精密鑄造是獲得精準尺寸鑄件工藝的總稱。相對於傳統砂(shā)型鑄造工藝,精(jīng)密鑄造獲的鑄件尺寸更加精準,表麵光潔度更好。
基本概念(niàn)
它包括:熔模鑄造、陶(táo)瓷型鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、消失模鑄造。
其中較為常用(yòng)的是熔模鑄造,也稱(chēng)失蠟鑄造:選用適(shì)宜的熔模材料(如石蠟)製造熔模(mó);在熔模上重複沾耐火塗料與撒耐火砂(shā)工序,硬化型殼及幹燥;再將內部的(de)熔模溶化掉(diào),獲得型腔;焙燒型殼(ké)以(yǐ)獲得足夠的強(qiáng)度,及燒(shāo)掉殘餘的熔模材料,;澆注所需要的金屬(shǔ)材料;凝固冷卻,脫殼後清砂,從而獲得高精度的成品。根據產品需要或進行熱處理與(yǔ)冷加工和表麵處理。
工藝流(liú)程
壓蠟(射蠟製蠟模)---修蠟----蠟檢----組樹(臘模組(zǔ)樹)---製殼(先沾漿、淋沙、再沾漿、最後模
殼風幹(gàn))---脫蠟(蒸汽脫蠟)-------模殼焙燒(shāo)--化性分析--澆注(在模殼內澆注鋼水)----震動(dòng)脫殼---
鑄件與澆棒切割分離----磨澆口---初(chū)檢(毛胚檢)---拋丸清理(lǐ)-----機加工(gōng)-----拋光---成(chéng)品檢---入庫
鑄造生產流程大體就是這樣總的來說可以(yǐ)分為壓(yā)蠟、製殼、澆注、後處理、檢驗
壓蠟包括(壓蠟、修蠟、組樹)
壓蠟---利用壓蠟機進行製作臘模
修蠟---對臘(là)模進行修正
組樹---將臘模進行組樹
製殼包括(掛沙(shā)、掛漿、風幹)
澆注(zhù)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(bāo)括(噴砂、拋丸(wán)、修正、酸洗)
檢驗包括(kuò)(蠟檢、初檢、中檢、成品檢)
陶瓷(cí)型(xíng)鑄造
用陶(táo)瓷漿料製成鑄型生產鑄件的鑄(zhù)造方法(fǎ)。陶瓷漿料由矽酸乙酯水解液和(hé)質地較純、熱穩定性較高的細耐火砂如電熔石英、鋯英石、剛玉(yù)等混合而成。為使陶瓷漿料在短時間內結膠,常加(jiā)入氫氧化鈣或氧化(huà)鎂作(zuò)為催化劑。由於使用的耐火材料(liào)成分及其外觀都與陶瓷相似,故稱為陶瓷型。陶瓷型鑄造是在普通砂型鑄造基礎上發展起來的一種新工藝。陶瓷型(xíng)有兩種類型:①陶瓷型全由陶瓷漿料澆灌而(ér)成。其製作過程是先將模樣(yàng)固(gù)定於型(xíng)板上,外套砂箱,再將(jiāng)調好的陶瓷漿料倒入砂箱,待結膠硬化後起模,經(jīng)高溫焙燒即成為鑄型。②采(cǎi)用襯套,在襯套和模樣之間的空隙澆灌陶(táo)瓷(cí)漿料(liào)製造鑄(zhù)型。襯套可用砂型,也可用金屬型。用(yòng)襯(chèn)套澆灌陶瓷殼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度可達Ra10~1.25微米,尺寸精度高達3~5級,能(néng)達到少無切削加工的目的。陶瓷型鑄造生產周期短,金屬(shǔ)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(mì)鑄件和鑄造單件小批量(liàng)的衝模(mó)、鍛模、塑料模、金屬(shǔ)模、壓鑄模、玻璃模等各種模具。陶瓷型鑄造模具的使用壽命可與用機械加工方法製成的模具(jù)相媲美,而製造成本則比用機械加工方法製成的模具低。
砂型鑄造(zào)
在全部鑄件產量中,60~70%的鑄件是用砂型生產的,而且其中(zhōng)70%左右是用粘(zhān)土砂型生產的。主要原因是砂型鑄造較之其(qí)它(tā)鑄造方法(fǎ)成本低、生產工藝簡單、生產(chǎn)周期短。所以像汽車的(de)發動機氣(qì)缸體、氣缸蓋、曲軸等鑄件都是用(yòng)粘土濕型砂工藝生產的。當濕型(xíng)不能滿足要求時再考慮使用粘土(tǔ)砂表幹砂型、幹砂型或其它砂(shā)型。粘土濕型砂鑄造的(de)鑄件重量(liàng)可從幾公斤直到幾(jǐ)十公斤,而粘土(tǔ)幹型生產(chǎn)的(de)鑄件可重達幾十噸。
一般來講,對於中、大型鑄件,鑄(zhù)鐵(tiě)件可以(yǐ)用樹脂自硬砂型(xíng)、鑄鋼件(jiàn)可以用水(shuǐ)玻璃(lí)砂(shā)型來生產,可以獲得尺寸精確、表麵光潔的鑄件(jiàn),但成本較高。
當然,砂型鑄造生(shēng)產的鑄件精度、表麵光潔度、材質的密度和金相組織、機械(xiè)性能等方(fāng)麵往往較差,所以當鑄件的這些性能要求更高時,應該采用其它鑄造方法,例如熔模(失蠟)鑄造、壓鑄、低壓鑄造等等。
技術要求方法適應
例(lì)如砂型鑄(zhù)造,大量(liàng)生產的工廠應創造條件采用(yòng)技術先進的造型、造芯方法。老式的震擊式或震壓式造型機生產線生產率(lǜ)不夠高,工(gōng)人勞動強度大,噪聲大,不適應大量生產的(de)要求,應逐步加(jiā)以改(gǎi)造。對於小型鑄件,可以采用水平分(fèn)型或垂直分型的無箱高壓造型機生產線、實型造(zào)型生產(chǎn)效率又高,占地麵積也少;對於中件可選用各種有箱(xiāng)高壓造型機(jī)生產(chǎn)線、氣衝造型線,以適應快速、高精度造型生產線的要求,造芯方法可選用:冷芯盒(hé)、熱芯盒、殼芯等高效製芯方法。
中(zhōng)等批量(liàng)的大型鑄件(jiàn)可以考慮應用樹脂自(zì)硬砂造型和造芯。
單件小批生產的重型(xíng)鑄件,手工造型仍是重要的方法,手工(gōng)造型能適應各種複雜的要求(qiú)比較靈(líng)活,不要(yào)求很多工藝裝備。可以應用(yòng)水玻(bō)璃(lí)砂型、VRH法水(shuǐ)玻璃砂型、有機酯(zhǐ)水玻璃自硬砂型、粘土幹型、樹脂自硬砂型及水泥砂型等;對於單(dān)件生產的重型鑄件,采用地坑造(zào)型法成本低(dī),投產快。批量生產或長期生產的定型產品采(cǎi)用多箱造型、劈箱造型法比較適宜,雖然模具、砂箱等開始投(tóu)資高,但可從節約造型工時、提高(gāo)產品質量方麵得到補償。
低壓鑄造、壓鑄、離心鑄造等鑄造方法,因設(shè)備和(hé)模具的(de)價格昂貴,所以隻適合批量生產。
條件方法應適合
例如(rú)同樣是生產大型(xíng)機床床身等鑄件,一般采用組芯(xīn)造型法,不製作模樣和砂箱(xiāng),在地坑中組芯;而另外的工廠則采用砂箱(xiāng)造型法,製作模樣(yàng)。不同的企業生產條件(包括設備、場地、員工素質等)、生產習慣(guàn)、所積累的經(jīng)驗各不一(yī)樣,應該根據這些條件考慮適合做什麽產品和不適合(或不能)做什麽產品。
精度(dù)要求和成本
各種鑄造(zào)方法所獲(huò)得的鑄件精度不同,初投資和生產率(lǜ)也不一致,最終的經濟效益也有(yǒu)差異。因此,要做到多、快、好、省,就應當(dāng)兼(jiān)顧到各個方麵。應對所(suǒ)選用的鑄造方法進行初步的(de)成本估算(suàn),以確定經濟效益高又能保(bǎo)證鑄件要求的鑄造方法。
雖然我(wǒ)國的(de)鑄造產業發(fā)展處在一(yī)個比較困難的時期,但是,從長遠的角度來看,我(wǒ)國的精密鑄造產(chǎn)業發(fā)展還是有一定的希望,市場需求已經慢慢的開始回暖,而且加(jiā)上我(wǒ)國鑄造產(chǎn)業發展擁有的雄厚實力,相信我國的鑄造產(chǎn)業產業一定會取得喜人的成績。
專家表示,要(yào)從根本上提高鑄造技術水平就必須做到以下四點:第一,發展模(mó)擬技術,提高預測(cè)的準確性,加強(qiáng)工(gōng)藝控(kòng)製,提高成品率。規律(lǜ)性的問題掌握得還不是很好,從而影響批量生產中的成品率。第二,產學研結合。企業的自(zì)主創新除了創新意識的增強和研發能力(lì)的提升外,還需要重視和加強以(yǐ)精密鑄造企業為主體的“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(yào)做。在航空航天領域,合金材料尤其是高溫合金等一些新型材料的研究、熔煉技術還(hái)有待改進(jìn),與國(guó)外差距還較大。第四,注重裝備技術的提升。工藝上主要還(hái)是設備的問題,很多(duō)關鍵(jiàn)設備,如(rú)一些定向凝固設(shè)備主要還是依靠進(jìn)口,因此精密鑄造設備的研發仍是重點。
產(chǎn)業發展
我國鑄造產業(yè)在技術、質量及價格上,相對於東(dōng)南(nán)亞(yà)及中東等國家,都占(zhàn)有很大的優勢,出口前景非常喜人。而外資企業進入我國,其鑄造的返銷及出口也將成(chéng)為我國鑄造出口的重要組成部分。由於我國鑄造生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(tí)高,不僅可以減少鑄造的進口,而且有可能逐步開拓出口?場,向國外出口更(gèng)多的(de)鑄造產品(pǐn)。“十(shí)二五”期間,鑄造進口在短(duǎn)期內將繼續保持持續(xù)增長的勢頭,鑄造出口將會有很大的發(fā)展(zhǎn)。
據悉,經濟全球化浪潮中,產業發展過程的國際分工正在逐漸形成,基於成本(běn)的壓力,外商大量的在我國采購(gòu)鑄造件,甚至還在我國設立精密鑄造生產(chǎn)基地,可以預見,未來一段時間內,我國仍會承擔著(zhe)國際有色金屬鑄件及製品的生產製造任務(wù)。另一方麵,由於(yú)鑄造同仁的不懈努力,我國鑄造模具製作水平和能力業有了很大的提高,鑄(zhù)造(zào)質量與先進工業國家差距逐步縮小,價格低廉促使(shǐ)國外采購量劇增,巨大的海外鑄造市場的需求對我國鑄(zhù)造產業的興旺起著(zhe)很大(dà)的推動作用(yòng)。
產業要求
精密鑄造是世界鑄造行業的領頭羊,作為鑄造行業在高新領域的代表,精密鑄造必須要發揮它的模範作用和帶頭作用,但是精密鑄造要發揮這兩大作用的前提(tí)是強大自(zì)身,因此我國(guó)的精密鑄造應(yīng)該被優先的發展起(qǐ)來,發展需要既定的方針和(hé)發展的目標,精(jīng)密(mì)鑄造行業的發展目標是(shì)以下幾個方麵:
第一,完成在增長方式(shì)上(shàng)由勞動(dòng)、資源密(mì)集型向技術資(zī)本密集型的(de)轉變,由粗放汙染型(xíng)向綠色集約型轉變,產品的質量、品種、數量與世界(jiè)先進水平相當,優質材(cái)料的比重迅(xùn)速增加(jiā),整個精(jīng)密鑄件廠的生產效(xiào)率、經濟效益成倍增長;環境汙染得到(dào)有效治理,初步建起與環(huán)境協調一致的中國鑄造材料(liào)產業係統。
第二,形成一些結構合理、整體水平高的產學研結合的研發和教育培訓基地,能不(bú)斷向企業輸送專業人才,不斷開發出高質量、高檔次鑄造材料新品種,滿足對鑄造材料日益增長的需要,同時逐步加大技術出口的力度。
第三,要完成產業結構調整,淘汰一批技術水平低(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“明星企(qǐ)業(yè)”,實現(xiàn)“專業化、規模化(huà)”生產(chǎn)。特別是要湧(yǒng)現一、兩個可與世界知名企業抗衡的骨幹企業,它們的技術水平高,工(gōng)藝裝備精(jīng)良,資金雄厚,管理水平先進,能不(bú)斷向市場(chǎng)提供高檔、優質的(de)鑄造(zào)材品,市場占有率高。
精密鑄造行業若能達到以上的發展目標(biāo),壯大自己,那麽精密鑄造行(háng)業定能發揮它在鑄造行業內(nèi)的先鋒模範和帶頭作用,帶動鑄造產業發展。