精密鑄造是獲得(dé)精準尺寸鑄件工(gōng)藝的總稱。相對於傳統砂型鑄造工藝(yì),精密(mì)鑄造獲的鑄件尺寸更加精準,表麵光(guāng)潔度更好。
基本概念
它包括:熔模鑄造、陶瓷型鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、消失(shī)模鑄造。
其(qí)中較為常用(yòng)的是(shì)熔模鑄造,也稱失(shī)蠟鑄造:選用適宜的熔模材料(liào)(如石蠟)製造熔模;在熔模上重複沾耐火塗料與撒耐火砂工序,硬化型(xíng)殼及幹(gàn)燥;再將內(nèi)部的熔模溶化掉,獲得型腔;焙燒型殼以獲得足(zú)夠的強(qiáng)度,及燒掉殘餘的(de)熔模材(cái)料(liào),;澆注所需要的金屬材料;凝固冷卻,脫殼後清砂(shā),從而(ér)獲得高(gāo)精度的成品。根據(jù)產品需(xū)要或進行熱處理與冷加工和表麵處理。
工藝流程(chéng)
壓蠟(射蠟製蠟模)---修蠟----蠟檢----組樹(臘模組樹)---製殼(先(xiān)沾漿、淋沙、再沾漿、最後模
殼(ké)風幹)---脫蠟(蒸汽脫蠟)-------模殼焙燒--化性分析--澆注(在模殼內澆注鋼水)----震動脫(tuō)殼---
鑄件與澆棒切割(gē)分離----磨澆口---初檢(jiǎn)(毛(máo)胚檢)---拋丸清理-----機加(jiā)工-----拋光---成品檢---入庫
鑄造生產流程大(dà)體就是這樣總的來說可以分為壓蠟、製(zhì)殼、澆注、後處理、檢驗
壓蠟包(bāo)括(壓蠟、修蠟、組樹)
壓蠟---利用壓蠟機進行製作(zuò)臘模
修蠟---對臘模(mó)進行修正
組樹(shù)---將臘模進行組樹
製殼包括(掛(guà)沙、掛漿、風幹)
澆注包括(焙燒、化性分析也叫打光譜、澆注、震殼、切澆口、磨澆口)
後處理包括(噴砂、拋丸、修正、酸洗)
檢驗包括(蠟檢、初檢、中檢、成品檢(jiǎn))
陶瓷型鑄造
用陶瓷漿料製成鑄型生產鑄(zhù)件的鑄造(zào)方法。陶瓷漿(jiāng)料由矽酸乙酯水解液(yè)和質地較純、熱穩定性較高的細耐火砂如(rú)電熔石英、鋯英石、剛玉等混合而成。為使(shǐ)陶瓷漿料在短時(shí)間內結膠,常加入氫氧化鈣或氧化(huà)鎂作為催化劑。由於使用的耐火材料成分及其外觀都與陶瓷相似(sì),故稱為陶瓷型(xíng)。陶瓷型鑄造是在普通(tōng)砂型鑄造基礎上發展起(qǐ)來的一種新(xīn)工藝。陶瓷型有兩(liǎng)種類型:①陶(táo)瓷型(xíng)全由陶瓷漿料澆灌而成。其製作(zuò)過程是先將模樣固定於型(xíng)板上,外套砂箱,再將調好(hǎo)的陶瓷漿料倒入砂箱,待結膠(jiāo)硬化後起模,經高溫焙燒即成為鑄型。②采用襯套,在襯(chèn)套和模樣之間的空隙澆灌陶瓷(cí)漿料製造鑄型。襯套可用砂型(xíng),也可用(yòng)金(jīn)屬(shǔ)型。用襯套澆灌陶瓷殼層可(kě)以節省大量(liàng)陶瓷漿料,在生產中應用較多。陶瓷型(xíng)鑄(zhù)件表麵粗糙度可達Ra10~1.25微米,尺(chǐ)寸精度高達3~5級,能達到少無切削加工的(de)目(mù)的。陶瓷型鑄造生產(chǎn)周期短,金屬利用率高。最大鑄件可達十幾噸,主要用於鑄造大型厚壁精密鑄件(jiàn)和鑄造單件小批量的衝模、鍛模、塑(sù)料模、金屬模、壓鑄(zhù)模、玻璃模等各種模具。陶瓷型鑄造模具的使用(yòng)壽命可與用機械加工方法製成的模(mó)具(jù)相媲美,而製造成本(běn)則比用機械加工方法製成的模具低。
砂型鑄(zhù)造
在全部鑄件產量中,60~70%的鑄(zhù)件是用砂型(xíng)生產的(de),而且其中70%左右是用粘土砂型生產的。主要原因是砂型鑄造(zào)較之其它鑄造方法成本低、生產工藝簡單、生產周期短。所以像(xiàng)汽車的發動機氣缸體、氣缸蓋、曲軸等(děng)鑄件都是用粘土濕型砂工(gōng)藝(yì)生產的(de)。當濕型不能滿足要求時再考慮使用粘土砂表幹砂型、幹砂型或其它砂型。粘土濕(shī)型砂鑄造的鑄件重量可從幾公斤直到幾十公斤,而粘土幹型生產的鑄件可重達幾十噸。
一般來講,對於中、大型鑄件,鑄鐵件可以用樹脂自硬砂型、鑄鋼件可以用(yòng)水玻璃砂型來生產(chǎn),可以獲得尺寸精確、表麵光潔(jié)的鑄件,但成本較(jiào)高。
當然,砂型鑄造生產(chǎn)的鑄件精度、表麵光潔度(dù)、材質的密度和金相組織、機械性能等方麵往往較差,所以當鑄件的這些性能要求更高時,應該采(cǎi)用其它鑄造方法(fǎ),例如熔模(失蠟)鑄(zhù)造、壓鑄、低壓鑄造等等。
技術要(yào)求方法適應
例(lì)如砂型鑄造,大量生產的工廠應(yīng)創造條件采用技術先進的造型、造芯方法。老式的震擊式或(huò)震壓式造型機生產線生產率不夠(gòu)高(gāo),工人勞動強度大,噪(zào)聲大,不適應大量生(shēng)產的要求,應逐步加以改造。對(duì)於小型鑄件,可以(yǐ)采用水(shuǐ)平分型或垂直分型的無(wú)箱高壓造型機生產線、實型造型生產效率又高,占地麵積也少;對於中件可選用各種有箱高壓造型(xíng)機生產線、氣衝造型線,以適應(yīng)快速、高精(jīng)度造型生產線的要求,造芯方(fāng)法可(kě)選用:冷芯盒、熱芯盒、殼芯等高效製芯方法。
中等批量的大型鑄(zhù)件可以考慮應用樹脂自硬砂造型和(hé)造芯。
單件小批生產的重型鑄件,手工造型仍(réng)是重要的方法,手工造型能適應各種複雜的要求比較靈活,不(bú)要求很多工藝裝(zhuāng)備(bèi)。可以應用水玻璃砂型(xíng)、VRH法水玻璃砂型、有機酯水玻璃自(zì)硬砂型、粘土幹型、樹脂自(zì)硬砂型及水泥砂型等;對於單件生產的(de)重型鑄件,采用地坑造(zào)型法成本低,投產快。批(pī)量生產(chǎn)或長期生產的定型產品(pǐn)采用多箱造(zào)型(xíng)、劈箱造型法比較適宜,雖然模具、砂箱等開(kāi)始投資高,但(dàn)可從(cóng)節約造型工時、提高產品質量方麵得到補償。
低(dī)壓鑄造、壓鑄、離心鑄造等鑄造方法,因設備和模具的價格昂貴(guì),所以隻適(shì)合批量(liàng)生產。
條件方法應適合
例如同樣(yàng)是生產大型機床床身等鑄件,一般采用組芯造型法,不製作模樣和砂箱,在地坑中(zhōng)組芯;而另外的工廠則采用砂箱造(zào)型法,製作模樣(yàng)。不(bú)同的(de)企業生(shēng)產條件(包括設(shè)備、場地、員工素質等)、生產習慣、所積累的經驗各不一樣,應(yīng)該根據這些條件考慮適合(hé)做什麽產品和不適合(或不能)做什麽產品。
精度要求和成本
各種鑄造方法所獲得的鑄件精度不同,初投資(zī)和生產率也(yě)不(bú)一致,最終的經濟效益也有差異。因此,要做到多、快、好、省,就應(yīng)當兼顧到各個(gè)方麵。應對所選用的鑄造方(fāng)法進行初步的成本估算,以確定(dìng)經濟效益(yì)高又能保證鑄件要求的鑄造方法。
雖然我國(guó)的(de)鑄造產業發展處在一個比較困難的時期,但是(shì),從長遠的角度(dù)來看,我國(guó)的精密鑄造產業發展還是有一定的希望,市場需(xū)求已經慢慢的(de)開始回暖,而且加上我國鑄造產業發展擁有的雄厚實力,相信我國的鑄造產業產業一定會取得喜人的成績。
專家表示,要從根本上提高鑄造技術水平就必須做到以下四(sì)點:第一,發展模擬技術,提高預(yù)測的準確性,加強工藝控製(zhì),提高成品率。規律性的問題掌握(wò)得還不是很好,從而影(yǐng)響批量生產中的成品率。第二,產學研結合。企業的自主創新除了創新意識(shí)的增強和研(yán)發能力(lì)的提升外,還需要重視和加強以精密(mì)鑄造企業為主體的“產、學、研”相結合(hé)。第三,重視材料研發。材料是工業的基礎,當前還有很(hěn)多工作要(yào)做。在航空(kōng)航(háng)天領域,合金材料尤其(qí)是高溫(wēn)合金等一些新型材料的研究、熔(róng)煉技術還有(yǒu)待改進,與國外差距還較大(dà)。第四,注重裝備技術的提升。工藝上(shàng)主要還是設備的問題,很多關鍵設備,如一些定向凝(níng)固設備主要還是依靠進口,因此精(jīng)密鑄造設備的研發(fā)仍是重點。
產業發展
我國鑄造產業在技術、質量及價格上,相對於東南亞及中東等國家(jiā),都占有很大的優勢,出口前景非常喜人。而外(wài)資企業進入我國,其(qí)鑄造的(de)返銷及出口也將成為我國鑄(zhù)造出口的重要組成(chéng)部(bù)分。由於我國鑄造生(shēng)產成本大大低於國外,而隨著鑄造技術的逐漸完善和質量的提高,不僅可(kě)以減(jiǎn)少鑄造的進口(kǒu),而(ér)且有(yǒu)可能逐步開拓出口?場,向國外出口更多的鑄造產(chǎn)品。“十(shí)二五”期間(jiān),鑄造進口在短期內將繼(jì)續保持持續增長(zhǎng)的勢(shì)頭,鑄造出口將會(huì)有很大的發展。
據悉(xī),經濟全球化(huà)浪潮中,產業發展過程的(de)國際分工正在逐漸形成,基(jī)於成本的壓力,外商(shāng)大(dà)量的在我國采購鑄(zhù)造(zào)件,甚至還在我國設立精密鑄造生產基(jī)地,可以預見,未來一段時間內,我國仍會承擔著國際有色金屬鑄(zhù)件及製品的生產製造任務。另一方麵,由於鑄造同仁的不懈努力,我國鑄造模具製作水平(píng)和能力業有了很大的提高,鑄造質量與先進工業國家差距逐(zhú)步縮小,價格低廉促使國外采購量劇增,巨大的海外鑄造市場的需求對我(wǒ)國鑄(zhù)造產業的興旺起著很大的(de)推動作用。
產業要求
精(jīng)密(mì)鑄造是世(shì)界鑄造(zào)行業的領頭羊(yáng),作為(wéi)鑄造行業在高新領域的代表,精密鑄造必須要發揮(huī)它的模範作用和帶(dài)頭作用,但是精密鑄造要發揮這兩(liǎng)大作用的前提是強大自身,因此我國的精密鑄造應該被(bèi)優先的發展起來,發展需要既定的方針和發展的目標,精密鑄造行(háng)業的發展目標是以下幾個方麵:
第一,完成在增長方(fāng)式(shì)上由勞動、資源密集型向技(jì)術資本密(mì)集型的轉變,由粗放汙染型向綠色集約型轉變(biàn),產品(pǐn)的質量、品種、數量與世界先進水平相當,優質材料的比重迅速增加,整個精密鑄件廠(chǎng)的生(shēng)產效率、經濟效益(yì)成倍增長;環境汙染得到有效治理,初步建(jiàn)起與環境協調一致的中國鑄造材料產業係統。
第二(èr),形成一些結構合理、整體水平高的產學研(yán)結合的研發和教(jiāo)育培(péi)訓基地,能不斷向企業輸送專業人才,不斷開發出高質量(liàng)、高檔次鑄造材料新品(pǐn)種,滿足對鑄造材(cái)料日(rì)益增長的需要,同時逐步加大技術出口的(de)力度(dù)。
第三,要完成產業結構調整,淘汰一批技術水平(píng)低(dī),產品質量差,汙染嚴重,經濟效益不好的小型精密鑄件廠,形成相對集中的“小型巨人”和“明(míng)星企業”,實現“專業化、規模化”生產。特別是要湧現一、兩個可與世界知名企業抗(kàng)衡的骨(gǔ)幹企業,它們的技術水平高,工藝裝備精良(liáng),資(zī)金雄厚,管(guǎn)理水(shuǐ)平先進,能不斷向(xiàng)市場提供高檔(dàng)、優質的(de)鑄造材品,市(shì)場占有率高。
精(jīng)密鑄造行(háng)業若能達到以上的發展目標,壯(zhuàng)大自(zì)己,那麽精密鑄造行業定能發揮它在鑄造行業(yè)內的先鋒模範和帶(dài)頭作用,帶動鑄造產業(yè)發展。