精密鑄造是獲得精準尺寸鑄件工藝的(de)總稱。相對於(yú)傳統砂型鑄造(zào)工(gōng)藝,精密鑄造獲的鑄件(jiàn)尺寸更加精準,表麵光潔度更好(hǎo)。
基本概念
它包括(kuò):熔模鑄造、陶瓷型鑄造、金屬型鑄(zhù)造、壓力(lì)鑄造(zào)、消失模鑄(zhù)造。
其中較為常用的是熔模鑄造,也稱失蠟鑄造(zào):選用適宜的(de)熔模材料(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(xù),硬化型殼及幹燥;再(zài)將內部的熔模溶化掉,獲得型(xíng)腔;焙燒型(xíng)殼以獲得足夠的強度,及燒掉殘餘的熔模材料,;澆注所(suǒ)需要的金屬材料;凝(níng)固冷卻,脫殼後清砂,從而獲得高精度的成品。根據(jù)產品需要或進行熱處理與冷加工和表麵處理。
工藝流程
壓蠟(射蠟製(zhì)蠟模)---修蠟----蠟檢----組樹(臘模組樹)---製殼(先沾漿、淋沙(shā)、再(zài)沾漿、最後模
殼(ké)風幹)---脫(tuō)蠟(蒸汽脫蠟)-------模殼焙燒--化性分析--澆注(在模殼內澆注鋼(gāng)水)----震(zhèn)動脫殼---
鑄件與澆棒切割分離----磨澆口---初檢(毛胚(pēi)檢)---拋丸清理-----機加工-----拋光---成品(pǐn)檢---入庫
鑄造生產流程大體(tǐ)就是這樣總的來說可以分為壓蠟、製殼、澆注、後處理、檢(jiǎn)驗
壓蠟(là)包括(壓(yā)蠟、修蠟、組樹(shù))
壓蠟---利(lì)用壓蠟(là)機進行製作臘模
修蠟---對臘模進行修正
組樹(shù)---將臘模進行組樹
製殼包括(掛沙、掛漿、風幹)
澆注包括(焙燒、化性(xìng)分析也叫打光譜、澆注、震殼、切澆(jiāo)口、磨(mó)澆口)
後處(chù)理包括(噴砂、拋丸、修正、酸洗)
檢驗包括(蠟檢、初檢、中檢、成品檢)
陶瓷型鑄造
用陶瓷漿料製成鑄型生產鑄件的鑄造方法。陶瓷漿料由矽酸乙酯水解液和質地較純、熱穩定性較高的細耐(nài)火砂如電熔石英、鋯英石、剛(gāng)玉等混合而成。為(wéi)使陶瓷漿料在(zài)短(duǎn)時間內(nèi)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(jí)其外觀都與陶瓷相似(sì),故稱為陶(táo)瓷型。陶瓷型鑄造(zào)是在普(pǔ)通砂型鑄造基礎上發展起來的一種新工藝。陶瓷型有兩(liǎng)種類型:①陶瓷型全由陶瓷漿料澆灌而成。其製作過程是先將模樣固定於型板上,外套砂箱,再將調好的陶瓷漿料倒入砂箱,待(dài)結膠硬化後起模,經高溫焙燒即成為鑄(zhù)型。②采用襯套,在襯(chèn)套和模樣之間的空隙澆灌陶瓷漿料製造鑄型。襯套可(kě)用(yòng)砂型,也可用金屬型。用襯套澆灌陶瓷殼(ké)層可以節省大量陶瓷漿料,在生產中應用較多。陶瓷型鑄件表麵粗糙(cāo)度(dù)可達Ra10~1.25微米(mǐ),尺寸精度高達3~5級(jí),能達(dá)到少無切削加工的目的。陶瓷型鑄造生產周期短,金(jīn)屬(shǔ)利(lì)用率(lǜ)高。最大鑄件(jiàn)可(kě)達(dá)十幾噸,主要用於鑄造(zào)大型厚壁精密鑄件和鑄造單件小批量的衝模、鍛模、塑料(liào)模、金屬模、壓鑄模、玻(bō)璃模等各種模具(jù)。陶瓷型鑄造模具的(de)使用(yòng)壽命可與用機械加工(gōng)方法製成(chéng)的模具相媲美,而(ér)製造成本則比用機械加工方法製成(chéng)的模具低。
砂型鑄造
在全部(bù)鑄件產量中,60~70%的鑄件是用砂型生產的,而且其中70%左右是(shì)用粘土砂型生產的。主要(yào)原因是砂型(xíng)鑄(zhù)造較之其(qí)它鑄造方法成(chéng)本低、生產工藝簡單、生產周期短。所以像汽車的發動機氣缸體、氣(qì)缸(gāng)蓋、曲軸等鑄(zhù)件都是用粘土濕型砂工藝生產的。當濕型不能滿足要求時再(zài)考(kǎo)慮使用粘土砂表幹砂型、幹砂型或其它砂型。粘土濕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、鑄鋼件可以用水玻璃砂型來生產,可以獲得尺寸精(jīng)確、表麵光潔的(de)鑄件,但成本較高。
當然,砂型鑄造生產(chǎn)的鑄件精度、表(biǎo)麵光潔度、材質的(de)密度和金相組織、機械性能等方麵往往較差,所以當鑄(zhù)件的這些性能要求更高時,應該采用其它鑄造方法,例如(rú)熔模(失蠟)鑄造、壓鑄、低壓鑄(zhù)造等等。
技術要(yào)求方法適應
例如砂型鑄造,大量生產的(de)工廠(chǎng)應創(chuàng)造條件采用(yòng)技術先進的造型、造芯方法。老式的震擊式或震壓(yā)式造型機生產線生(shēng)產率不夠高,工人勞動強度大,噪聲大,不適(shì)應(yīng)大量生產的要(yào)求,應逐步加以改(gǎi)造。對於小型(xíng)鑄件,可(kě)以采用水平分型或垂直分型(xíng)的無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(gāo)壓造型機生產線、氣(qì)衝造型(xíng)線,以適應快速、高精度造型生產線的要求,造芯方(fāng)法可選用:冷芯盒、熱芯盒、殼(ké)芯等高效製芯方(fāng)法。
中等(děng)批量的大型鑄件可以考慮應用樹脂自(zì)硬砂造型和造(zào)芯。
單件小批(pī)生產(chǎn)的重型鑄件,手工造型仍是重要的(de)方法(fǎ),手(shǒu)工造型能(néng)適應各種複雜的(de)要求比較靈活,不要求很多工藝裝備。可以應用水(shuǐ)玻璃砂型、VRH法水玻璃砂型、有機酯水玻璃自硬砂(shā)型、粘土幹型、樹脂自硬砂型及水泥砂型(xíng)等;對於單件生產(chǎn)的重型鑄件,采用地(dì)坑造型法成本低,投產快。批量(liàng)生產或長期生產的定(dìng)型產品(pǐn)采用多箱造型、劈箱(xiāng)造型法比(bǐ)較適宜,雖然(rán)模具、砂箱等開始(shǐ)投資高,但可從節(jiē)約造型工時、提高產品質量方麵得到補償。
低壓(yā)鑄造、壓鑄、離心鑄造等鑄造方法,因設(shè)備和模具的價(jià)格昂(áng)貴,所以隻適合批量生產。
條件方法應適合
例如同樣是生產大(dà)型機床(chuáng)床身(shēn)等鑄件,一般采用組芯造型法,不製作(zuò)模樣(yàng)和(hé)砂箱,在地(dì)坑中組芯;而另外的工廠則采用砂箱造型法,製作模樣。不同的企業生產條件(包括設備、場地、員工(gōng)素質等(děng))、生產習慣、所積累(lèi)的經驗各(gè)不一樣,應該根據這些(xiē)條件考慮適合做什麽產品和不適合(或不(bú)能(néng))做什麽產品。
精(jīng)度要求和成本
各種鑄造方法所獲得的鑄件精度不同,初投資和生產率也不一致,最終(zhōng)的經濟效益也(yě)有差異。因此,要(yào)做到多、快、好、省,就應當兼顧到各個方麵。應對所選用的鑄造方(fāng)法進行初(chū)步的成本估算,以確定(dìng)經濟效益高又能保(bǎo)證鑄件要(yào)求的鑄造方法。
雖然我國的鑄(zhù)造產業發展處在一個比較(jiào)困難的時期,但(dàn)是,從長遠的角度來看,我國的精密鑄造產業發展還是(shì)有一定的希望,市場需求已經慢慢的開始回(huí)暖,而且加(jiā)上我國鑄造產業發展擁(yōng)有的雄(xióng)厚實力,相信我國(guó)的鑄造產業產業一定會取得喜人的(de)成績。
專家表示,要從(cóng)根本上(shàng)提高鑄造技術水平就必須(xū)做到以下四(sì)點:第一,發展模擬技術,提高預測的準確性(xìng),加強工藝控製,提高成品率。規律性(xìng)的問題(tí)掌握得還不是(shì)很好(hǎo),從而影響批量生產中的(de)成(chéng)品率。第二,產(chǎn)學研(yán)結合。企業(yè)的自主(zhǔ)創新除了創新(xīn)意識的增(zēng)強和研發能力的(de)提升外,還需要重視和加強以精密鑄造企業為主體(tǐ)的“產、學、研”相結合。第三,重視材料研發。材料是工業的基(jī)礎,當前還有很多工作要做。在航空航天領域,合(hé)金(jīn)材料尤其是高溫合金等一些新型材料(liào)的研究、熔(róng)煉技術還有待改進,與國外差距還較大(dà)。第四,注重裝(zhuāng)備(bèi)技術的提升。工藝上主要(yào)還是設備的問題,很多關鍵(jiàn)設備,如一些(xiē)定(dìng)向凝固設備主要還是依靠(kào)進口(kǒu),因此精密鑄(zhù)造(zào)設備的研(yán)發仍是(shì)重點。
產業發展
我國鑄造產業在技術、質量及價格上,相(xiàng)對於東南亞及中東等國家,都(dōu)占有很(hěn)大的優勢(shì),出口前景非常喜人。而外資企業進入我國,其鑄造的返(fǎn)銷及出口也將成為我(wǒ)國鑄造出口的重要(yào)組成部(bù)分。由於我國鑄造(zào)生產成本大大低於國外,而隨著鑄造技術的(de)逐漸完善和質量的提高,不僅可以減少鑄造的(de)進口,而且有(yǒu)可能逐步開拓出口?場,向國外出口更多的(de)鑄造產品。“十二五”期間,鑄造進口在短期內將繼續保持持續增長的勢頭,鑄造出口將會有很大的發(fā)展。
據悉,經濟全(quán)球化浪(làng)潮中,產業發展過程的國際分(fèn)工正在逐漸形成,基(jī)於成本的壓力,外商(shāng)大量的在我國采(cǎi)購鑄造件,甚至還在我國設立精密鑄造生產基地,可以預見,未來一段時間內,我國仍會承擔著國際有(yǒu)色金屬鑄件及製品的生產製造任務。另一方麵,由於鑄造同仁的(de)不懈努力,我(wǒ)國鑄造模具製作水平和能力業(yè)有了很大的提高,鑄造質量與先進工業國家差距逐步(bù)縮小,價格低廉促使國外(wài)采購量劇增,巨大的海外鑄造市場的需(xū)求對我國鑄造(zào)產業的(de)興旺起著很大的推動作用。
產(chǎn)業要求
精密鑄造是世界鑄造行(háng)業的領頭羊,作為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(fàn)作用和帶頭作用,但是精密鑄(zhù)造要發揮(huī)這兩(liǎng)大作(zuò)用的前提是強大自身,因此我國的精密鑄(zhù)造應(yīng)該被優先的發展起來,發展需(xū)要既定的方針和(hé)發展的目標(biāo),精密鑄(zhù)造行業的發展目標(biāo)是以下(xià)幾個方麵:
第一,完成(chéng)在增長方式上由勞(láo)動、資源密集(jí)型向技術資本密集型的轉變,由粗放(fàng)汙(wū)染型向綠色集約型轉變,產品(pǐn)的質量、品種、數(shù)量與世(shì)界先進水平相當,優(yōu)質(zhì)材料的比重(chóng)迅速增加,整個(gè)精密鑄(zhù)件廠的生產效率、經(jīng)濟效(xiào)益成倍增長;環境汙(wū)染得到(dào)有效治理,初步(bù)建起與環境協調一致(zhì)的中國鑄造材料產業係統(tǒng)。
第二,形成一些結構合理、整體水平高的產學研結合的(de)研發和教育培訓基地,能不斷向企業輸送(sòng)專業人才,不斷開發出高質量、高檔次鑄造材料新品種(zhǒng),滿足對鑄造材料日益增長(zhǎng)的需要,同時逐步加大技(jì)術出口的力(lì)度。
第三,要完成(chéng)產業(yè)結構調整,淘汰一批技(jì)術水平低,產品質量差,汙染嚴重,經濟效益不好的(de)小型精密鑄件(jiàn)廠,形成相對(duì)集中的“小型(xíng)巨人(rén)”和“明(míng)星企業”,實現“專業化、規模化(huà)”生產。特別是要(yào)湧現一、兩個可與世(shì)界知名企業抗衡的骨幹企業(yè),它們的技術水平高,工藝裝備精良,資金雄厚,管(guǎn)理水平先進,能不斷(duàn)向市(shì)場提供高檔、優質的鑄造材品,市場占有率(lǜ)高。
精密鑄造行業若能達到以上的發展目標,壯大自己,那麽精密鑄造(zào)行業定能發揮它在(zài)鑄造行業(yè)內的先鋒模範和帶頭作(zuò)用,帶動鑄造產業發展。