更利于鑄件成形，為高質量要

求的鑄件提供工藝方法。

參考文獻

[1] 樊 自 田 . 消 失 模 鑄 造 新 技 術 及 新 應 用

[C]//2019 中國鑄造活動周論文集 . 沈陽：全國鑄

造學會，2019.

[2] 姜不居 . 特種鑄造 [M]. 北京：中國水利水

電出版社，2005：75-99.

(a)電梯輪轂鑄件 (b)真空輪輞鑄件 (c)汽車鑄件

(d)通用機械鑄件 (e)鐵路鑄件 (f)高端工程機械鑄件

56 洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參

INDUSTRY 行業(yè)聲音

摘要：簡要分析了消失模鑄造球墨鑄鐵件的澆注系統(tǒng)設計及鑄造中常見的縮松缺陷的形態(tài)、成因及其預防。通

過實驗發(fā)現(xiàn)，鑄件上端面及厚大部位出現(xiàn)縮孔、夾渣的缺陷。通過計算和模擬，增加上端面加工余量、增設冒

口，配合改進澆注系統(tǒng)，采用近似底注的方式，提高澆注系統(tǒng)的補縮能力，可以預防縮松、縮孔缺陷。對全工

序加強過程控制，確定了提高鑄件合格率的最佳方案。

關鍵詞：球墨鑄鐵件；消失模鑄造；共晶膨脹；縮松；冒口

中圖分類號：TG255 文獻標識碼：A 文章編號：1673-4971(2023)05-0018-04

DOI：10.19382/j.cnki.1673-4971.2023.05.011

一種球墨鑄鐵件消失模鑄造工藝

設計及缺陷預防

淡瑤

（陜西法士特汽車傳動工程研究院，陜西 寶雞 722409）

來源：《熱處理技術與裝備》

Abstract：The pouring system design of ductile iron castings in evaporative pattern casting, the forms, causes and

prevention of common shrinkage defects in casting were briefly analyzed. It was found that the shrinkage holes

and slagging defects appeared on the upper end face and heavy thickness parts of the casting. Through calculation

and simulation, increasing the processing allowance of the upper end face, adding risers, cooperating with the

improvement of the pouring system, and adopting the way of approximate bottom injection method to improve the

feeding ability of the pouring system could prevent shrinkage porosity defects. Strengthen process control of the

whole process, the best plan to improve the qualification rate of casting was determined.

Key words: ductile iron castings; evaporative pattern casting; eutectic expansion; shrinkage porosity; feeder head

Process Design and Defect Prevention of A

Evaporative Pattern Casting for Ductile Iron

Castings

Dan Yao

(Shaanxi Fast Auto Drive Group Co., Ltd., Baoji Shaanxi 722409,China)

洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參 57

行業(yè)聲音

行業(yè)聲音 INDUSTRY

本研究開發(fā)設計的一種消失模鑄造球墨鑄鐵

件，鑄件重量為180kg，其結構特點為局部厚大、

兩處油道總長度大于500mm。從消失模鑄造工藝

方面考慮，由于屬于糊狀凝固，球墨鑄鐵容易產(chǎn)

生縮孔、縮松、夾渣等缺陷。采用MAGMA仿真模

擬軟件，對澆注系統(tǒng)方案進行模擬。通過工藝試

制，解決了縮孔、夾渣、加工端面缺陷等問題，

并進行了總結和分析。

1 工藝設計

1.1結構分析

球墨鑄鐵件材質為QT400-15，鑄件輪廓尺寸

為430mm×620mm×684mm，一箱一件，鑄件重

量為180kg。該鑄件多處部位壁厚較厚，圖1（a）

中標識區(qū)域尺寸為183mm×40mm×59mm，容易

產(chǎn)生縮孔。圖1（b）和圖1（c）為零件剖視圖，

鑄件有兩處需要加工油道，總長度510mm，氣密

測漏壓力要求高，油道內(nèi)部不允許有缺陷。

1.2工藝方案及仿真模擬

對消失模鑄造球墨鑄鐵件的澆注系統(tǒng)進行設

計，四種方案分別為：側底注、頂注、階梯注和

底注。并采用MAGMA仿真模擬，對比不同方案的

凝固和補縮。側底注模擬結果如圖2所示。從凝固

過程觀察，隨著凝固時間的變化，較薄的區(qū)域優(yōu)

先凝固，厚大區(qū)域凝固需要更長的時間。平行板

與上端面相交區(qū)域縮松風險等級較高。鑄件兩側

的“U”型凸臺內(nèi)部形成一個熱節(jié)區(qū)域，也存在

縮松風險。底部、凸臺密集區(qū)域存在較高的縮松

風險。凝固過程所需時間與壁厚的增加正相關。

圖1 鑄件及零件結構

Fig.1 Structure of casting and parts

圖2 側底注模擬結果

Fig.2 Simulation results of the side bottom injection

圖3 頂注模擬結果

Fig．3 Simulation results of the top injection

圖4 階梯注模擬結果

Fig.4 Simulation results of the step injection

小的集渣包對鑄件上端面的凝固過程影響不大，

集渣的效果需要實驗驗證。

頂注模擬結果如圖3所示，縮松風險等級較高

的區(qū)域與側底注方案相似。

階梯注模擬結果如圖4所示，重點觀察凝固過

程，縮松風險區(qū)域集中在鑄件兩側“U”型凸臺

的內(nèi)部、平行板與上端面相交區(qū)域，并且在內(nèi)澆

口凝固后，上端面無法得到補縮。

底注模擬結果如圖5所示，在凝固過程中上端

面熱節(jié)區(qū)域由冒口補縮，但在補縮通道關閉前，

并沒有補縮完畢，因此上端面熱節(jié)區(qū)域和冒口內(nèi)

部都會形成縮松或縮孔，補縮效果不佳，應該通

過計算和實驗進行修改。

1.3工藝實驗

通過對MAGMA仿真模擬結果進行分析，選

58 洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參

行業(yè)聲音

INDUSTRY 行業(yè)聲音

圖5 底注模擬結果

Fig.5 Simulation results of the bottom injection

圖6 加冒口底注

Fig.6 Bottom injection with feeder

圖7 鑄件上端面縮孔

Fig.7 Shrinkage hole on the upper face of cashing

2 缺陷分析

2.1 主要缺陷

如圖7所示，無補縮冒口鑄件上端面存在縮

孔，位置集中在平行板結構和上端面交匯處。此

類缺陷為球墨鑄鐵件的主要缺陷。

2.2 原因分析

2.2.1 縮孔成因分析

根據(jù)MAGMA模擬結果和工藝實驗結果，過

橋殼體鑄件存在縮松缺陷，位于上端面與兩個平

行板狀結構的交匯處。凝固過程中厚大區(qū)域較周

擇加冒口底注澆注系統(tǒng)進行工藝實驗，如圖6所

示。

圍均勻薄壁區(qū)域凝固慢，周圍凝固后，厚大區(qū)域

內(nèi)部的凝固過程得不到鐵液的補充，就會形成縮

松或縮孔缺陷。

球墨鑄鐵的凝固過程呈粥樣凝固［1］，凝固

初期表層無硬殼形成，隨著石墨的析出，共晶膨

脹的壓力會導致兩種現(xiàn)象：1）鐵液體積增大，隨

著時間的延長，凝固范圍不斷擴大，最后凝固的

區(qū)域形成縮孔或縮松，冷卻過程的體收縮也無法

改變已經(jīng)形成的縮松或縮孔缺陷，甚至會增大縮

松的風險［2］；2）膨脹壓力會直接作用在鑄型表

面，造成型壁的遷移、漲箱、縮松等不良現(xiàn)象。

因此，為了避免球墨鑄鐵件出現(xiàn)縮松或縮孔

缺陷，擬采用兩種控制措施：1）合適的補縮冒

口，對熱節(jié)區(qū)域進行補縮［3］；2）增強鑄型的剛

性，即提高型砂2的緊實度，澆注完成持續(xù)保壓，

保壓時間大于15min。．

2.2.2 冒口

本實驗中按冒口的使用分為集渣冒口和補縮

冒口。解決縮松缺陷主要使用補縮冒口，其作用

是補充鐵液和控制壓力。

圖8為冒口和鑄型中壓力變化的三個典型階段［4］。

內(nèi)澆口凝固后不再有更多的鐵液進入鑄型，此時

鑄件和冒口組成整體，見圖8（a）；當液態(tài)金屬

發(fā)生收縮時，收縮極限狀態(tài)，鑄型內(nèi)部冒口中壓

力最小，見圖8（b）；隨著石墨析出和奧氏體的

形成產(chǎn)生的膨脹，表征為液態(tài)金屬膨脹，從而使

冒口重新充滿，見圖8（c）。隨著石墨和奧氏體

的不斷析出，鑄型內(nèi)部的壓力會增加，因此需要

鑄型有一定的剛性。

采用消失模鑄造球墨鑄鐵件時，應根據(jù)鑄件

結構選擇合適的冒口，同時澆注過程中……

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洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參 59

行業(yè)聲音 INDUSTRY

摘要：介紹了中、大型西門子電機殼鑄件的消失模鑄造工藝：采用整體成型，徑向和高度采取不同的收縮率；

采用階梯式澆注系統(tǒng)，嚴格控制白模的烘干溫度和時間，重點控制涂料的涂掛性、常溫/高溫抗裂性、脫殼性等

性能；澆注溫度1490～1500℃，澆注真空度控制在-0.065～-0.07MPa。生產(chǎn)結果顯示：采用消失模工藝生產(chǎn)的

電機殼鑄件表面質量好，尺寸合格，金相組織和力學性能符合技術要求，且每噸鑄件的生產(chǎn)成本較呋喃樹脂砂

工藝低1400元。

關鍵詞：灰鑄鐵；電機殼；消失模

中圖分類號：TG251 文獻標志碼：B 文章編號：1003－8345（2022）05－0025－04

DOI：10.3969/j.issn.1003-8345.2022.05.007

電機殼鑄件的消失模鑄造工藝

徐煥磊，王剛，溫錫祥

（聊城新濼機械有限公司，山東 聊城 252000）

來源：《現(xiàn)代鑄鐵》

Abstract：The lost foam casting process of medium and large Siemens motor shells were introduced: integral

molding was used, with different shrinkage rates in radial and height. A stepped pouring system was adopted.

Strictly controlling the drying temperature and time of the lost foam pattern and focus on control the coating's

sagging,normal/high temperature crack resistance, exuviation and other properties, the pouring temperature was

1490～1500℃, and the pouring vacuum was controlled at -0.065～-0.07MPa. The production results showed that the

motor casing castings produced by the lost foam process had good surface quality. It had qualified dimensions. Its

metallographic structure and mechanical properties met the technical requirements. The production cost per ton

of castings was 1400 yuan lower than that of the furan resin sand process.

Key words：gray iron; motor shell; lost foam

Lost Foam Casting Process for Motor Shell

Castings

Xu Huanlei，Wang Gang，Wen Xixiang

（Liaocheng Xinluo Machinery Co.,Ltd.，Liaocheng 252000，China）

60 洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參

行業(yè)聲音

INDUSTRY 行業(yè)聲音

筆者公司采用消失模工藝生產(chǎn)的西門子電機

殼鑄件，外形尺寸1240mm×800mm×700mm，鑄

件質量約780kg，材料牌號為ASTM48A30C（相當

于HT200～HT250）。該鑄件尺寸較大、散熱筋較

多、最薄處為5mm，鑄件結構如圖1所示。與小電

機殼的消失模鑄造工藝相比，散熱筋成型比較困

難，出現(xiàn)問題比較多。

1 模具設計

中大型帶有散熱筋的電機殼模具一般分成4個

部分，制模后白膜組合起來。但是組合起來的白

模尺寸難以控制，穩(wěn)定性差。筆者公司模具是整

體成型的，外形及內(nèi)腔均采用滑塊結構，保證整

體白膜順利出模，從根本上解決了鑄件變形及尺

寸精度問題。收縮率的參數(shù)選擇是模具設計中的

關鍵，大型消失模電機殼鑄件的收縮率長度方向

取1.35%、高度方向取1.15%。

2 澆注系統(tǒng)設計

消失模鑄造澆注系統(tǒng)的形式與傳統(tǒng)工藝不

同，消失模鑄造內(nèi)澆道的大小、尺寸、形狀、

方向，直接影響模樣的汽化，如果按照傳統(tǒng)砂型

鑄造工藝計算內(nèi)澆道的大小，鐵液容量少，周

邊散熱面積多，會急劇降低進入型腔的鐵液溫

度，影響模樣的汽化速度。根據(jù)傳統(tǒng)砂型鑄造工

藝計算后得到總的內(nèi)澆道截面積，一般再增加

10%～25%即可，試驗后適當調(diào)整。由于鑄件高

度較高，采取階梯澆注方式，鑄件的內(nèi)澆道位置

圖1 鑄件結構

Fig.1 Casting structure

圖2 澆注系統(tǒng)示意圖

Fig.2 Schematic diagram of the gating system

設計很關鍵，如圖2所示，采用多點進鐵液的內(nèi)澆

道。澆注系統(tǒng)及參數(shù)設計為：直澆道截面尺寸為

φ48mm，橫澆道、內(nèi)澆道共4層，高度、直徑方

向均勻布置，頂層8道，其余3層各6道，共26道，

由于直澆道中空，鐵液直接進入最下層澆道，隨

著鐵液液面上升，升至第2層高度，第2層開始入

鐵液，所以按照單層計算澆注系統(tǒng)比例為∑F直:

∑F橫:∑F內(nèi)=1.25:2.5:1。

3 消失模鑄造工藝

3.1 預發(fā)泡和成型

由于該電機殼的散熱片厚度為5mm，因此，

EPS原始珠粒粒徑選擇也應偏小，筆者公司采用

龍王p-s/p-4s型號。由于散熱片多并且比較薄，

預發(fā)密度應控制在25～26g/L。采用電加熱預發(fā)，

保證預發(fā)珠粒大小均勻和珠粒含水分少[1-4]。

泡沫成型采用專用電機殼液壓半自動成型

機，設備尺寸為長2.6m、寬2.6m、高9m，最大

安裝模具尺寸為長2.3m、寬2.3m。自動加料完畢

后，其余工序由設備控制系統(tǒng)自動完成，這樣能

保證白模質量的一致性。

3.2 烘干

模型出來以后不能立即進入烘房，放置在成

型區(qū)的存放架上，待表面的水分大致蒸發(fā)并檢驗

后再進入烘房。這樣做的好處：一是剛打出來的

白模水分很高，如果直接放入烘干房，會導致烘

房濕度居高不下；二是檢驗時能挑出廢品直接報

洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參 61

行業(yè)聲音

行業(yè)聲音 INDUSTRY

廢，這樣就會減小烘房空間的占用。白模烘干溫

度40～45℃，烘干時間48h。

3.3 組合

（1）泡沫模樣充分烘干，并且逐個稱重，規(guī)

定范圍以外的隔離處理。

（2）散熱筋片逐個檢查，不符合外觀要求的

應修補或隔離，一般要求10mm×10mm以內(nèi)的缺

陷采用白模專用修補膏進行修補。

（3）采用單件澆注工藝，非驅動端在上面。

（4）澆注系統(tǒng)用熱熔膠粘接結合面。在操作

時滿足粘接前提下，一定要盡量少用膠，粘接牢

固并用美紋紙嚴格密封。圖3為組合后的白模。

圖3 組合后的白模

Fig.3 White mold after combination

圖4 粘砂缺陷

Fig.4 Burning on of sand defect

圖5 結疤缺陷

Fig.5 Scar defect

3.4 涂掛

電機殼類鑄件對涂料的要求除了一般性性能

要求外，還有3點值得特別重視：

（1）涂料在常溫下的抗裂紋性和涂掛性要

好。由于電機殼幾乎95%的表面都是垂直面，如

果涂掛性不好，則每一遍的涂層厚度很難保證。

電機殼的散熱筋多，壁薄，內(nèi)壁有穿線槽，涂

料在該處容易涂掛不好，極易造成涂掛不均勻。

過厚的水基涂料在烘干的過程中容易出現(xiàn)裂紋，

而且這些裂紋是很難被發(fā)現(xiàn)的，如果處理不好，

澆注時將導致粘砂，常常無法清理而導致鑄件報

廢。筆者公司采用浸涂工藝，浸涂操作前，涂料

用攪拌器攪拌1h，保證涂料均勻。將組裝好的白

模放入攪拌均勻、波美度符合工藝的涂料池內(nèi)，

人工緩慢下壓使白模進入200～300mm，用力要均

勻，停止1min后旋轉90度，停止1min再旋轉，直

至全部掛勻為止，然后抬出，立放在架子上，用

毛刷找漏白的地方。2h后轉入烘干室。

（2）高溫抗裂性。由于散熱筋片較多，在

機殼的外壁上會有非常多又深又窄的部位，澆注

后這些部位會變成熱節(jié)，因此，這些部位對涂料

的要求非常高，如果澆注過程不能抵御鐵液的沖

擊，就會出現(xiàn)粘砂缺陷，如圖4所示；如果涂料耐

火度不夠或者粘結劑使用不合理，拋丸后就會出

現(xiàn)表面結疤粗糙不平，如圖5所示。

（3）涂料的剝離性能。電機殼內(nèi)腔穿線槽，

在拋丸過程當中鋼丸無法正常進入穿線槽，需要

涂料的剝離性能高。筆者公司在涂料中加入助

劑，通過多次調(diào)整，最終加入骨料2%的Fe2

O3

（氧

化鐵紅），滿足了使用要求……

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62 洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參

HISTORY OF

LIAONING FOUNDRY 遼寧鑄造史

匯聚實時行情

準確把握市場趨勢

沈陽機床公司

編者按

遼寧省是全國現(xiàn)代鑄造業(yè)發(fā)展較早的省份之一，“九一八” 事變之前民族工業(yè)的發(fā)展及“日偽”時期

殖民侵略留下的大量工業(yè)設施，使遼寧省與其他地方相比，具備了比較好的現(xiàn)代鑄造產(chǎn)業(yè)基礎。同時，遼

寧省也是全國鑄造材料資源最為豐富的地區(qū)之一，如撫順-本溪-遼陽-鞍山的礦脈是豐富的鑄造生鐵資源，

撫順、阜新、鐵嶺、沈陽等地的煤炭資源，阜新及周邊的鑄造硅砂資源等，其中遼寧省的鐵、錳、鎂、

鉬、石灰石、膨潤土、硅砂等鑄造的原輔材料儲量在全國處于優(yōu)勢地位，這些都是鑄造行業(yè)必不可少的重

要資源。新中國成立初期，國家根據(jù)遼寧省的工業(yè)基礎和歷史積累，在新的工業(yè)布局中將遼寧省定位于裝

備制造業(yè)，尤其是重大裝備制造業(yè)的生產(chǎn)基地。因此，遼寧省一直有“共和國裝備部”的稱號，沈陽市也

有“東方魯爾”之美譽?！浴吨袊T造發(fā)展史》

從本期起，《洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參》特分享遼寧鑄造史，共計十一卷，每期一卷，以饗廣大讀者朋友

們。

FOUNDRY HISTORY

64 洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參

鑄造史

（第一卷）機床一鑄造第一枚金

屬國徽

沈陽機床一的情結：

我已是年近古稀的鑄造老人。但現(xiàn)在沈陽機床一的后來者，銀豐鑄造的董事長是我的鑄造學生。

還有我中學時的同學一大部分是沈陽機床一的家屬小孩。

77級在東北大學讀鑄造專業(yè)時是高允彥老師領我們到沈陽機床一實習的。

再后來參加鑄造博物館（現(xiàn)在工業(yè)博物館）籌備工作。

作者：趙志立（中國鑄造協(xié)會專家、沈陽大學教授）

天安門城樓 國徽

沈陽市鐵西區(qū)興華大街北二路東西兩個廠區(qū)

雄偉莊嚴的北京天安門，凝聚著祖國各族兒

女崇敬的目光。在天安門“重檐式”建筑的兩重

檐正中，端掛著一個中華人民共和國國徽。這個

新中國的第一個金屬國徽，誕生在共和國長子、

素有“東方魯爾”美譽的沈陽機床一廠。

1950年國慶節(jié)前夕，沈陽第一機器制造廠

（沈陽第一機床廠前身）十九號鑄造車間鑄造班

班長焦百順、裴慶江，鄭重地接受了鑄造國徽的

光榮政治任務。第二天，鑄造車間組成了由焦百

64 洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參

FOUNDRY HISTORY

直擊現(xiàn)場鑄造史專欄

洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參 65

鑄造史

順、裴慶江等十幾人組成的“專門任務小組”。

東北大學吳文遠教授介紹說，銅的熔點為

1083攝氏度，而鋁的熔點只有660攝氏度。用銅

鋁合金，現(xiàn)在來看不是難事，只要有真空設備即

可。然而，1950年至1951年期間，我國尚無真空

設備，要想取得銅鋁合金，必須先將銅熔化成銅

水，再將鋁錠放入銅水中慢慢熔化。取得這種銅

鋁合金，在當年是個難度很高的技術工藝。

土法上馬提前鑄就第一批國徽：

當年，新中國剛剛成立，沈陽第一機床廠

一方面缺乏鑄造設備、先進工藝，一方面還要時

刻提防敵特破壞國徽模具。焦百順、裴慶江等工

人師傅，自己揣摩銅、鋁各自熔點，自行研制必

要的鑄造設備，克服重重困難，土法上馬，解決

一個個難題：車間內(nèi)沒有化鋁罐，他們就找來車

間廢鐵堆里的鋼盔、刺刀、鐵管，燒紅了加工成

化鋁罐。為保證國徽鑄件花紋飽滿、清晰，他們

從大連、內(nèi)蒙古等地運來砂子做砂型。為了克服

國徽鑄件收縮難題，他們便用水不停潑澆國徽鑄

件，使之加速冷卻。在鑄造國徽期間，“專門任

務小組”的十幾名組員，吃住在車間里，夜以繼

日地工作，他們經(jīng)常半夜跑到國徽模具旁邊，聚

精會神地看著國徽一點點成型，喜悅之情難以言

狀。經(jīng)過連續(xù)奮戰(zhàn)，他們終于提前20天完成了鑄

造國徽的政治任務。

朱鳳儀：

朱鳳儀是中國第一枚金屬國徽的制造者之

一。對于當年的細節(jié)，他記憶猶新?！按蟾旁?950

年7月的時候，我們接到了要制造國徽的任務。”

那時候，朱鳳儀剛滿18歲，是廠里的鑄工。

朱鳳儀回憶，一天，師傅裴慶江突然把他叫

到了身旁，宣布了一個秘密任務：“有個重要的

任務我跟你說一下，你一定要保密，不能跟外人

說。我們要制作新中國第一批國徽?！甭犕陰煾档?/p>

話，年輕的朱鳳儀非常高興：“這么大個國家，國

徽象征著中國，很了不起。所以，當時我們特別高

興，攤到這個任務，很不容易啊?！蹦且煌?，朱鳳

儀回家很晚。他等家人都睡著了才進屋，躺下后他

還蹬著被子毫無睡意，“心里就是激動，領導又說

要保密，我就連爸媽都沒敢告訴”。?????

19號鑄造車間鑄造班班長焦百順牽頭，帶領

相關的技術工人去完成鑄造的任務。那些日子大

家經(jīng)常通宵達旦，家離得近的就回家吃一口飯便

馬上跑回廠子，離得遠的干脆家都不回了，就吃

住在車間里。餓了就吃口干糧，咬口咸菜；困了

就睡在自己做的國徽旁。當2米高的國徽模型運到

廠里，朱鳳儀一把就抱在了懷里，“第一次感覺

世界上有這么金貴的東西，感覺比自己的生命還

重要。很珍貴，不能磕著?！蹦Ｐ陀糜图埌?/p>

“我撕掉了一層，里面還有一層，撕掉了一層，

還有一層，不下十層?！?/p>

經(jīng)過一個月的精心制作，1950年9月20日，第

一批金屬國徽全部完工。其中，大型的直徑2米，

共2個；中型的直徑1.5米，共25個；小型的直徑1

米，有45個。準備分別用于首都、各省及部分城

市的國家機關。

1955年，朱鳳儀曾到北京出差，當晚一個人

跑到了天安門。他看到了自己參與制作的國徽，

懸掛在天安門城樓正中央，眼淚奪眶而出，他拉

著旁邊的一個陌生人說：“看，那是我做的?！?/p>

他很想留張影作紀念，但那時沒有相機。2004年

11月，在赴北京參加一個頒獎儀式時，朱鳳儀終

于圓了自己半個世紀的夢想：他站在天安門城樓

前，和自己參與制作的第一枚國徽合影。

吳嘉祜：

在吳嘉祜老人的面前，油然而生對歷史的敬

畏。老人90歲了，雙手依然有力。這是一雙老工

人的手，寬闊、粗糙、骨節(jié)大，這雙手參與了新

中國第一枚國徽的鑄造。

洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參 65

直擊現(xiàn)場

FOUNDRY HISTORY

鑄造史專欄

66 洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參

鑄造史

歲月洗去太多往事，但有一些數(shù)字，老人一

直記得特別清楚：1949年9月10日，他成為沈陽機

床一廠一名八級鉗工；1950年7月3日，加入中國

共產(chǎn)黨；1950年8月，作為25號車間3組組長參與

鑄造了中華人民共和國第一枚國徽。

沈陽機床一廠鑄造的這枚國徽，直徑2.4米，

重487公斤。當年，吳嘉祜率隊負責國徽鑄造第

二道工序：拋光加工。老人至今認為，他能夠擔

此重任，跟自己剛剛入黨緊密相關。他還記得

當初接到任務時的感受：“就是拼了命，也要完

成?！边@份熾熱情感，延續(xù)至今。老人回憶，

新中國成立前，沒人瞧得起工人，他的門牙，就

是偽滿時期當學徒工時被打掉的，“一輩子沒

門牙”。在當時的工藝條件下，鑄造國徽并非

一件容易完成的任務。吳嘉祜帶領著六七個人

扎在車間連軸轉，毫無怨言，內(nèi)心充盈著神圣

感。餓了，拿塊抹布擦擦黑乎乎的手，抓起窩窩

頭就啃。吳嘉祜還記得，制作國徽共有三道工

序，第一道：用鋁合金鑄造國徽毛坯；第二道：

拋光加工；第三道：貼金、烤漆?！爱敃r為了順

利地完成第二道工序，我們自己制作了很多小工

具，用自制的鋼絲刷將國徽毛坯表面那些凹凸不

平的地方打磨干凈，然后用專用工具將有瑕疵的

地方修補完整，再用自制的小刀將國徽圖案中的

細節(jié)部分一一雕刻出來，繼而再用專用刮刀刮平

圖案表面，最后整體拋光，讓國徽光亮的如鏡子

一樣?！币炇諊樟?，吳嘉祜形容當時的心情

“緊張地連呼吸都要停止了”。他跟在驗收的領

導背后，屏息等待。領導仔細端詳國徽的每一個

細節(jié)，過了好一陣，忽然輕輕點點頭，然后轉過

身來說：“師傅們，辛苦了?！薄奥犕?，我的眼

淚就從眼角流了下來?！眳羌戊镎f。在很長一段

時間內(nèi)，吳嘉祜最獨特的舉動，是在每晚七點的

新聞聯(lián)播開始時，放下碗，盯住屏幕，看著音樂

中浮現(xiàn)的國徽。兒女們都不理解，他們直到父親

風燭殘年，才知道老人有過那么一段光榮的歷

吳嘉祜老人

史。把質樸的愛傾注于這枚國徽的沈陽機床一廠

工人們，在后來的歲月中，許多人已離開了人

世。

在中國工業(yè)博物館開館之年，吳嘉祜再一次

回到了車間，指導工人們按當年工藝重新制造了

一枚同等規(guī)格的國徽。這枚國徽收藏在沈陽鐵西

區(qū)中國工業(yè)博物館中。

桑文銘：

當年他在沈陽機床一廠鑄造車間，在剛剛

參加工作不久后，他所在的車間就接到了任務，

要鑄造新中國第一枚國徽。那年桑老僅20歲，在

車間還是一名學徒工，但關于鑄造國徽的每一

個細節(jié)都記的非常清楚。桑老說，那時候沈陽機

床一廠設備簡陋、工具落后，在高精度鑄造工藝

難度大的情況下，接到任務后整個車間就開始忙

碌了。“那時，我和焦百順負責化鋁，國徽的模

子是木頭做的，原材料形狀就好像現(xiàn)在小孩吃的

果凍……”桑老說，國徽鑄造完成后，他們車間

有幾個人都調(diào)到了別的地方，留在沈陽的只有幾

個人而已，這其中就包括焦百順、裴慶江、朱鳳

儀，但現(xiàn)在除了桑老，其余的工友全都離開了人

世。一份名單，上面清晰地寫著沈陽機床一廠鑄

造車間當年的成員廠長魯銘、軍代表林文蘭、小

組長裴慶江，以及焦百順、陳明新、朱鳳儀等

等，整個沈陽機床一廠鑄造車間的成員們都在這

張紙上。

66 洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參

FOUNDRY HISTORY

直擊現(xiàn)場鑄造史專欄

洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參 67

鑄造史

桑文銘老人 電影（國徽）劇照

1951年國慶發(fā)行的《國徽》特種郵票

現(xiàn)在沈陽工業(yè)博物館中的國徽

沈陽工業(yè)博物館一角

全國征集國徽設計圖案：

1949年6月16日，周恩來總理主持召開了新政

協(xié)籌備會常委會第一次會議，決定在常委會領導

下，設立6個工作小組。第6小組的任務是：研究

草擬國旗、國徽、國歌、紀年、國都等方案。

1949年7月10日，新政治協(xié)商會議籌備會擬就

《征求國旗國徽圖案及國歌辭譜啟事》，并對國

徽設計提出要求：“（甲）中國特征；（乙）政

權特征；（丙）形式須莊嚴富麗?！币粫r間，全

國各界人士，紛紛投身于這一具有歷史意義的工

作之中。

截止1949年8月20日，共收到國內(nèi)及海外華僑

寄來的國徽稿件112件、圖案900幅。這些稿件和

圖案雖各具特色，但均有不足之處。

兩個小組展開設計國徽競賽：

1949年9月25日，毛澤東、周恩來在中南海豐

澤園召開會議，協(xié)商國旗、國徽、國歌等問題。

這次會議上，大家對國徽應征圖稿都不滿意。毛

澤東最后說：國旗決定了，國徽是否可慢一點決

定，原小組還繼續(xù)設計，等將來交給政府去決

定。9月27日召開的新政協(xié)第一屆全體會議，討論

并通過了國旗、國都、紀年、國歌4個決議案。

大會主席團決定，邀請專家另行設計國徽圖案。

清華大學和中央美術學院收到了政協(xié)的邀請，于

是，他們分別成立了“國徽設計小組”：由建筑

學家梁思成、林徽因領導的清華大學營建系“國

徽設計小組”、以美術家張仃為首的中央美術學

洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參 67

直擊現(xiàn)場

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鑄造史專欄

68 洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參

鑄造史

梁思成、林徽因

梁思成和林徽因

院“國徽設計小組”。與此同時，兩個國徽設計

小組展開了設計競賽。

殫精竭慮初定國徽圖案：

當時，清華大學營建系“國徽設計小組”，

由我國著名建筑學家、營建系主任梁思成教授擔

任組長，成員有梁思成先生的夫人、建筑學家林

徽因，畫家李宗津，中國建筑專家莫宗江，建筑

設計教師朱暢中、汪國瑜、胡允敬、張昌齡，以

及研究中國古建筑學者羅哲文等。

中央美術學院“國徽設計小組”，由著名

工藝美術家、教授張仃、張光宇、周令釗、鐘靈

等組成。為趕在1950年國慶節(jié)之前掛上國徽，兩

個設計小組的專家、學者、藝術家們，對國徽的

各種構思和設想，一一認真推敲、反復研究。梁

思成、林徽音夫婦抱病參加設計工作。大家都懷

著極其興奮的心情，集思廣益、潛心協(xié)力、調(diào)動

各自的聰明才智，決心為新中國設計出最完美的

國徽。根據(jù)全國政協(xié)國旗、國徽審查小組提出的

要求，以及各界人士提出的意見，在比較了所有

國徽設計方案的基礎上，最終，兩個“國徽設計

小組”確定了國徽圖案：采用齒輪、麥稻穗、五

星、綬帶為題材，體現(xiàn)在中國共產(chǎn)黨領導下的工

農(nóng)聯(lián)盟政權、全國人民大團結。將天安門設計進

國徽，代表“五四運動”發(fā)祥地、新中國誕生

地，并以天安門作為民族精神象征。

周總理建議把麥稻穗畫入國徽：

1942年冬天，山城重慶，空氣濕冷。為歡送

董必武返回延安，宋慶齡在寓所舉行了茶話會，

周恩來和夫人鄧穎超應邀出席。茶桌上，擺著的

重慶近郊農(nóng)民送來的兩串顆粒飽滿禾穗，被爐火

映照得金光燦燦。當時，有人贊美禾穗像金子般

純正。宋慶齡說：“它比金子還寶貴。中國人口

百分之八十都是農(nóng)民，如果年年五谷豐登，人民

便可豐衣足食了?！敝芏鱽頁崦枬M的禾穗，

意味深長地說：“等到全國解放，我們要把禾穗

畫到國徽上?！?/p>

后來，周恩來沒有忘記在那次茶話會上的話

語，在制定中華人民共和國國徽圖案時，他建議

把麥稻穗畫入國徽。

清華美院國徽圖案：??????

除了確定上述圖案內(nèi)容外，清華大學“國

68 洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參

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直擊現(xiàn)場鑄造史專欄

洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參 69

鑄造史

徽設計小組”，還從“中國特征”這一要求出

發(fā)，建議國徽圖案色彩使用紅、金二色：紅

色，體現(xiàn)我國吉壽喜慶傳統(tǒng)民族色彩；金色，

體現(xiàn)華貴富麗。金、紅二色相間，互為襯托，

使國徽圖案色彩更加莊重瑰麗。清華大學“國

徽設計小組”還決定：把天安門畫成正立面

圖；把象征我國政權的五星紅旗，作為天空背

景覆蓋著祖國大地。天安門、五星紅旗，均端

正地放在國徽圖案正中軸線上，左右對稱，使

國徽從形式上更莊嚴、肅穆，體現(xiàn)出中華民族

的軒昂氣質。在國徽造型上，兩個“國徽設計

小組”參考了各國國徽圖案，并對我國古代銅

鏡、玉璧、玉環(huán)等禮儀文物裝飾紋樣，以及工

藝效果，進行了深入研究和借鑒。

經(jīng)過將近半年辛勤努力，兩個“國徽設計小

組”的專家、學者、藝術家們，對數(shù)十個國徽設

計圖案反復比較、精心研究，最終各自完成了一

幅自己認為最滿意的國徽圖案。

中央政府通過國徽圖案：

1950年6月20日晚，全國政協(xié)國徽審查組，

最后一次討論了國徽方案。周恩來親自主持了

這次討論。當天晚上，清華大學“國徽設計小

組”和中央美院“國徽設計小組”的方案，分

別掛在會議室墻上左右兩側。中央美院設計的

國徽圖案中，天安門為斜角透視圖像，顏色是

五彩的；清華大學設計的國徽圖案，天安門則

為正立面圖像，采用了金、紅兩種顏色。周恩

來總理認真聽取了審查小組全體成員匯報后，

根據(jù)李四光、張奚若、邵力子等絕大多數(shù)委

員的意見，最終指著清華大學“國徽設計小

組”的國徽方案說：“那么好吧，就這樣定了

吧！”周總理的結論，得到會議一致通過。隨

后，根據(jù)周恩來總理對麥稻穗造型提出的意

見，清華大學“國徽設計小組”，夜以繼日地

對國徽圖案細部進行修改，重新繪制了國徽圖

案，送交國徽審查小組審定。

毛主席宣布新中國國徽誕生：

1950年6月21日，國徽審查小組的馬敘倫、

沈雁冰，向全國政協(xié)全體大會提出了國徽審查報

告。1950年6月23日，全國政協(xié)一屆二次全體會議

上，毛澤東主席主持通過決議，同意國徽審查組

的報告和所擬定的國徽圖案。同年6月28日，中央

人民政府通過了全國政協(xié)關于國徽圖案的建議。9

月20日，毛澤東主席簽署中央人民政府命令，公布

中華人民共和國國徽圖案及說明：“國徽的內(nèi)容為

國旗、天安門、齒輪和麥稻穗，象征中國人民自

‘五四’運動以來的新民主主義革命斗爭，和工人

階級領導的以工農(nóng)聯(lián)盟為基礎的人民民主專政的新

中國的誕生?！鼻f嚴而美麗的國徽誕生了。

高莊糾正國徽圖案不足：????

當年，著名雕塑家高莊，擔負了對國徽圖案

進一步修改、加工、塑造正式國徽模型重任。

1950年9月20日，正式頒布的國徽圖案，僅

僅是一幅平面圖。要將平面圖案塑造成立體模

型，并非輕而易舉之舉。接受任務后，高莊首先

對平面國徽圖案進行仔細研究，發(fā)現(xiàn)還有許多不

足之處。例如，原圖中的麥稻穂向外彎曲，是垂

頭、雜亂的；紅綬帶，缺乏來龍去脈；天安門城

墻不正等等。高莊認為，賦予國徽更高的民族氣

魄和時代精神，是修改工作的指導思想。組成國

徽的素材，如國旗、天安門、齒輪、麥稻穂、紅

綬帶，都是由中央規(guī)定了的。如何利用這些既定

素材組成圖案，并由它來表現(xiàn)精神形象和藝術效

果，必須由藝術家發(fā)揮出聰明才智。經(jīng)過反復構

洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參 69

直擊現(xiàn)場

FOUNDRY HISTORY

鑄造史專欄

70 洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參

鑄造史

思、精心比較，高莊把麥稻穂改成分行并列向

上，并賦予剛柔相濟的不同性格，象征各民族團

結共存，中華民族蒸蒸日上。將紅綬帶改成有規(guī)

律地穿插，與天安門城墻相呼應，給人以堅強、

安定印象。其他部位也做了一些修改，如天安門

的大小、華表的位置、國旗上五角星的距離等

等。經(jīng)過高莊修改后的國徽圖案，整體與局部變

化統(tǒng)一、規(guī)正莊嚴、自然美觀，充分體現(xiàn)了中

華民族的氣魄和時代精神。在修改國徽圖案和塑

造國徽立體模型過程中，高莊參考了大量資料，

自己還買了一尊佛像和幾方秦、漢、隋、唐的銅

鏡，作為參考、借鑒。他把做好的國徽石膏模

型，與原平面圖案放在一起，讓人們比較評論，

聽取意見，不斷修改，以求臻于完美。高莊在工

藝美術方面造詣很深，木刻和素描都很有功力，

深得美術大師徐悲鴻先生的贊賞。幾十年來，高

莊為祖國培養(yǎng)了一大批德才兼?zhèn)涞乃囆g人才。

10月3日，天安門城樓正式恢復開放，一枚重

新復制的中華人民共和國國徽日前已懸掛在天安

門城樓上。

新國徽亮相天安門城樓，使用期至少可達50

年。

據(jù)悉，這枚采用木質結構制作的新國徽，是

1950年至今城樓上經(jīng)過三次更換后懸掛的第四枚

國徽，不僅工藝精湛，高度和寬度的尺寸精確到

了毫米，而且使用期至少可達50年以上。

據(jù)介紹，從實地勘查、論證，到復制第四枚

國徽的選材、制作，都是依照《中華人民共和國

國徽法》的相關規(guī)定，歷經(jīng)3個多月，于6月13日

夜順利更換完成，與修繕一新的天安門城樓一同

展示在世人面前。

更換下來的國徽去哪兒了：

工作人員介紹，天安門城樓懸掛的第一枚國

徽是1950年設計制作完成的，并用純松木制作。

1951年5月1日，沈陽第一機床廠鑄造的一枚金屬

國徽，正式懸掛在天安門城樓上。替換下來的木

質國徽，經(jīng)過整修，由當時的天安門管理處保

存。天安門城樓開放后，第一枚國徽在天安門城

樓大廳展出，供游客參觀。

1970年，天安門大修時，用純松木重新制

作了一枚新國徽，替換下懸掛了近20年的金屬國

徽。目前，這枚木質國徽已移至庫房保存。將來

是否能展出，還要經(jīng)過專家進一步評估和修復才

能確定。

天安門城樓象征國家最高權力，為世人所矚

目，故天安門上的國徽一定要掛得正，這件事情引

起了在周恩來的的關注，在他督促下，有關部門派

了8個可靠認真的師傅，去掛國徽。

后來為了以示負責，掛國徽的師傅名字全被寫

在了國徽背面，這一做法也被一直延續(xù)了下來。

2007年沈陽機床一廠拆遷

70 洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參

編者按

為滿足讀者了解全球鑄造行業(yè)動態(tài)和市場化信息的迫切需求，《洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參》團隊從全球38個

地區(qū)工業(yè)媒體刊載的鑄造行業(yè)上下游產(chǎn)業(yè)鏈的資訊中，篩選、翻譯、整合行業(yè)信息，匠心打造鑄造行業(yè)的

參考消息，內(nèi)容囊括海內(nèi)外鑄造行業(yè)政策、市場、技術、材料等信息，為行業(yè)投資者和鑄企管理者提供參

考依據(jù)。

匯聚實時行情

準確把握市場趨勢

參考消息

洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參 71

參考消息 NEWS

2023年1～9月我國鑄件出口情況

根據(jù)海關數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2023年1～9月我國鑄件出口同比下降，19個稅則號出口總量395萬噸，同比下降6.1%，出

口總額117.1億美元，同比下降6.9%。

來源：中國鑄造協(xié)會

其中9月份，19個稅則號共計出口45.1萬噸，

同比下降0.9%，環(huán)比下降1.1%；出口金額13.6億

美元，上年同比持平，環(huán)比增長1.8%

說明：上述根據(jù)海關數(shù)據(jù)統(tǒng)計的鑄件進出口

數(shù)量及金額，是根據(jù)海關統(tǒng)計列為鑄制品的進出

口商品。

而在海關統(tǒng)計的有關內(nèi)容中，未列入鑄制

品的其他進出口商品項目中，還有以零件或組

裝的產(chǎn)品列項的商品，也是由鑄件經(jīng)機械加工

后的成品。因此，中國鑄件進出口量，除根據(jù)

海關統(tǒng)計的鑄制品進出口量所列的19個稅則號

外，還有相當一部分是以零部件隨同進出口；

也有一部分鑄件是隨主機進出口的，根據(jù)近年

行業(yè)調(diào)查統(tǒng)計，以此類形式出口的鑄件占有相

當大的比例，但在海關進出口商品中卻無法分

離出來；特別指出的是有色金屬鑄件大多是以

上述商品形式隨同進出口的，在海關列為鑄制

品的進出口商品中沒有體現(xiàn)。

海關19個稅則號鑄件出口情況

一、13個稅則號黑色鑄件出口情況

表1：13個稅則號黑色鑄件

表2：2023年1～9月同比出口情況

序號 代碼 商品名稱

1 73030010 內(nèi)徑≥500mm的圓型截面鑄鐵管

2 73030090 其他鑄鐵管及空心異型材

3 73071100 無可鍛性鑄鐵管子附件

4 73071900 可鍛性鑄鐵及鑄鋼管子附件

5 73221100

非電熱的鑄鐵制集中供暖用散熱

器及其零件

6 73239100

未搪瓷鑄鐵制餐桌，廚房等家用

器具及其零件

7 73239200

已搪瓷鑄鐵制餐桌，廚房等家用

器具及其零件

8 73242100 鑄鐵浴缸，不論是否搪瓷

9 73251010 工業(yè)用無可鍛性鑄鐵制品

10 73251090 其他無可鍛性鑄鐵制品

11 73259100

可鍛性鑄鐵及鑄鋼制研磨機的研

磨球及類似品

12 73259910

工業(yè)用未列名可鍛性鑄鐵及鑄鋼

制品

13 73259990

非工業(yè)用未列名可鍛性鑄鐵及鑄

鋼制品

1～9月13個稅則號黑色鑄件合計出口127.1萬

噸，同比下降6.7%。其中：9月份出口14.3萬噸，

同比下降1.4%，環(huán)比增長2.1%，見表2、表3。

日期 出口量(千克) 金額(美元)

2022年1～9月 1,362,474,913 3,015,743,187

2023年1～9月 1,271,316,033 2,374,633,383

同比增長 -6.7% -21.3%

72 洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參

看中國

NEWS 參考消息

表5：2023年1～9月同比出口情況

表7：2023年1～9月同比出口情況

表9：2023年1～9月同比出口情況

表3：2023年9月同比、環(huán)比出口情況

表6：2023年9月同比、環(huán)比出口情況

表8：2023年9月同比、環(huán)比出口情況

表10：2023年9月同比、環(huán)比出口情況

表4：5個稅則號汽車零部件

1～9月5個稅則號汽車零部件合計出口197.1萬

噸，同比下降9.2%。其中：9月份出口22.4萬噸，同比

下降4.0%，環(huán)比增長0.4%，見表5和表6。

日期 出口量（千克） 金（美元）

2022年1～9月 2,172,354,575 5,805,321,365

2023年1～9月 1,971,434,766 5,710,677,148

同比增長 -9.2% -1.6%

日期 出口量（千克） 金額（美元）

2022年1～9月 672,298,517 3,762,878,701

2023年1～9月 707,595867 3,627,812,990

同比增長 5.3% -3.6%

日期 出口量（臺） 金額（美元）

2022年1～9月 352 56,078,232

2023年1～9月 604 85873 383

同比增長 71.6% 53.1%

日期 出口量（千克） 金額（美元）

2022年9月 144,923,833 315,887,582

2023年8月 140,005.048 264,806.780

2023年9月 142,925,375 280,377,193

同比增長 -1.4% -11.29%

環(huán)比增長 2.1% 5.9%

日期 出口量（千克） 金額（美元）

2022年9月 233,958,153 636,977,201

2023年8月 223,613,476 654,547,252

2023年9月 224,538.405 661,743,483

同比增長 -4.0% 3.9%

環(huán)比增長 0.4% 1.1%

日期 出口量（千克） 金額（美元）

2022年9月 76,142,179 405,762,394

2023年8月 82,320,991 415,293638

2023年9月 83,240,361 417,114,231

同比增長 9.3% 2.8%

環(huán)比增長 1.1% 0.4%

日期 出口量（臺） 金額（美元）

2022年9月 39 7,565,963

2023年8月 88 16,980,977

2023年9月 86 14,235,710

同比增長 120.5% 88.2%

環(huán)比增長 -2.3% -16.2%

序號 稅則號 商品號

1 87083091 牽引車、拖拉機用其他制動器及

零件

2 87083094 輕型柴油及汽油貨車用其他制

動器及其零件

3 87083095 重型柴油貨車用其他制動器，助

力制動及零件

4 84099991 P≥132.39kw（180hp）柴油機

的零件

5 87083099 其他機動車輛用制動器

二、部分汽車零部件出口情況

三、鋁合金制車輪出口情況（稅則號：

87087091）

1～9月鋁合金車輪共計出口70.8萬噸，同比增

長5.3%。其中：9月份出口8.3萬噸，同比增長9.3%，

環(huán)比增長1.1%，見表7和表8。

四、冷室壓鑄機出口情況（稅則號：

84543010）

1～9月冷室壓鑄機共計出口604臺，同比增長

71.6%。其中：9月份出口86臺，同比增長120.5%，環(huán)

比下降2.3%，見表9和表10。

五、鑄模及鑄芯用粘合劑出口情況（稅

則號：38241000）

1～9月鑄模及鑄芯用粘合劑共計出口2.6萬噸，

同比增長7.8%。其中：9月份出口0.35萬噸，同比增

長8.5%，環(huán)比下降5.8%，見表11和表12……

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洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參 73

參考消息 NEWS

我國鎂合金產(chǎn)業(yè)規(guī)模以及全球鎂

合金產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析

目前，我國鎂合金產(chǎn)業(yè)初具規(guī)模，廣泛用于建筑、化工、石油管道、電子產(chǎn)品、家用電器、汽車、軍工、

航空航天等領域，是各種建筑物、工業(yè)儲罐、管道、船舶的防腐材料，是電子產(chǎn)品、汽車等產(chǎn)品的輕量化替代材

料。鎂合金由于經(jīng)歷了塑性變形，材料組織和力學性能與鑄件相比其它合金具有明顯優(yōu)勢，而且還可以通過熱處

理工藝對材料的組織和性能進行調(diào)整和優(yōu)化。

來源：中研網(wǎng)

一、我國鎂合金產(chǎn)業(yè)規(guī)模

據(jù)統(tǒng)計，我國鎂合金下游需求中，汽車行業(yè)

占比70%，3C行業(yè)占比20%，航空航天、運輸、

化工等其它行業(yè)占比10%。

我國已經(jīng)初步建立了從鎂合金技術研發(fā)到

產(chǎn)業(yè)化試點的技術研發(fā)體系，在全國建立了一批

產(chǎn)業(yè)化示范基地，形成了重慶、山西、陜西、內(nèi)

蒙、寧夏、青海、長三角、珠三角、天津等多個

具有特色的鎂產(chǎn)業(yè)基地和產(chǎn)業(yè)集群。其中山西和

陜西以原鎂和鎂合金生產(chǎn)為主，而廣東和江蘇則

以鎂壓鑄和深加工為主。

雖然我國鎂合金擠壓制品行業(yè)取得了明顯

的進步，突破了一批產(chǎn)業(yè)化關鍵技術，具有了量

的優(yōu)勢，但與發(fā)達國家相比，無論在產(chǎn)品質量方

面，還是在生產(chǎn)技術和裝備水平、產(chǎn)品消耗、環(huán)

境保護等方面，仍存在一定差距。

鎂合金是以鎂為基礎加入其他元素組成的合

金。進入21世紀，隨著汽車工業(yè)、軌道交通、航

空航天和電子產(chǎn)品工業(yè)的飛速發(fā)展，以及人們對

高品質生活的追求，對環(huán)保型、輕質、高性能材

料的需求越來越來越高。鎂合金的密度較小，強

度高，彈性模量大，散熱好，消震性好，鎂合金

能承受的沖擊載荷能力比鋁合金大，并且鎂合金

具有良好的耐腐蝕性能。鎂合金最主要的應用領

域是汽車制造，其次在航空、航天、化工、火箭

等工業(yè)部門也得到廣泛應用。

鎂合金被稱為“21世紀的綠色環(huán)保結構材

料”，有非常優(yōu)良的應用性能，是目前質量最輕

的金屬結構材料，具有比強度高、比剛度大、消

震性好、承受沖擊載荷能力大、電磁屏蔽性能優(yōu)

異、無生物毒性、耐有機物和堿的腐蝕性能好、

資源十分豐富等優(yōu)點。隨著加工技術水平的不斷

提高，鎂合金應用范圍迅速擴展，市場需求不斷

增長。

二、鎂合金行業(yè)應用領域

2022年，新能源汽車產(chǎn)銷分別完成了705.8萬

輛和688.7萬輛，同比分別增長了96.9%和93.4%，

連續(xù)8年保持全球第一；新能源汽車新車的銷量達

到汽車新車總銷量的25.6%。輕量化于新能源汽車

是延長續(xù)航的有效方法，新能源汽車自身重量降

低20%，將增加5%-10%的續(xù)航能力。

鎂合金是最輕的金屬材料，是較鋼與鋁更為

理想的輕量化材料，還具有抗震減噪等優(yōu)點;歷史

瓶頸問題耽誤發(fā)展進程，目前的推廣阻力主要自

鎂價和工藝成熟度。鎂合金價格決定汽車部件原

料成本，目前鎂鋁價格比低于1.5，鎂合金步入高

性價比區(qū)間，推廣環(huán)境再現(xiàn)，且中短期內(nèi)鎂合金

74 洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參

看中國

NEWS 參考消息

價格走高可能性小，相對鋁合金的價格優(yōu)勢或延

續(xù)。

在軌道交通方面，軌道交通只要減輕車體重

量，就能使列車增加有效載荷，運行速度更快。

現(xiàn)在一列八節(jié)車廂組成的高速列車，牽引力要高

達5500~8800千瓦，而用鎂合金降重則可大幅降低

動力成本。

在軍工領域，鎂合金也已批量使用在可移

動便攜式通訊裝備、輕便武器系統(tǒng)單兵武器和

智能化頭盔、軍車懸掛式外裝甲板以及肩扛式

導彈、火箭彈殼體上。在墻面裝飾領域，特別

是高層、超高層建筑中，輕量化鎂合金模板也

開始廣泛使用。

我國鎂陸地資源約占世界總探明儲量的

35%以上，居世界第一位。其中，菱鎂礦資源

總量31.45億噸，符合煉鎂要求的一、二級礦

占78%；白云石資源探明儲量在40億噸以上。

2019年，全球原鎂產(chǎn)銷量100萬噸，我國為

84.48萬噸，占到全球的85%，其余為俄羅斯、

以色列等有少量產(chǎn)出。

國內(nèi)產(chǎn)量主要分布在陜西、山西、寧夏等

地，其中，陜西51.76萬噸、山西11.71萬噸、寧夏

5.85萬噸。目前，全球原鎂約有45%用于生產(chǎn)鎂合

金，這里面又有70%用于汽車行業(yè)，其余20%和

10%分別用于3C和軍工、建筑材料以及飛行航空

器等領域。

三、鎂合金行業(yè)市場需求

從汽車輕量化發(fā)展看，大量采用輕質材料是

目前汽車輕量化的主要措施。汽車輕量化材料經(jīng)

歷了鋁合金壓鑄件對鑄鐵鑄件的替代過程，鋁合

金占整車質量的比重穩(wěn)步提升。而汽車輕量化進

程一直在路上，從長遠發(fā)展趨勢出發(fā)，隨著更輕

材料的發(fā)現(xiàn)及工藝提升，材料替代將不斷上演。

根據(jù)我國汽車輕量化路線圖，到2020年、

2025年和2030年，單車用鎂合金要分別達到15公

斤、25公斤和45公斤。以2025年生產(chǎn)3500萬輛、

單車消耗25公斤鎂合金測算，需求量為87.5萬

噸。以2030年單車用量45公斤計算，則需要172

萬噸。

根據(jù)我國汽車輕量化路線圖，到2020年、

2025年和2030年，單車用鎂合金要分別達到15公

斤、25公斤和45公斤。以2025年生產(chǎn)3500萬輛、

單車消耗25公斤鎂合金測算，需求量為87.5萬

噸。以2030年單車用量45公斤計算，則需要172

萬噸。

近年來，陜西的府谷、神木兩地利用蘭炭

副產(chǎn)的荒煤氣作燃料生產(chǎn)原鎂，形成了獨具優(yōu)

勢的金屬鎂冶煉低成本洼地，構建了煤化工與金

屬鎂生產(chǎn)有機結合的循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈模式，原鎂

產(chǎn)量和出口量連年增加，穩(wěn)居全國第一、全球第

一。其中，2019年府谷產(chǎn)量43.33萬噸，神木8.43

萬噸，總產(chǎn)量占到全國的62%，全球的52%。去

年，鎂在國內(nèi)的銷售比例已達49%，未來10年國

內(nèi)鎂消費年均增幅將在20%以上。

四、全球鎂合金產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析

面向2035年，我國的高端鎂合金材料產(chǎn)業(yè)整

體在研發(fā)、生產(chǎn)及應用方面達到全球領先水平，

實現(xiàn)大規(guī)模、智能化、綠色化制造，對全球鎂合

金產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起主導作用。實現(xiàn)下一代高強韌大

型整體結構件設計及相關設備的產(chǎn)業(yè)化；實現(xiàn)國

家重大工程用高性能鎂合金材料國產(chǎn)化率達到

100%，促進交通運輸領域節(jié)能40%以上、減排

50%以上。

隨著鎂合金行業(yè)競爭的不斷加劇，大型企業(yè)

間并購整合與資本運作日趨頻繁，國內(nèi)外優(yōu)秀的

鎂合金企業(yè)愈來愈重視對行業(yè)市場的分析研究，

特別是對當前市場環(huán)境和客戶需求趨勢變化的深

入研究，以期提前占領市場，取得先發(fā)優(yōu)勢。正

因為如此，一大批優(yōu)秀品牌迅速崛起，逐漸成為

行業(yè)中的翹楚。

洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參 75

參考消息 NEWS

“5噸/小時熔融陶瓷廢砂再生覆

膜數(shù)字自動化生產(chǎn)線”科學技術

成果評價會

2023年10月13日，中國鑄造協(xié)會（沈陽工業(yè)大

學副校長博士生導師袁曉光教授、中國鑄造協(xié)會常

務副會長張志勇、東北大學劉越教授、華中科技大

學材料學院副院長博士生導師樊自田教授、東北大

學博士生導師楊英華教授、沈陽大學趙志立教授、

沈陽鑄造研究所有限公司鑄造材料事業(yè)部部長尹

紹奎、遼寧福鞍重工股份有限公司董事長高級工程

師穆建華、河南科技大學副教授游龍等專家）在遼

寧省鳳城市主持召開了丹東強芯再生資源利用有

限責任公司、三門峽強芯新材料科技有限公司、三

門峽強芯鑄造材料有限公司、洛陽強芯新材料研究

院有限公司共同完成的“5噸/小時熔融陶瓷廢砂再

生覆膜數(shù)字自動化生產(chǎn)線的研發(fā)與應用技術”科技

成果評價會。

圖1 中國鑄造協(xié)會專家組和項目研究人員合照

圖2 項目單位匯報PPT

查看現(xiàn)場，聽取關于“5噸/小時熔融陶瓷廢

砂再生覆膜數(shù)字自動化生產(chǎn)線”科學技術成果評

價會的評價文件介紹后，可以了解到該生產(chǎn)線在

來源：中國鑄造協(xié)會

科技成果方面的詳細情況和實際應用效果。工作

總結報告和技術總結報告詳細闡述了項目的研發(fā)

過程、技術創(chuàng)新點和取得的成果，科技成果查新

報告則證明了該技術的先進性和創(chuàng)新性。用戶應

用報告展示了生產(chǎn)線在實際生產(chǎn)中的應用情況和

取得的經(jīng)濟效益，測試報告則證明了生產(chǎn)線的可

靠性和穩(wěn)定性。這些評價文件共同證明了該生產(chǎn)

線的科技成果和應用價值，為推廣和應用提供了

有力的支持。

76 洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參

NEWS 參考消息

圖3、4、5、6：專家質疑與答辯

“5噸/小時熔融陶瓷廢砂再生覆膜數(shù)字自動

化生產(chǎn)線”科學技術成果評價會評價結論：

評價專家考察了生產(chǎn)現(xiàn)場，聽取了項目匯報

并審查了相關資料，經(jīng)質詢和討論，形成如下評

價意見:

(一)提供的評價資料齊全、數(shù)據(jù)詳實，符合

評價要求。

(二)該項目主要創(chuàng)新點如下：

1.通過高溫預熱、沸騰床高效熱交換、延長

保溫時間等技術的綜合應用有效降低了熔融陶瓷

砂再生能耗和灼燒減量，燃氣消耗量平均18.5m/

噸，灼減量小于0.1%；

2.通過再生覆膜一體化設計及再生砂粒徑分

段自動設置，實現(xiàn)了不同需求的再生覆膜砂一體

化批量穩(wěn)定生產(chǎn)；

3.通過大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字化技術的應

用，實現(xiàn)了再生與覆膜全過程的信息化和自動

化，有效的提高了生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質量。

(三)項目成果具有自主知識產(chǎn)權，獲得授權

發(fā)明專利2件、實用新型專利24件、軟著5件、形

成了團體標準1項。

(四)項目產(chǎn)品已成功應用于遼寧鑄造園區(qū)及

多家鑄造企業(yè)，實現(xiàn)了廢砂的集中處理及循環(huán)利

用，經(jīng)濟與社會效益顯著。

評價委員會一致通過該項目科技成果評價。

項目整體技術達到國內(nèi)先進水平，其中熔融陶瓷

砂再生及覆膜一體化技術達到國內(nèi)領先水平。

該技術的應用推廣，可從源頭減少鑄造廢

砂、廢渣、廢氣排放，節(jié)約資源開采，有效提高

鑄件的產(chǎn)品質量及生產(chǎn)效率，推動鑄造行業(yè)節(jié)能

減排和綠色發(fā)展。

此次項目的主要研究人員有曾小平、張敬

禮、歐陽向榮、任龍軒、劉勇、劉崢、晉永等。

此項目技術在環(huán)保、質量、循環(huán)再生和碳排

放方面均有優(yōu)勢，實現(xiàn)固廢零排放、VOC排放下

降20-40%，提高產(chǎn)品合格率和鑄件附加值，廢砂

循環(huán)使用20次以上，每次節(jié)碳1800度電。通過數(shù)

字化形成熔融陶瓷覆膜砂生態(tài)服務體系，恢復鑄

造廢棄砂型殼，再生后的砂可代替新砂，徹底解

決廢砂污染問題。

洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參 77

編者按

融媒體時代，信息碎片化浪費了鑄企管理者太多的時間?！靶袠I(yè)內(nèi)參”版塊專注研究鑄造行業(yè)的發(fā)展

模式、商業(yè)動態(tài)、技術趨勢等，精選海內(nèi)外鑄造行業(yè)技術信息、商業(yè)信息與行業(yè)信息，將視角鎖定于全球

鑄造行業(yè)競爭格局的演變趨勢以及新產(chǎn)品新技術，旨在為鑄企管理者提供謀士和智囊服務。

INDUSTRY 行業(yè)內(nèi)參

匯聚行業(yè)信息

供企業(yè)決策人士參考

78 洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參

PRODUCT 產(chǎn)品導購

綠色鑄造新材料 | 內(nèi)蒙古華騰

——熔融陶瓷砂專業(yè)生產(chǎn)廠家

內(nèi)蒙古華騰環(huán)保材料有限公司位于內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布市商都縣長盛工業(yè)園區(qū)，是一家專注于熔融陶瓷砂

（又名:電熔陶粒、熔融陶粒、寶珠砂）的生產(chǎn)、加工及銷售的公司。公司占地70畝，由生產(chǎn)車間、篩分車間、產(chǎn)

品車間、原料車間辦公大樓等建筑面積25000余平方米，共有10條電熔陶粒生產(chǎn)線,依托自治區(qū)電力優(yōu)勢（24小時

電價一致），設計年產(chǎn)能為8萬噸，是目前國內(nèi)產(chǎn)量最大的電熔陶粒生產(chǎn)廠家。

一、熔融陶瓷砂（寶珠砂） 產(chǎn)品特點：

①砂粒為球形，流動性好,易舂實，且透氣性

好

②熱膨脹系數(shù)小，性能可與錯英砂媲美，用

其配制型芯砂，鑄件不會產(chǎn)生膨脹缺陷

③熔融陶瓷砂（寶珠砂）屬中性材料，酸、

堿粘結劑均可使用

④回用再生性能好，性價比高

與銘鐵礦砂、錯英砂相比，其價格只有錯

英砂25～50%。同時，因砂粒為球形，其表面積

小，故樹脂的加入量可減少30-50%，水玻璃的加

入量W4%；并減少了粘結劑所產(chǎn)生的鑄造缺陷，

提高了鑄件的成品率。

洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參 79

產(chǎn)品導購

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理化指標：

鑄件展示：

熔融陶瓷砂（寶珠砂）的物理及化學性能

粒形 球形 膨脹

系數(shù)

（20～1000℃）

6×10-6/℃

顏色 黑棕色 粒度 6～270目

3.36～0.053mm

耐火度 ＞1800℃ Al2

O3 65～85%

堆積

密度 1.95～2.05g/cm3 Fe2

O3 ≤5%

真密度 3.4g/cm3 SiO2 12～25%

熱導率 1200℃ TiO2 3～4.5%

pH值 7～8

聯(lián)系方式：

聯(lián)系人：陳先生、池先生

手機：18247414707

13585378333

18772779999

電話：0474-2316668

（本文所涉及到的所有產(chǎn)品信息和參數(shù)，均由內(nèi)蒙

古華騰環(huán)保材料有限公司提供。）

⑤表面光滑，結構致密，使得粘結劑能均勻

覆蓋，加入量降低30%～50%

⑥熱導率大，穩(wěn)定性好，不龜裂

⑦耐火度高，易潰散，熔融陶瓷砂（寶珠

砂）的莫來石相大大高于燒結產(chǎn)品，具有良好的

耐火性

⑧應用范圍廣：樹脂砂、水玻璃砂、粘土

砂、消失模、V法、熔模及銅、鋁件的拋光清理

80 洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參

PRODUCT 產(chǎn)品導購

中國電爐行業(yè)先鋒：技術領先、

質量可靠、售后完善

中頻爐是一種高效、節(jié)能、環(huán)保的金屬加工設備，逐漸成為許多金屬加工企業(yè)的首選。它可以應用于各種金

屬材料的加熱，包括鋼鐵、銅、鋁、不銹鋼等等。與傳統(tǒng)的火焰加熱和電阻爐相比，中頻爐具有更高的加熱效率

和更快的升溫速度，能夠大大提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本。

中頻爐還具有多種防護措施，例如過流、過壓、缺水等保護機制，可確保設備的安全運行。此外，中頻爐還

采用了先進的數(shù)字化控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)精確的溫度控制和時間控制，為加工過程提供更大的靈活性和控制性。

中頻爐不僅可以提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和降低成本，還可以實現(xiàn)環(huán)保目標，減少污染排放，為企業(yè)提升形象。

如果您的企業(yè)還在使用傳統(tǒng)的火焰加熱和鋁殼電爐，不妨考慮中頻爐的升級換代，以迎接新時代的生產(chǎn)加工要

求。

一、企業(yè)簡介、資質和證書

陜西漢唐工業(yè)電爐設備制造有限公司（以下

簡稱：漢唐工業(yè)電爐）是一家高科技民營電爐專

業(yè)生產(chǎn)企業(yè)，注冊資金1500萬，注冊地址：西安

市高新三路8號，公司實行經(jīng)理負責制，自總經(jīng)理

以下，各部門經(jīng)理，車間領導，均由從事電爐行

業(yè)多年的專業(yè)人士擔任，擁有完善的技術基礎和

高端的創(chuàng)新經(jīng)驗。公司本著高起點、高性能、高

信譽、優(yōu)服務的原則，愿竭誠為開創(chuàng)中國電爐行

業(yè)的全新未來而奮斗！

漢唐工業(yè)電爐是中國電爐行業(yè)的一支主力

軍，公司在設計方面，技術人員通過不斷吸收了

國內(nèi)外的先進技術，使公司產(chǎn)品無論在技術方面

還是在性能方面都處于領先地位。公司采用大規(guī)

模集成電路，數(shù)字技術控制，使設備具有啟動性

能好，可在空載、滿載的情況下順利啟動。設備

可靠性強，操作靈活，功率無級可調(diào)，頻率自動

跟蹤，保護靈敏度高、抗干擾。使得公司產(chǎn)品在

質量性能上，尤其是可靠性方面，取得長足的進

步，得到同行專家的贊同和用戶的肯定。公司具

有獨立的經(jīng)營生產(chǎn)場地，采購部門嚴把材料進貨

質量關，生產(chǎn)工人均經(jīng)過培訓考核上崗，嚴格按

照生產(chǎn)工藝進行每一道工序的生產(chǎn)，確保產(chǎn)品的

質量。公司本著誠信第一的原則，愿竭誠為用戶

提供完善的售后服務。

二、中頻電源

公司生產(chǎn)的中頻電源采用可控硅控制形式，

洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參 81

產(chǎn)品導購

產(chǎn)品導購 PRODUCT

采用大規(guī)模集成電路，數(shù)字技術控制，使設

備具有啟動性能好，可在空載、滿載的情況下順

利啟動。

具有多種保護功能。包括電爐的電壓、電

流限制功能，電爐功率限制功能，電容器電壓限

制，直流電流限制，過流、過壓保護功能，水溫

高、水壓低保護功能、水流量差報警、漏爐報警

功能等。

具有完善的保護與運行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，烘爐

監(jiān)控，報警記錄，實時記錄運行數(shù)據(jù)等。

采用大截面積銅排輸電，進一步減低不必要

的電力損耗……

設備可靠性強，操作靈活，功率無極可調(diào)，

頻率自動跟蹤，保護靈敏度高、抗干擾。

全數(shù)字控制系統(tǒng)，控制精度高，運行穩(wěn)定。

觸發(fā)信號光纖傳輸，逆變部分采用串聯(lián)逆變形

式，無論功率大小，功率因數(shù)始終保持在0.95。

可控硅功率器件具有足夠的安全余量，是最

大功率額定電流的2.5倍以上。

電源分為：串聯(lián)逆變電源（CS節(jié)能型）和并聯(lián)逆

變電源（SCR傳統(tǒng)型）兩種，根據(jù)實際需要及客

戶需求可采用6脈、12脈或24脈整流形式。

更多產(chǎn)品信息，請掃碼閱讀。

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（本文所涉及到的所有產(chǎn)品信息和參數(shù)，均由

陜西漢唐工業(yè)電爐設備制造有限公司提供。）

聯(lián)系電話：13892075934

82 洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參

PRODUCT 產(chǎn)品導購

專業(yè)修補，科技修復——上海廣

倍機電科技有限公司

上海廣倍機電科技有限公司成立于2013年，公司秉承為廣大用戶提供優(yōu)質產(chǎn)品為宗旨，在冷焊修復、修補的

科技領域進行專業(yè)的開發(fā)和生產(chǎn)工作，經(jīng)過不懈的技術攻關和努力，工業(yè)模具修補機、鑄件修補機、精密模具修

補機等冷焊專業(yè)冷焊設備不斷面市；力求出廠設備的質量穩(wěn)定，減少耗損，打造出冷焊設備中的精品產(chǎn)品，公司

全系產(chǎn)品適用于各種工業(yè)鑄造模具、精密模具、鑄造件缺陷和模具的修補和修復，應用范圍廣泛（鑄造業(yè)、模具

業(yè)、醫(yī)療器械、建筑、橋梁建設、汽車、鍋爐等），可應用于多種材質的模具和鑄件的修復，極大提高了用戶的

生產(chǎn)效率和降低其生產(chǎn)成本。

一、型號ECR-9300 電火花堆焊修復冷焊機

產(chǎn)品詳細圖

機型參數(shù)

品牌 上海廣倍 型號 ECR-9300

功率消耗

(W)

1800

頻率

(HZ)

100-500

電壓 220v

輸出

電壓

10-100

輸入電壓

220v

50hz/60hz

尺寸

(長*寬*高)

211*404*448

工作時焊

接溫度

10-100 重量 23kg

隨機配件 正級焊槍

及其它配件

焊條

直徑 1.0-4.0mm

控制方式 數(shù)字控制 冷卻

方式 風冷

ECR-9300冷焊機焊補效果案例

鑄鐵件缺陷修復前后對比

專業(yè)修復各種金屬鑄件缺陷，模具被覆

洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參 83

產(chǎn)品導購

產(chǎn)品導購 PRODUCT

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鋁合金鑄件缺陷冷焊機焊補前后

模具修補，鑄件氣孔、砂眼、裂紋等缺陷修補

高錳鋼冷焊機焊補前

H13模具被覆前

高錳鋼冷焊機焊補后

H13模具被覆

鋁伺服電機焊補前

黃銅工藝品焊前 黃銅工藝品焊后 黃銅工藝品焊補

打磨后

鋁伺服電機焊補

……

（本文所涉及到的所有產(chǎn)品信息和參數(shù)，均

由上海廣倍機電科技有限公司提供。）

聯(lián)系電話：17316555584 13482156912

18117355780

每位客戶每一次的選擇都是我們前進的動力。

產(chǎn)品詳細圖

二、型號GB-09A電火花冷焊機

84 洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參

PRODUCT 產(chǎn)品導購

誠恩機械——專注生產(chǎn)制作鑄造

生產(chǎn)設備

誠恩機械成立于2006年，位于河北省邢臺市隆堯縣固城鎮(zhèn)，是一家專注于生產(chǎn)制作鑄造生產(chǎn)設備的公司。誠恩機械自成

立以來，始終堅持以人才為本、誠信立業(yè)的經(jīng)營原則，在殼型鑄造自動生產(chǎn)線領域(即覆膜砂流水線、消失模流水線)已成功

制造、安裝設備遍布全國多個城市，誠恩機械已在鑄造領域取得輝煌成績，完成眾多鑄造設備配套服務，值得成為您信賴的

合作伙伴。公司常年生產(chǎn)制造殼型鑄造生產(chǎn)流水線、消失模生產(chǎn)流水線鑄造除塵系統(tǒng)設備，鑄造澆鑄系統(tǒng)設備。

一、殼型鑄造生產(chǎn)線

主要用于鑄造生產(chǎn)行業(yè)，其通過覆膜砂殼型

與鋼砂填埋進行澆鑄成型，鋼砂分離再利用完成

整個循環(huán)過程。

其主要機組作用為立體化自動循環(huán)使用，使

用目的非常明確。大幅度提高產(chǎn)量與效率，減少

人工，優(yōu)化產(chǎn)品外觀與質量以及成品率大幅度提

升,改善生產(chǎn)環(huán)境，程序化作業(yè)，增強安全性。

其主要機組系統(tǒng)結構有：轉運系統(tǒng)、提升輸

送系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、儲存系統(tǒng)、填埋

系統(tǒng)、澆鑄系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及操作

系統(tǒng)。

其使用優(yōu)點主要為：結構清晰，運行穩(wěn)定性

好，故障率低。

人工使用包括澆鑄人員一共為3-5人，適用

性廣泛，自動化能力高適合多種澆鑄工藝，一鍵

啟動操作簡單，養(yǎng)護方便，逐漸成為鑄造產(chǎn)業(yè)的

基礎配套設施。

洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參 85

產(chǎn)品導購

產(chǎn)品導購 PRODUCT

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設備使用展示

二、雙缸翻箱機

三、S3環(huán)鏈式斗提機

技術特點

用途功能：用于翻箱倒砂，砂件分離，載有

冷卻鑄件的殼型推送至振動平臺，向振動篩輸送

鋼砂、成品件。

性能特點：雙缸限定鎖箱，使砂箱在翻箱

過程中固定牢固，回箱過程中與導軌零距離零移

動，行程控制準確，動作平穩(wěn)。

設備特點：操作簡單，降低人工勞動強度，

改善勞動環(huán)境，實現(xiàn)無人操作。

維護指南：配件互換簡單，除液壓油與定位

部件外，其他部位不需養(yǎng)護。

機組定位：翻箱傳輸機為生產(chǎn)線的分轉中

樞。

機臺凈重：1.1T。

主要技術參數(shù)

雙缸驅動

序號 內(nèi)容 使用數(shù)據(jù)

1 配置砂箱 定制尺寸，適用全線

2 工作速度 12S全套動作

3 設備主材質 22mm厚度鋼材

4 翻箱角度 可達110°

5 設備驅動 雙缸液壓驅動

技術特點

用途功能：主要用于向鋼砂、廢砂分離系

統(tǒng)、砂庫輸送鋼砂。

性能特點：內(nèi)部采用滲碳材質環(huán)鏈26鏈條，

特性耐高溫、耐拉伸，不易變形，提升高度量與

高度大。

設備特點：外形尺寸小，占地面積少，自動

化程度高。

維護指南：鏈條需定期提升松緊，各軸承套

定期注潤滑油，減速機需定期檢查潤滑……

6 控制配置 雙向限位控制

7 機電配備 液壓站

8 液壓站功率 11kw

9 機臺凈重 1.1T

10 場地要求 需地基

（本文所涉及到的所有產(chǎn)品信息和參數(shù)，均

由河北隆堯縣誠恩機械制造有限公司提供。）

聯(lián)系電話： 15833383788 15176590063

86 洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參

PRODUCT 產(chǎn)品導購

先鋒鑄材，鑄造未來！攜手助力

共同發(fā)展！

曲阜市先鋒鑄材有限公司成立1990年，是專業(yè)生產(chǎn)鑄造材料的民營企業(yè)。公司位于歷史文化名城、孔子故里一曲阜城

北。西臨京福高速、京滬鐵路、南臨日菏高速 東靠京滬高速，交通便利。目前，公司擁有固定資產(chǎn)1500余萬元占地面積

20000平方米，員工120人。其中高級工程師，技術人員12人。曲阜市先鋒鑄材有限公司是山東省具有較強研發(fā)、生產(chǎn)能力的

企業(yè)，多年來致力于技改投產(chǎn)，不斷提高產(chǎn)品技術含量，以科技為根本，以質量求生存，以高新技術產(chǎn)品占領市場，多次被

當?shù)卣u為優(yōu)秀民營企業(yè)。公司產(chǎn)品有覆蓋劑、脫氫劑、鑄鋼涂料、鑄鐵涂料、消失模粘結劑、消失模涂料、消失模醇基

涂料、鑄鋼專用液體潰散劑、鋼水精煉劑、脫模劑等系列。年銷售量2萬多噸，年生產(chǎn)能力5萬余噸產(chǎn)品銷往全國26個省市。

并出口印度、馬來西亞、越南、阿根廷等國家。

曲阜市先鋒鑄材有限公司經(jīng)過近三十年的

發(fā)展。以市場為導向，在市場經(jīng)濟競爭中脫穎

而出，不斷發(fā)展壯大，成為山東鑄材領域的一支

勁旅。曲阜以它悠久的歷史，濃郁的儒家文化氛

圍，聞名遐爾的三孔古跡，吸引著八方游客，先

鋒鑄材以優(yōu)質的產(chǎn)品，優(yōu)良的服務，快捷的物流

深受廣大用戶的信賴。有朋為鑄材來不亦樂乎。

曲阜市先鋒鑄材有限公司堅守“誠信為本、

用戶至上”的服務宗旨，竭誠為廣大用戶提供優(yōu)

質、快捷的服務。總經(jīng)理仙浩愿與最大的誠意與

業(yè)界合作，共創(chuàng)美好未來。

企業(yè)文化

洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參 87

產(chǎn)品導購

產(chǎn)品導購 PRODUCT

產(chǎn)品性能儀器檢測

完善的檢測儀器是質量監(jiān)控的基本。

主營產(chǎn)品

鑄鋼涂料

產(chǎn)品特點：

1．該系列涂料具有懸浮穩(wěn)定性好，觸變性、

流平性優(yōu)良和易燃的特點，可采用刷涂、流涂、

浸涂、噴涂等施涂方式。

2．涂料涂層強度高、發(fā)氣量低、不開裂、不

起泡,在大型鑄鐵復雜條件下具備耐沖刷好、抗?jié)B

透強的優(yōu)點。

3．涂層表面光潔，可顯著消除表面缺陷，改

善表面質量。

適用范圍：樹脂砂、水玻璃砂、潮模砂等各

種砂型、砂芯產(chǎn)品。

產(chǎn)品包裝：25kg編織袋或1000kg噸袋。

消失模涂料

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產(chǎn)品特點：

1．該系列涂料具有懸浮穩(wěn)定性好，觸變性、

流平性優(yōu)良和易燃的特點，可采用刷涂、流涂、

浸涂、噴涂等施涂方式。

2．涂料涂層強度高、發(fā)氣量低、不開裂、不

起泡，在大型鑄鐵復雜條件下具備耐沖刷好、抗

滲透強的優(yōu)點。

3．涂層表面光潔，可顯著消除表面……

（本文所涉及到的所有產(chǎn)品信息和參數(shù)，均

由曲阜市先鋒鑄材有限公司提供。）

聯(lián)系電話：15853749999

88 洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參

TECHNOLOGY 技術文章

鑄鐵熔煉過程中鐵液化學成分的

調(diào)整計算方法

劉振一，劉文宇，馮淑花，劉增良

（河北華北柴油機有限責任公司，河北 石家莊 050081）

來源：《現(xiàn)代鑄鐵》

摘要：介紹了采用中頻電爐熔化鑄鐵時，鐵液爐前化學成分的調(diào)整計算方法。詳細闡述了調(diào)整前的準備工作、

補加同類合金法、補加生鐵或增碳劑法、補加廢鋼法、出鐵重配法、延時燒損法等常用的爐前鐵液化學成分調(diào)

整方法。以柴油發(fā)動機飛輪殼鑄件為實例，驗證了化學成分調(diào)整方法的可行性，結果顯示：根據(jù)爐前化學成分

超標的具體情況，選用一種或多種適宜的方法進行化學成分調(diào)整，可以準確、有效地控制鑄件化學成分，確保

鑄件質量穩(wěn)定和提升。

關鍵詞：鑄鐵；化學成分；熔煉技術

中圖分類號：TG250 文獻標志碼：B 文章編號：1003-8345(2020)06-0049-05

DOI：10.3969/j.issn.1003-8345.2020.06.013

Liu Zhenyi，Liu Wenyu，F(xiàn)eng Shuhua，Liu Zengliang

（Hebei Huabei Diesel Engine Co.,Ltd.，Shijiazhuang 050081，China）

Calculation Method for Adjusting the Iron

Melt Chemical Composition during Cast Iron

Melting

Abstract: The calculation method for adjusting chemical composition of the furnace iron melt during medium

frequency furnace melting was introduced. The common furnace iron melt chemical composition adjustment

methods was described in detail: preparation before adjustment, adding same alloy method,adding pig iron or

carburetant method, adding steel scrap method, iron tapping weight allocating method, delay burning method.

Taking diesel engine flywheel housing as example, the feasibility of chemical composition adjustment method was

verified. The result showed: according to the specific situation of furnace iron melt chemical composition exceeding

the standard, by selecting one or more suitable methods for chemical composition adjustment, it was possible

to accurately and effectively control the chemical composition of castings and ensure the quality stability and

improvement of castings.

Key words：cast iron; chemical composition; melting technology

洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參 89

技術文章 TECHNOLOGY

在鑄鐵熔煉過程中，鐵液化學成分的符合性

和均勻一致性是評價鑄鐵熔煉質量的主要指標，鐵

液化學成分是否均勻一致會對鑄件組織和性能產(chǎn)生

重要影響[1-2]。因此，在鑄鐵熔煉過程中，如何準

確控制鐵液化學成分，保證鐵液及鑄件化學成分滿

足技術要求，是鑄件鑄造生產(chǎn)過程中的一個關鍵環(huán)

節(jié)。

爐前鐵液化學成分是指在鑄鐵熔煉過程中，

鐵液出爐以前爐內(nèi)鐵液的化學成分，通常情況

下，采用直讀光譜儀進行快速檢測。由于鐵液化學

成分會受到金屬爐料的化學成分及其配比、熔煉工

藝、熔煉設備種類、操作人員素質等多種因素的影

響，在鑄鐵熔煉過程中，時常會發(fā)生爐前鐵液化學

成分不符合工藝要求的問題，在這種情況下，就需

要進行爐前化學成分調(diào)整，將鐵液中各種化學元素

含量均控制在合適的范圍內(nèi)，對提升鑄件質量具有

重要意義。筆者根據(jù)多年來的生產(chǎn)經(jīng)驗，總結出一

套鑄鐵爐前化學成分調(diào)整控制技術方法，可用于指

導鑄鐵爐前化學成分調(diào)整及補加爐料計算，將鐵液

化學成分控制在合理的范圍內(nèi)，從而使鑄件質量保

持穩(wěn)定。

1 化學成分調(diào)整前的準備工作

1.1 確定化學成分

確定化學成分前，應考慮的主要因素有鑄件

的材料牌號要求、鑄件壁厚和質量、鑄件結構及尺

寸等方面[1-2]。一般情況下，可以參考以往的生產(chǎn)

實踐經(jīng)驗，查閱鑄造手冊，綜合考慮上述因素來確

定鑄件的化學成分。常用的柴油發(fā)動機鑄鐵件化學

成分控制范圍如表1所示[3-8]。

表1 常用柴油發(fā)動機鑄鐵件爐前化學成分的控制范圍

Tab.1 Chemical composition control range of common diesel engine iron castings

表2 柴油發(fā)動機鑄鐵件常用的爐料配比

Tab.2 Common furnace charge mixture ratio of diesel engine iron castings

材料牌號 化學成分WB/％

C Si Mn P S Cu Cr Mo

HT200 3.2～3.4 1.4～1.6 0.8～1.0 ≤0.08 ≤0.08 - - -

HT250 3.1～3.3 1.3～1.5 0.9～1.1 ≤0.06 ≤0.06 - - -

HT300 3.0～3.2 1.2～1.4 1.0～1.2 ≤0.05 ≤0.05 0.7～0.9 0.2～0.4 0～0.6

QT500-7 3.6～3.8 0.9～1.1 0.3～0.5 ≤0.05 ≤0.05 - - -

1.2 確定適宜的爐料配比

確定適宜的熔化配料比例是鑄鐵熔化過程中

的關鍵環(huán)節(jié)，其直接決定鐵液化學成分的符合性

和適宜性[9]。確定爐料配比時，應考慮各種金屬爐

料的化學成分、合金元素的氧化燒損率以及現(xiàn)有

爐料的庫存量。在保證滿足鑄件材質要求的基礎

上，力求降低鑄件的生產(chǎn)成本。采用中頻電爐熔

煉鑄鐵時，柴油發(fā)動機鑄鐵件常用的爐料配比如

表2所示[3-4]。

注：隨著鑄件壁厚增加，C、Si的控制值取下限，Mn、Cu、Cr、Mo的控制值取上限。

注：隨著鑄件壁厚的增加，生鐵、硅鐵的配料比例降低，廢鋼及其他合金爐料的比例提高。

材料牌號 爐料配比/％

生鐵 廢鋼 回爐料 錳鐵 硅鐵 鉻鐵 電解銅 孕育劑 球化劑

HT200 15～45 5～15 40～80 0.20～0.50 0.20～0.50 - - 0.50～0.70 -

HT250 20～45 10～20 35～70 0.30～0.60 0.15～0.40 - - 0.55～0.70 -

HT300 30～50 15～25 25～55 0.40～0.70 0.10～0.35 0.30～0.50 0.70～1.00 0.60～0.75 -

QT500-7 60～70 10～20 10～30 0.20～0.60 - - - 1.40～1.60 1.30～1.50

90 洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參

TECHNOLOGY 技術文章

表4 爐前化學成分調(diào)整方法與元素增（減）量

Tab.4 Chemical composition adjusting method and elements increase/decrease

表3 常用化學元素的氧化燒損率[5]

Tab.3 Oxidation burn rate of common chemical

elements[5]

注：通常情況下，在爐料補加量計算過程中，各元素

的氧化燒損率一般取上述范圍的中間值。

1.3 向電爐內(nèi)加料并加熱熔化

熔化過程一般采用低溫制，即：爐料一次

加滿，先用低壓預熱，當爐料呈暗紅色時，改用

高壓熔化，隨化隨補，在爐料充滿狀態(tài)下進行熔

化，直到熔化完畢。爐料裝入順序：生鐵→廢鋼

→回爐料→鐵合金[3-4]。為了提高熔化效率、減

少元素氧化燒損，裝料應盡量緊實，注意將爐料

按垂直方向裝入爐膛內(nèi)，大塊爐料應裝在爐膛中

心，小塊爐料裝在周圍，然后開始加熱、熔化。

2 爐前化學成分檢測與調(diào)整

2.1 爐前化學成分取樣檢測

按照工藝要求，將各種爐料全部加到爐內(nèi)，

待爐料完全熔化并均勻化后，取樣檢測鐵液化學

成分，取樣溫度范圍一般為1370～1430℃[3-4]。先

將爐內(nèi)鐵液表面的渣子清除干凈，再用取樣勺從

爐內(nèi)舀取少量鐵液，澆注化學成分試樣，待試塊

冷卻成形后從取樣模中取出，立刻浸入常溫水中

進行激冷，待試樣冷卻后立刻送爐前分析室檢測

鐵液化學成分。

2.2 爐前化學成分調(diào)整控制

如果鐵液化學成分的檢測結果不符合工藝要

求，需要進行爐前化學成分調(diào)整，常用的爐前化

學成分調(diào)整技術方法有補加同類合金法、補加生

鐵或增碳劑法、補加廢鋼法、出鐵重配法、延時

燒損法等方法，可根據(jù)爐前化學成分超標的具體

情況，選定一種或多種適宜的方法調(diào)整爐前化學

成分。

2.2.1 補加同類合金法

補加同類合金法是最常用的爐前化學成分調(diào)

整方法之一。當爐前化學成分中的Si或Mn等合金

元素低于工藝要求的下限時，通常采用這種方法

來調(diào)整爐前化學成分，調(diào)整計算方法如公式（1）

所示，表3為常用化學元素的氧化燒損率。

G=（Q-H）×（1+Y）/Zu （1）

式中：G——爐料補加量，化學成分調(diào)整過

程中應向爐內(nèi)補加的爐料質量/kg；

Q——元素要求含量，化學元素工藝要求范

圍的中間值/％；

H——元素實測含量，爐前分析結果中化學

元素的實際含量/％；

Y——元素氧化燒損率，化學元素在中頻爐

熔煉過程中的氧化燒損率/％；

Zu

——單位元素增量，向爐內(nèi)加入單位質量

的爐料后，該元素的含量增加值/％。

序號 化學元素 燒損率/％ 熔煉溫度/℃

1 C 1～7 1450～1550

2 Si 1～10 1400～1500

3 Mn 1～15 1400～1500

4 P 1～3 1400～1500

5 S 0～10 1400～1500

6 Cr 1～20 1450～1550

7 Cu 0～10 1450～1550

8 Mo 0～10 1450～1550

9 Ni 0～5 1450～1550

爐前成分

不符合情況

爐前成分

調(diào)整方法

有效成分

含量/％

1.5t爐單位元素

增量/％kg-1

0.5t爐單位元素

增量/％·kg-1

w（C）量低于下限（≤0.05％） 補加增碳劑 80 0.05 0.15

w（C）量低于下限（＞0.05％） 補加生鐵 4.3 0.00083 0.0025

w（C）量高于上限 補加廢鋼 0.4 -0.002 -0.0059

w（Si）量低于下限 補加硅鐵 75 0.05 0.15

洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參 91

技術文章 TECHNOLOGY

w（Mn）量低于下限 補加錳鐵 80 0.05 0.15

w（P）量低于下限 補加磷鐵 24 0.015 0.045

w（Cr）量低于下限 補加鉻鐵 55 0.035 0.1

w（Cu）量低于下限 補加電解銅 100 0.06 0.2

w（Mo）量低于下限 補加鉬鐵 60 0.04 0.12

w（Ni）量低于下限 補加純鎳 100 0.06 0.2

在生產(chǎn)實際中，可以結合現(xiàn)場出現(xiàn)的爐前化

學成分超標的具體情況，參照表4中列出的各種

爐料單位元素增（減）量，根據(jù)工藝規(guī)程要求，

并結合生產(chǎn)實際情況（如：熔煉設備的額定容量

等），通過查表和計算來確定爐前化學成分調(diào)整

過程中各種爐料的補加量。

2.2.2 補加生鐵或增碳劑法

當化學成分中碳元素的爐前分析含量低于工

藝要求的下限時，通常采用補加生鐵或增碳劑的

方法調(diào)整爐前化學成分。通常情況下，當爐前成

分中碳元素低于下限程度較大（＞0.05％）時，

采用補加增碳劑的方法；當爐前成分中碳元素低

于下限程度較小（≤0.05％）時，采用補加生鐵

方法。生鐵或增碳劑補加量按照公式（1）進行計

算。

2.2.3 補加廢鋼法

當爐前化學成分中C、Si元素含量超出工藝要

求的上限時，通常采用補加廢鋼的方法調(diào)整爐前

化學成分。一般情況下，補加廢鋼后各種化學元

素含量均有不同程度降低，應根據(jù)調(diào)整后檢測結

果適當補加同類合金。廢鋼補加量按照公式（1）

進行計算。

2.2.4 出鐵補配法

當爐前化學成分中多種元素含量超出工藝要

求的上限，且超標程度比較大時，通常會倒出少

量鐵液后再補配新爐料的方法來調(diào)整爐前化學成

分。

一般根據(jù)鐵液化學成分超標程度大小來確定

倒出鐵液的質量，通常情況下，倒出鐵液的質量

一般為整爐鐵液總量的10％～30％，超標程度大

時取上限，超標程度小時取下限。然后將爐內(nèi)鐵

液視為回爐料，按照工藝要求配制、補充各種新

爐料，將爐前化學成分控制在工藝要求范圍內(nèi)。

2.2.5 延時燒損法

當爐前化學成分中多種元素含量超出工藝要

求的上限，且超標程度比較小時，通常采用延時

燒損的方法調(diào)整爐前化學成分。也就是通過適當

延長鐵液高溫熔煉時間（一般延長10～20min），

提高各種元素氧化燒損的程度，降低超標元素的

含量，同時通過隨時取樣分析，對個別含量偏低

的元素進行補充調(diào)配。

2.2.6 爐前化學成分調(diào)整后續(xù)工作

當采用上述方法進行爐前化學成分調(diào)整后，

還應再次取樣進行鐵液化學成分分析，直至鐵液

中各種化學元素含量均符合工藝要求，方可進行

后續(xù)操作，若檢測結果中存在一種或多種化學元

素含量不符合工藝要求問題，應采取適當方法繼

續(xù)進行爐前化學成分調(diào)整，直至化學成分完全合

格為止。

當采用補加同類合金法、補加生鐵或增碳

劑法、補加廢鋼法及出鐵補配法進行爐前化學成

分調(diào)整后，還應實施的后續(xù)工作一般包括如下內(nèi)

容：

（1）按照公式（1）計算調(diào)整成分所需爐料

補加量；

（2）爐料稱重，并將調(diào)整成分所需的……

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92 洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參

TECHNOLOGY 技術文章

摘要：利用基于3D打印技術的快速熔模鑄造工藝制備了某型小批量定制且工期較短的鋁合金零件。制定了以3D

打印技術與傳統(tǒng)熔模鑄造工藝相互結合的鋁合金零件快速生產(chǎn)工藝技術。根據(jù)零件生產(chǎn)過程中的實際情況，確

定了熔模制造工藝流程中的制模、制殼、掛砂、脫臘和澆注等重要環(huán)節(jié)的工藝參數(shù)。通過實驗驗證表明，提出

的技術方案具有生產(chǎn)成本低?加工周期短和工藝環(huán)節(jié)少等優(yōu)點，具有一定的實用價值。

關鍵詞：3D打印 熔模鑄造 工藝研究

中圖分類號：TG249.5 文獻標識碼：A 文章編號：1002-6886(2023)02-0039-05

DOI：10.13667/j.cnki.52-1046/th.2023.02.013

基于3D打印技術的鋁制品快速熔

模鑄造工藝研究

鄧海峰

（貴州裝備制造職業(yè)學院，貴州 貴陽 550149）

來源:《現(xiàn)代機械》

Abstract:In this study,a type of aluminum alloy part with small batch customization and short construction period

were prepared by rapid investment casting based on 3D printing technology. The rapid production technology

of aluminum alloy parts based on the combination of 3D printing technology and traditional investment casting

technology was developed. According to the actual situation in the production process of the parts,the key process

parameters of the investment casting process,including mold making,shell making,sand hanging,dewaxing

and casting,were determined. The experimental results show that the scheme proposed in this paper has the

advantages of low production cost,short processing cycle and few process links,and has high practical value.

Keywords:3D printing,investment casting,process research

Rapid investment casting of aluminum

products based on 3D printing technology

Deng Haifeng

0 引言

熔模鑄造是一種材料凈成型技術，具有鑄件

尺寸精度高?表面質量好，能制造復雜結構的鑄件

等優(yōu)點[1]。但由于熔模鑄造涉及模具設計、熔模制

作、熔模修整、熔模蠟樹組建、掛漿制殼、脫模、

澆注金屬液及后處理等眾多工藝環(huán)節(jié)，導致其存

在制造工藝繁瑣，生產(chǎn)周期長、成本高和廢品率

較高等一系列問題[2]。

3D打印(增材制造)技術是一項廣泛應用的快

速成型技術，本文選用的熔融沉積成型（FDM）

是其中較為成熟的一種技術。它主要通過建模軟

件建立零件的三維模型，然后用切片軟件將零件

洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參 93

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轉化為數(shù)字代碼，最后再將其用打印機打印出

來。FDM型3D打印技術具有加工成本低、成型速

度快和制造靈活等優(yōu)點[3]。

在熔模鑄造中，熔模模具的制作是難度最

大、成本最高和耗時最久的環(huán)節(jié)，而采用3D打印

產(chǎn)品來替代傳統(tǒng)的蠟基熔?？梢詷O大地降低制模

難度和成本，縮短制模時間，提高了熔模制造技

術的經(jīng)濟效益和市場競爭力，為熔模鑄造技術的

發(fā)展帶來了新的契機[4]。

本文以某鋁合金零件的快速熔模鑄造工藝實

踐為例，嘗試探索基于3D打印技術的鋁制品熔模

鑄造工藝研究。

1 工藝設計

1.1工藝流程簡圖

本文所加工的零件為一鋁合金鑄造殼體，該

零件為小批量試制（僅20件），甲方希望能在最

短的時間內(nèi)交貨，為此本文采用3D打印技術與熔

模鑄造技術相互結合，探索在保持產(chǎn)品質量的前

提下，盡可能減少工藝環(huán)節(jié)，縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)時

間。本文利用3D打印技術和熔模鑄造的工藝流程

見圖如下所示：

圖1 鋁合金快速熔模鑄造工藝流程圖

圖2 鑄件的形狀與尺寸圖

從圖中可以看出，鋁合金快速熔模鑄造工藝

首先利用三維建模軟件繪制出所需零件的三維模

型，然后利用切片軟件將模型轉化為打印機可以

識別的文件，再利用3D打印機打印出零件的模

型，再利用該模型制備熔模，然后再經(jīng)過脫臘脫

PLA?澆注和脫殼等工藝獲得鑄件，最后對鑄件進

行噴砂?拋光和鉆孔等后處理后即可獲得所需要的

的鋁合金鑄件。

1.2模型創(chuàng)建

本文采用三維建模軟件UG對該鋁合金殼體進

行建模，最終所需要的殼體零件的結構和尺寸如

圖2所示。

零件主體由邊長為80mm，高為6mm的近似

正方形帶孔法蘭與上表面直徑 75mm的圓柱殼體

組合而成，圓柱殼體上開有6個直徑 10mm的通氣

孔，以及9片厚度為2.3mm的散熱片。由于零件上

的通氣孔和安裝孔直接鑄造難以保證精度，因此

這部分特征尺寸在鑄造后還需要進行機械加工。

1.3模型的3D打印

本文選用PLA（聚乳酸）作為鑄件的打印材

料，其相關物理參數(shù)如表1所示。

表1 實驗所用PLA的相關物理參數(shù)

直徑/mm 收縮率 熔點/℃ 抗拉強度/MPa 灰分/%

1.75 0.5% 190 45～65 0.028

為了保證鑄造殼體的形狀和尺寸精度，在對

熔模進行設計時需要對模具和鑄件的收縮進行綜

合考慮，并進行變形補償。對于本實驗而言，由

于殼形鑄件在鑄造過程中會有一定的收縮變形，

因此在進行零件的3D打印時要進行一定的收縮放

形，并保留一定的修正余量。鑄件的收縮變形主

要由鋁合金收縮?模料收縮和型殼體膨脹三個方

面組成[5]。本文鑄件采用A356鋁合金鑄造而成，

94 洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參

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圖3 鑄件的3D打印模型

圖4 脫除PLA時的加熱曲線

表2 3D打印機的相關打印參數(shù)

表3 制殼的相關工藝參數(shù)

打印速度

/(mm/s)

打印溫度

/℃

層高/

mm

填充

密度

熱床溫

度/℃

75 200～210 0.1 50% 60

A356鋁合金的收縮率為0.668%，PLA耗材的收縮

率為0.5%，根據(jù)均勻放縮法計算出鑄件整體的收

縮放形比例為1.015。因此，在將鑄件模型導入3D

打印的切片軟件時，將模型按照1.015的比例放大

打印。

本文采用創(chuàng)想三維CT-300工業(yè)打印機對零件

進行打印，參考已有研究和本文的前期預實驗，

將相關打印參數(shù)設置為如表2所示。

經(jīng)過8個小時的打印，最終獲得的打印零件如

圖3所示。

在獲得3D打印的零件模型后，由于模型表面

存在局部拉絲等缺陷，需要采用專用的拋光機對

模型進行表面拋光然后再掛蠟等后處理。

1.4掛漿制殼

由于EPS泡沫材料在加熱時可以迅速氣化且

所留的殘留物較少，很適合用在本實驗的澆注系

統(tǒng)中。因此，本文的澆注系統(tǒng)的直澆道和澆口杯

均采用EPS泡沫材料制作，并通過熱熔膠將模型

組與澆注系統(tǒng)粘接在一起。

本文綜合考慮鑄件的質量、尺寸精度和成本等

因素，選擇性價比較高的GRJ-30硅溶膠粘接劑作

層次 撒砂種

類

涂料粘

度/s

料漿比重

/(g/cm3

)

干燥溫

度/℃

干燥

時間/h

面層 110目

石英砂 50~60 1.9~2.2 55~65 4~6

過渡層 50目煤

矸石砂 20~25 1.6~1.9 50~65 6~8

加固層 20目煤

矸石砂 25~30 1.8~2.1 40~55 ≥6

固砂層 ―― 25~30 1.7~1.9 40~55 ≥8

1.5型殼脫蠟與PLA

本文采用電熱脫蠟釜選擇蒸汽脫蠟法對熔

模進行脫臘，脫臘時釜內(nèi)溫度為150℃，壓力為

0.75MPa，脫蠟時間控制在6～8分鐘。脫臘完成

后，采用階梯升溫—保溫—隨爐冷卻的溫度制度

（如圖4所示），使PLA模型在釜內(nèi)的逐級升溫中

緩慢軟化變形并向內(nèi)塌陷，避免型殼脹裂。冷卻

完成后，用壓縮空氣吹盡內(nèi)部灰燼及殘留物。經(jīng)

過烘焙后的型殼型腔表面光潔無裂紋，很好地復

制出了PLA制作的殼體形狀。

1.6澆注

在鑄件澆注前需要對型殼進行預熱，將型殼

放入馬弗爐中加熱到400℃中保溫1小時后取出并

埋置于干砂中，等待澆注。采用中頻爐熔煉A356

鋁液，鋁液的精煉溫度為750℃，當精煉完畢，鋁

液溫度達到720℃時，除去上層氧化雜質后進行澆

為型殼制備的原材料，采用4層硅溶膠制殼工藝進

行掛漿制殼，型殼的相關工藝參數(shù)如表3所示[6]。

洲際鑄造行業(yè)內(nèi)參 95

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注。帶鑄件冷卻后，對精鑄件進行清理?噴砂?拋

光?熱處理和機加鉆孔等工序的處理。最終獲得表

面質量好，輪廓清晰，無明顯裂紋?縮松縮孔等缺

陷的鑄件如圖5。

圖5 脫殼后經(jīng)過處理的鑄件

用游標卡尺分別測量鑄件的幾個關鍵尺寸，

與設計尺寸進行對比的結果如表4所示。鑄件殼體

的散熱片高度不足可能是由于設計的排料口直徑

過小，導致鑄件在冷卻過程中排料口內(nèi)的金屬液

不足以補充數(shù)量較多的散熱片的緣故，其余各個

尺寸則在設計的公差范圍之內(nèi)。

表4 鑄件尺寸對比表

特征名稱 設計尺寸/mm 鑄件尺寸/mm

主體直徑 75.00 74.95

主體高度 24.00 24.07

主通風孔外徑 14.00 14.06

散熱片高度 4.00 3.822

結論

(1)采用PLA材料制作熔模，在制殼過程中能

夠滿足熔模鑄造的工藝要求，同時具有材料來源

簡單充分和成本低等優(yōu)點，可以用其代替?zhèn)鹘y(tǒng)熔

模鑄造中的蠟料。

(2)采用基于FDM技術的3D打印機進行模型制

備，由于不需要進行模具開發(fā)，大大地簡化了模

型制作工藝流程，可以在降低產(chǎn)品開發(fā)成本的同

時極大地縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，非常適用于小批量

和短工期的產(chǎn)品生產(chǎn)。

(3)為了保證鑄造殼體的形狀尺寸精度，本文

綜合考慮模具?鑄件和材料的收縮情況進行變形補

償，在3D打印時按照1.015的比例對模型進行收縮

放形，最終獲得的模型表面質量好，輪廓清晰且

主要關鍵尺寸均滿足設計要求。

(4)該零件制造從設計到鑄件完成僅用去

106h，產(chǎn)品總的制造周期大大縮短，加工成本獲

得了明顯的降低，且生產(chǎn)工藝簡單可靠，成型更

為敏捷高效環(huán)保。

總體而言，加入3D打印技術的快速熔模鑄造

技術更加符合現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的新要求，值得進一

步深入研究。

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