對垂直分型線在鑄造廠應用的思考

東風商用車有限公司技術中心工藝研究所 袁福安，涂欣達

東風商用車有限公司鑄造一廠 向光耀

東風商用車有限公司鑄造二廠 黃建成，李長生

因為垂直無箱造型線具有生產節拍快、成本低、人為因素影響小等優點，所以在各鑄造廠中得到了非常廣泛的應用。我國早在1969年就引進了丹麥DISA垂直分型造型線，目前除DISA外，還有西班牙洛拉門迪公司、日本光洋公司，以及我國的保定維爾鑄機公司等生產垂直分型造型線。

1.垂直無箱造型線應用

東風商用車有限公司下屬鑄造一廠、鑄造二廠兩個鑄鐵汽車零部件專業鑄造廠，是國內最早引進DISA垂直造型線的企業。目前鑄造一廠有一條DISA 2013造型線，鑄造二廠有兩條DISA 2013MK3線。

其中鑄造一廠的DISA垂直造型線砂箱尺寸為600mm×480mm×250mm，主要用于生產灰鑄鐵、球墨鑄鐵軸承蓋，蠕墨鑄鐵排氣管，以及轎車球墨鑄鐵轉向支架等汽車鑄件，主要供應大眾、康明斯公司，以及東風商用車，生產能力受冷卻段長度影響，生產速度為100～150型/h。鑄造二廠的兩條DISA造型線砂箱尺寸為600mm×480mm×250/350mm，主要用于生產發動機主軸承蓋、油封座、墊板、發動機支架以及差速器殼體等汽車保安類鑄件。其中，一條線主要供應國內市場，另一條線供應國際市場。該線整箱鑄件重量為8～15kg，生產能力為200～300型/h，年產鑄件1.6萬噸。

2.垂直無箱造型線特點

垂直分型無箱射壓造型線有如下突出優點：

（1）生產鑄件精度高。有的廠家設備精度可達到±0.1mm，錯箱量≤±0.25mm。

（2）生產效率高。對于結構簡單的鑄件，DISA231垂直造型線速度可達550型/h，保定維爾鑄造機械股份有限公司生產的ZZ416C垂直分型無箱射壓造型機生產效率也能達到500型/h。如此高的造型速度對于規模較大的鑄造廠是提高產能的有效保障。

（3）型砂消耗量小。由于砂型是雙面砂型，所以兩個型腔的公共吃砂量就可以減簿；因為是封閉射砂，所以散落砂少。

（4）設備尺寸較小，占用面積小。

（5）自動化程度非常高，基本可以做到無人值守生產。

（6）由于無箱造型，透氣性較好。

（7）勞動強度較低，噪聲小，揚塵少。

同樣，這種造型線在生產過程中也存在一些問題：

（1）砂芯要求高。因是垂直方向下芯，要求下芯后應能保證可靠的合箱定位，所以不但砂芯的結構和定位要求比較高，而且對砂芯的強度、精度要求都較高。

（2）下芯將會影響機器的生產率。雖然DISA垂直造型線的生產速度高達510型/h，但人工組合下芯會降低造型線的生產速度，并成為制約造型線發揮生產能力的瓶頸。

（3）下芯的空間比較小。由于取消了砂箱，因此砂箱的合箱及定位功能都集成在主壓板上的模板上。由于主壓板的行程很有限，因此下芯的空間小，下芯條件苛刻。為了解決這一問題可配備自動下芯機構。

（4）型板面積利用率較低。由于采用垂直造型工藝，澆注時金屬的動靜壓頭較高。由于是無箱造型，為保證連續造型時不垮箱，分型面周邊吃砂量比水平分型的吃砂量大。為保證澆注時不出現“跑火”的情況，分型面周邊吃砂量比水平分型的吃砂量大，加之澆冒口系統及排氣道也分布在分型面上，所以型面利用系數較低。

（5）特殊的澆注工藝。澆冒口較大、工藝出品率比水平分型鑄造工藝出品率低。

（6）因無砂箱，生產大件時易出現漲箱的情況。

DISA231垂直造型線

DISA線冷卻和清理段

（7）模板相對磨損較快。盡管射砂壓力不高，由于是射砂，相對水平分型而言，模板相對磨損較快。

（8）復雜零件生產難度大。如果要發揮擠壓線生產效率高的優點，產品最好是零件小、結構簡單、不下芯的產品，如果采用下芯機下芯，要考慮砂芯的深度淺、砂芯重量較小的零件。

（9）因澆注速度快，最好使用澆注機澆注。垂直分型無箱射壓造型一般配備塞桿式底注或氣壓塞桿式保溫澆注爐，并用紅外線、攝像等電子技術，控制塞桿動作，保證既能連續澆注又不能溢出。

（10）生產節拍快，冷卻速度隨之加快，對厚大鑄件材質均勻性有一定的影響，需考慮隨流孕育或者延長冷卻段。

3.垂直無箱造型線投資建議

總體而言，采用垂直分型造型線會有效提高鑄造廠的生產速度，但這也是建立在鑄造廠“軟、硬”實力基礎上的。在選擇垂直分型無箱射壓造型線的同時一定要硬件過硬，根據造型設備的性能參數匹配熔煉設備及下芯設備等硬件設施。除此之外，企業應具有較高的技術管理水平及充足的產量。需強調的是，不同造型線可能更適合不同的產品，選擇造型線時要根據自己的產品、資金、技術力量，以及好的性價比、企業發展需要等情況綜合考慮，切不可以盲目跟風。對于需要投資垂直分型無箱射壓造型的企業提出如下幾點建議：

（1）企業的產品主要以大批量小件為主，并且材質種類相對集中，砂芯組合不超過3個的鑄件可以規劃在一條垂直分型無箱射壓造型線上生產。

（2）熔化能力需要相應匹配，才能發揮垂直分型無箱射壓造型線生產效率高的優點。應根據大批量小件生產的特點，配備多臺熔化爐，單臺熔化爐一般為2～6t（2t爐1h出完，熔化能力有限），按照垂直分型無箱射壓造型線生產效率計算可設計多臺熔化爐，這樣可方便地切換不同的鑄件生產，從而提高生產效率。

（3）垂直分型無箱射壓造型線還必須設計足夠長的冷卻段。因為垂直分型無箱射壓造型線造型、澆注快速，若沒有足夠長的冷卻段，就不能保證鑄件在開箱前充分冷卻，從而導致鑄件材質不穩定。

（4）垂直造型對型砂性能要求很高，需要配套高質量的混砂設備來匹配型砂需求量和質量要求。