От «дилеммы жидкого стекла» до «модернизации точности» — подлинная история инноваций в процессе литья арматурных блоков на предприятии тяжелой промышленности. 

I. Информация о клиенте и его проблемах

Название клиента : Крупная группа компаний по производству строительной техники (ведущий отечественный поставщик конструкционных компонентов для экскаваторов)

Название продукта : Усиливающий блок для стрелы экскаватора (Модель: EX-200, Материал: ZG270-500)

Оригинальный процесс : Традиционное литье в песчаные формы из жидкого стекла.

Основные болевые точки :

① Значительное отклонение размеров : Усиливающий блок имеет неправильную структуру (с 3 закругленными углами R15 + 2 отверстиями Φ20). Допуск на размеры при литье из жидкого стекла достигает уровня CT8. Позиционное отклонение отверстий часто превышает ±1,5 мм, и при сборке требуется дополнительное расширение отверстий.

② Частые дефекты поверхности : процент дефектов, связанных с прилипанием песка и наличием песчаных включений на поверхности отливок, достигает 12%, и каждая партия требует ручной шлифовки в течение 4-6 часов на изделие;

③ Колебания механических свойств : Из-за низкой высокотемпературной прочности оболочки из жидкого стекла, коэффициент внутренней усадки отливки достигает 8%, а измеренная прочность на растяжение составляет всего 380-420 МПа (требуемое значение для конструкции ≥450 МПа).

④ Высокие затраты : 18% брака плюс затраты на переделку, общая стоимость составляет более 1200 юаней за единицу.

II. Потребности в технологической трансформации 

В начале 2025 года заказчик запустил проект «облегченный конструктивный элемент + повышение надежности», в рамках которого были предъявлены новые требования к арматурным блокам:

① Точность : Допуск по размерам улучшен до класса CT5 (в пределах ±0,3 мм), точность позиционирования отверстия ≤ ±0,5 мм;

② Качество поверхности : Ra≤3,2 мкм, последующая полировка исключена;

③Внутренние характеристики : коэффициент усадки ≤2%, предел прочности на растяжение ≥460 МПа;

④ Целевой показатель себестоимости : общая себестоимость единицы продукции должна контролироваться в пределах 900 юаней.

III. Чунцинский Хуэйчэньский раствор: среднетемпературный процесс литья восковых моделей с использованием кремнеземного золя.

В ответ на потребности клиентов компания Chongqing Huichen Precision Machinery Co., Ltd. (далее именуемая «Huichen Precision») рекомендует использовать процесс среднетемпературного литья по выплавляемым моделям с применением кремнеземного золя и восковых моделей , с учетом следующих основных оптимизаций:

1. Материал и изготовление пресс-формы: Высокоточные восковые модели обеспечивают точность размеров.

① Выбор среднетемпературного воска : Используется среднетемпературный воск на основе канифоли (температура плавления 88℃, коэффициент усадки 1,05%). Он формируется методом впрыскивания жидкого воска под высоким давлением (давление 7 МПа, температура 95℃). Точность размеров восковой формы достигает ±0,1 мм, а чистота закругленных углов R15 составляет ≤0,2 мм.

②Последующая обработка восковой формы : Замораживание и формование восковой формы (-10℃ × 2 ч) для устранения термической деформации и обеспечения того, чтобы изменение размеров восковой формы составляло ≤0,05 мм в течение 24 часов.

2. Процесс изготовления оболочки: Высокопрочная оболочка поддерживает сложные конструкции.

① Финишное покрытие : золь диоксида кремния + порошок циркония (320 меш), толщина слоя 0,8-1,0 мм, для обеспечения гладкости поверхности;

② Армирование подложки : муллитовый песок (размер частиц 16-30 меш) + кремнеземный золь, покрытие в 6 слоев, прочность оболочки на изгиб при высоких температурах составляет ≥12 МПа (прочность оболочки из жидкого стекла составляет всего 3-5 МПа).

③ Контроль сушки : Сушка в камере с постоянной температурой и влажностью (температура 22±2℃, влажность 45±5%) в течение 48 часов во избежание растрескивания скорлупы.

3. Удаление воска и обжиг: Чистая оболочка устраняет внутренние дефекты.

① Депарафинизация под высоким давлением пара : насыщенный пар 1,2 МПа, депарафинизация завершается в течение 3 минут, не оставляя остатков воска на оболочке формы;

② Высокотемпературный обжиг : 950℃ × 2 ч, для полного удаления влаги и органических веществ из раковины и повышения ее воздухопроницаемости на 30%.

4. Литье и последующая обработка: Направленная кристаллизация оптимизирует механические свойства.

① Оптимизированная литниковая система : используется конструкция «нижняя заливка + подача через стояк», а площадь поперечного сечения литникового канала увеличена на 20% по сравнению с исходным процессом, что обеспечивает плавное заполнение формы расплавленным металлом;

② Термическая обработка : нормализация + отпуск (920℃ × 1,5 ч + 650℃ × 2 ч) для измельчения зерна и повышения прочности.

IV . Отзывы клиентов 

«После перехода на технологию среднетемпературного воскового формования с использованием кремнеземного золя компании Huichen Precision значительно улучшилась точность размеров армирующих блоков, а время простоя на отладку сборочной линии сократилось на 70%. Что еще важнее, внутренняя плотность отливок достигла стандартов аэрокосмического класса, а срок службы всей машины при испытаниях на усталость увеличился на 40%. Стоимость единицы продукции снизилась на 350 юаней, и при годовой производственной мощности в 50 000 единиц экономия затрат превышает 17 миллионов юаней». — Ван, директор по закупкам группы строительной техники.

V. Краткое изложение дела

Компания Chongqing Huichen Precision Machinery Co., Ltd. успешно решила проблемы традиционных процессов производства жидкого стекла — «низкая точность, многочисленные дефекты и высокая стоимость» — с помощью среднетемпературного воскового процесса на основе золя диоксида кремния . Ее ключевая ценность заключается в следующем:

Впрыск воска под средним и высоким давлением : обеспечивает точность восковой модели с самого начала, закладывая основу для качества последующей оболочки и отливки;

Высокопрочная оболочка из кремнеземного золя : поддерживает сложные конструкционные отливки, уменьшая деформацию и внутренние дефекты;

Контроль чистоты на протяжении всего процесса : устранение остатков во время удаления воска и обжига для повышения чистоты отливок.

Данный пример демонстрирует незаменимую роль среднетемпературного воскового процесса с использованием золя диоксида кремния в точном литье средних и крупных конструкционных элементов и особенно подходит для таких областей, как машиностроение и горнодобывающая промышленность, где предъявляются строгие требования к точности размеров и механическим свойствам.

Для получения более подробной информации о процессе или для поиска решений по аналогичным отливкам, пожалуйста, свяжитесь с технической командой компании Chongqing Huichen Precision Machinery Co., Ltd.