精密鑄造是獲得(dé)精準尺寸鑄件工藝的總稱。相對於傳統砂型鑄造工藝,精密鑄造獲的(de)鑄件尺寸更加精準,表麵光潔度更好。
基(jī)本(běn)概念
它包括:熔模鑄造、陶瓷型鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、消失模鑄造。
其中較為常用的(de)是熔模鑄造,也稱失蠟鑄造:選用適宜的熔模材料(如石蠟)製造熔模;在熔模上重複沾(zhān)耐火塗料與撒耐火砂工序,硬化型殼及幹燥;再將內部的熔模溶化掉,獲得型腔;焙(bèi)燒型殼以獲得足夠的強度,及燒掉(diào)殘餘的熔模材料,;澆注所(suǒ)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(rè)處理與冷加工和表麵處理。
工藝流程
壓蠟(射蠟製蠟模)---修蠟----蠟檢----組樹(臘模組樹)---製殼(先沾漿、淋(lín)沙、再沾漿、最(zuì)後模
殼風幹)---脫蠟(蒸汽脫蠟)-------模殼(ké)焙燒--化性分析--澆注(在模殼內澆注鋼水)----震動(dòng)脫殼---
鑄件與澆棒(bàng)切割分離----磨(mó)澆口(kǒu)---初檢(毛胚檢)---拋丸清理-----機加工-----拋光---成品檢---入庫
鑄造生產流(liú)程大體就是這樣(yàng)總的來說可以(yǐ)分為壓蠟(là)、製殼、澆(jiāo)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臘模
修蠟---對(duì)臘模進(jìn)行修(xiū)正
組樹---將臘模進行組樹
製殼包括(掛沙、掛漿、風幹)
澆注包括(焙燒、化性分析也叫打光譜(pǔ)、澆注、震殼、切澆(jiāo)口(kǒu)、磨澆口)
後處理包括(噴砂、拋丸(wán)、修正、酸洗)
檢(jiǎn)驗包括(蠟檢、初檢、中檢、成品檢)
陶(táo)瓷型鑄造
用陶瓷漿料製成鑄(zhù)型生產鑄件的鑄造方法。陶瓷漿(jiāng)料由矽酸乙酯水解液和質地較純、熱(rè)穩定性較高(gāo)的細耐火砂如電熔(róng)石英、鋯英石、剛玉等混合而成。為使陶瓷漿料在短時間(jiān)內結膠,常加入氫(qīng)氧化鈣或氧化鎂作為催化劑。由於(yú)使用的耐火材料成分及其外觀都與陶(táo)瓷相似,故稱為陶(táo)瓷型。陶(táo)瓷型鑄造是(shì)在普通砂型鑄造基礎上發(fā)展起來的一種新(xīn)工藝。陶瓷型有兩種類型:①陶瓷型全由陶瓷漿料澆(jiāo)灌而成。其(qí)製作過程是先將模樣固定於型(xíng)板(bǎn)上,外套砂箱,再將調好(hǎo)的陶瓷漿料倒(dǎo)入砂箱,待結膠硬化後起模,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漿料(liào)製(zhì)造鑄型。襯套可用砂型(xíng),也可用金屬型。用襯套澆灌陶瓷殼(ké)層可以節省大(dà)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(mǐ),尺(chǐ)寸精度高達(dá)3~5級,能(néng)達到少無切削加工的目的(de)。陶瓷型鑄造生產周期短,金屬利用率高。最大鑄件可(kě)達十幾噸,主要用於(yú)鑄造大型厚壁精密鑄件和鑄造(zào)單件小批量的衝模、鍛模、塑料模、金屬(shǔ)模、壓鑄模、玻璃模等(děng)各種(zhǒng)模(mó)具。陶瓷型鑄造模具的使用壽命可與用(yòng)機械加工方法製成的模具相媲美,而製造成本則比用機械加工方法製成的模具低。
砂型鑄造
在全部(bù)鑄(zhù)件(jiàn)產(chǎn)量中(zhōng),60~70%的鑄件是用砂型生產的,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較之其它鑄造方法成本低、生產工(gōng)藝簡單、生產周期短。所以像(xiàng)汽車的發動機氣缸體、氣缸蓋、曲軸等鑄件都是用粘土濕型砂工藝生產的。當濕(shī)型不(bú)能滿足要求時再考慮使(shǐ)用粘(zhān)土砂表幹砂型、幹砂型(xíng)或其它砂型。粘土濕型砂鑄造的鑄件重量可從(cóng)幾公斤直到幾十(shí)公斤(jīn),而粘土幹型生產的鑄件可重達(dá)幾十噸。
一般(bān)來講,對於中、大型鑄(zhù)件,鑄鐵件可以用樹脂自硬砂型、鑄鋼件可以用水(shuǐ)玻璃砂型來生(shēng)產,可以獲得尺寸精確、表(biǎo)麵光潔的鑄件,但成本較高。
當(dāng)然,砂型鑄造生產的(de)鑄件(jiàn)精度(dù)、表麵光潔度、材質的密度和金相組織、機械性能等(děng)方麵往往較差,所以當鑄件的這些性能要求更高時,應該采用其它鑄(zhù)造方法(fǎ),例如熔模(失蠟)鑄造、壓鑄、低壓鑄造等等。
技術要求方法(fǎ)適應(yīng)
例如砂型鑄造,大(dà)量生產的工廠應創造條件(jiàn)采用技術先進的(de)造(zào)型、造芯方法。老(lǎo)式的震擊式或震壓式造型機生產線生(shēng)產率不夠高(gāo),工人勞動強度大,噪聲大,不適應大量生產的要求,應(yīng)逐步(bù)加以改造。對於小型鑄件(jiàn),可以采用水平分型或垂直分(fèn)型的無箱高壓造(zào)型(xíng)機生產線、實型造型生產(chǎn)效率又高,占(zhàn)地麵積也少(shǎo);對於中(zhōng)件可選用各種有箱高壓造型機(jī)生產線(xiàn)、氣衝造型線(xiàn),以適應快速、高(gāo)精度造型生產線的要求,造芯方法可選用:冷芯盒、熱芯盒、殼芯等(děng)高效製芯方法。
中等批量的大型鑄件可以考(kǎo)慮應用(yòng)樹脂自硬砂造型和造芯。
單件小批生(shēng)產的重型鑄件,手工造型仍是重要(yào)的方法,手工造(zào)型能適應各種複雜的要求比較靈活,不要求很多工(gōng)藝裝備。可以應用水玻璃砂型、VRH法水玻璃砂型、有機酯水玻璃自硬砂型、粘土幹(gàn)型、樹脂自硬砂型及水(shuǐ)泥砂(shā)型等;對於單件生產(chǎn)的重型鑄件,采用地坑造型法成(chéng)本低,投產快。批量生產或長期生產的定(dìng)型產品采用多箱造型、劈箱造型法比較(jiào)適宜,雖然模具、砂箱(xiāng)等開始投資高,但可從節約造型工時、提高產品質(zhì)量方麵得到補(bǔ)償。
低壓鑄造、壓鑄、離心鑄造等鑄(zhù)造方法,因(yīn)設備和模具的價格昂貴,所以隻適合批量生產。
條件方法應適合
例如同樣是生產大型機床床身等鑄件,一般采用組芯造型法,不(bú)製作模樣和砂箱,在地坑中組芯;而(ér)另外的工廠則采用砂箱造型法(fǎ),製作(zuò)模樣。不同的企(qǐ)業生產條件(包括設備、場地、員工素質等)、生產習慣、所積累的經驗各不一樣,應該根據這些條件(jiàn)考慮適合做什麽產品和不(bú)適合(或不能)做什麽產品。
精度要求和成本
各(gè)種鑄(zhù)造方法所獲得的鑄件精度不同(tóng),初投資和生產率也不一致,最(zuì)終的經濟效益也(yě)有差異。因此,要做到多、快、好(hǎo)、省,就應當兼顧到各個方麵。應對所選用的鑄造方法進行初(chū)步的成本估算,以確定經濟效(xiào)益高又能保證鑄件要求的(de)鑄造方法。
雖然我國的鑄(zhù)造產業發(fā)展處在一個(gè)比較困難(nán)的時期,但(dàn)是,從長遠的(de)角度來看,我國的精密鑄(zhù)造產業發展還是有一(yī)定的希望,市場需求已經慢慢的開始回暖,而且加上(shàng)我國(guó)鑄(zhù)造產業發展擁有的雄厚實力,相信我國的鑄造產(chǎn)業產業(yè)一(yī)定會取得喜人的成績。
專家表示,要從根本上提高鑄造技術(shù)水平(píng)就必須(xū)做到以下四點:第一,發展模擬技術,提高(gāo)預測的準(zhǔn)確性,加(jiā)強工藝(yì)控製,提高成品率。規律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(èr),產學研結合。企業的自(zì)主創(chuàng)新除了創新意識(shí)的增強和研發能力的提升外,還需要重(chóng)視和加強以精(jīng)密(mì)鑄造(zào)企(qǐ)業為主體的“產、學、研”相結合。第(dì)三,重(chóng)視材(cái)料研發。材料是工業的基礎,當前(qián)還有很多工作要做。在航空航天領域,合金材料尤其是高溫合金等(děng)一些新型材料的研究、熔煉技術還有待改進,與國外差距還較大(dà)。第四,注重裝備(bèi)技術的提升。工藝上主要(yào)還是設備的問題,很多(duō)關鍵設備,如一(yī)些定向凝固設備主(zhǔ)要還是依靠進口,因此精(jīng)密鑄造設備(bèi)的研發(fā)仍是重點。
產業發(fā)展
我國鑄造產業在技術、質量及價格上(shàng),相對於東南亞及(jí)中東等國家,都占(zhàn)有(yǒu)很大的(de)優勢,出口(kǒu)前景非常喜人。而外資企業進入我國,其鑄造的返銷及出(chū)口也將成為(wéi)我國鑄造出口(kǒu)的重要(yào)組成部分。由於我國鑄造生產(chǎn)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,不僅可以減少鑄造的進口,而且有可能逐(zhú)步開拓出口?場,向國外出口更多的鑄造(zào)產品。“十(shí)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(zhù)造(zào)出口將(jiāng)會有很大的發展。
據悉,經濟全球化浪潮中,產業發展過程的國際分(fèn)工正在逐漸形成,基於成本的壓力,外商大(dà)量的在我(wǒ)國采購鑄(zhù)造件,甚至還在我(wǒ)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(réng)會承擔著國(guó)際有色金屬鑄件及製品的(de)生產(chǎn)製造任務。另一方麵,由於鑄(zhù)造同仁的不懈努力,我(wǒ)國鑄造模具製作水平和能力業有(yǒu)了很(hěn)大的提高,鑄造質量與先進工業國(guó)家差距逐步縮小,價格低廉促使國外采購量劇增,巨大的海外鑄造(zào)市(shì)場的需求對我國鑄造產業的興旺起著很大的推動(dòng)作用。
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(tóu)作用,但是(shì)精密鑄造要發揮這兩大作用的前提(tí)是(shì)強大自身,因(yīn)此我國的精密鑄(zhù)造應該被優先的發展起來,發展需要既定的方針和發展的目標,精密鑄造行業(yè)的發展目標是以下(xià)幾個(gè)方麵:
第一,完成在增長方式上由勞動、資源密集型向技術資本密集型的轉變,由粗放汙染型向綠色集約型轉變,產品的質量、品種、數量與世界先進水平相當,優質材料的(de)比重(chóng)迅(xùn)速(sù)增加,整個精密鑄件廠的生產效率(lǜ)、經濟效益成(chéng)倍增(zēng)長;環境汙染得到有效治(zhì)理,初步建起(qǐ)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(jié)構合理、整體水平高的產學(xué)研結合的研發和教育培訓(xùn)基地,能不斷向企業輸(shū)送專(zhuān)業(yè)人才,不斷開發出高質量、高檔次鑄造材料新品種,滿足對(duì)鑄造材(cái)料日益增長的需要,同時逐步加(jiā)大技術出口(kǒu)的力(lì)度。
第三,要完成產業結構調整,淘汰一批技術水平低,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(xiàng)對集中的“小型巨人”和“明(míng)星(xīng)企業(yè)”,實現“專業化、規模化”生產。特別是(shì)要湧現一、兩個可與世界知名企業抗衡的骨幹企業,它們的技術水平(píng)高,工藝裝備精良,資金雄厚,管理水平先進,能不斷向市(shì)場提供高檔、優質的鑄(zhù)造材(cái)品,市場占(zhàn)有率高(gāo)。
精密鑄造行業若能達到以上的發展目標,壯(zhuàng)大自己,那麽(me)精密鑄造行業定能發揮它在鑄造行業內的(de)先鋒模範和帶頭(tóu)作用,帶動鑄造產業發展。