精密鑄造是獲得精準尺寸鑄件工藝的總稱。相對(duì)於傳(chuán)統砂型鑄造工藝,精密鑄造獲的鑄件尺寸更加(jiā)精準,表麵光潔度更好。
基本概念
它包括:熔模鑄造、陶瓷型鑄造、金屬型鑄造(zào)、壓力(lì)鑄(zhù)造、消失模鑄造。
其中較為常用的(de)是熔(róng)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;在熔模上重複沾耐火塗料與撒耐火砂工序,硬化型(xíng)殼及幹燥;再將內部的(de)熔(róng)模溶化掉,獲得型腔;焙(bèi)燒型殼以獲得足夠的強度,及燒掉殘餘的熔模材(cái)料,;澆注所需要的(de)金(jīn)屬材料(liào);凝固冷卻,脫殼後(hòu)清砂,從而(ér)獲得高精(jīng)度的成品。根(gēn)據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(射蠟製蠟模)---修蠟----蠟檢----組樹(臘模組樹)---製殼(先沾漿、淋沙、再(zài)沾漿(jiāng)、最後模
殼風幹(gàn))---脫蠟(蒸汽脫蠟)-------模殼焙燒--化性分析--澆注(在模殼內澆注鋼水)----震動脫殼---
鑄件與澆(jiāo)棒切割(gē)分(fèn)離----磨澆口---初檢(毛胚檢)---拋(pāo)丸清理-----機加工-----拋光(guāng)---成品檢---入庫
鑄造生產流(liú)程(chéng)大體就是這樣總的來(lái)說可以分為壓蠟、製殼、澆注、後處理、檢驗
壓蠟包括(壓蠟、修蠟、組樹)
壓蠟(là)---利用壓蠟機進行製作臘模
修蠟---對臘模進行(háng)修正
組樹(shù)---將臘模(mó)進行(háng)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、澆注、震殼、切澆口、磨澆口)
後處(chù)理包(bāo)括(噴(pēn)砂、拋丸、修正、酸(suān)洗)
檢驗包括(蠟檢、初檢、中檢、成品檢)
陶瓷型鑄造
用陶(táo)瓷漿料製成鑄型生產鑄件的鑄造方法。陶瓷漿料由矽酸乙(yǐ)酯水解液和質地較(jiào)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(ér)成。為使陶瓷漿料在短時間內結膠,常加入氫氧化鈣或氧化鎂作為催化劑。由於使用的耐火材料成分及其(qí)外觀(guān)都(dōu)與(yǔ)陶瓷(cí)相似,故稱為陶瓷型。陶瓷型鑄造是在普(pǔ)通砂型鑄造基礎上發展起來的一種新工藝。陶瓷型有兩種類型:①陶瓷型全由陶(táo)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,待結膠硬化後起模,經高溫焙燒即(jí)成(chéng)為鑄型。②采用襯套,在(zài)襯套(tào)和(hé)模樣之間的空隙澆灌陶瓷漿料製造鑄型(xíng)。襯(chèn)套可用砂型,也(yě)可用金屬型。用襯套澆灌陶瓷殼層可以節省大量陶瓷漿料,在生產中應用(yòng)較多(duō)。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,能達到少無切削加工的目的。陶瓷型鑄(zhù)造生產周期短,金屬利用率高。最大鑄件可達十幾噸,主要用於(yú)鑄造大型厚壁精密鑄件和鑄造單件小批量的衝模、鍛模、塑(sù)料模(mó)、金屬模、壓鑄模、玻(bō)璃(lí)模等各種模(mó)具(jù)。陶瓷型鑄造模具的使用壽(shòu)命可與用機械加工方法製成的(de)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
在全部鑄件(jiàn)產量中,60~70%的鑄件是用砂型生產的(de),而且其中70%左右是用粘土砂型生產(chǎn)的。主要原因是砂型(xíng)鑄造較之其它鑄造(zào)方法成本低、生產工藝簡單、生產周期短。所以像汽(qì)車的發動(dòng)機氣缸(gāng)體、氣缸(gāng)蓋、曲軸(zhóu)等鑄件都是用粘土濕型砂工藝生產的。當濕型不(bú)能(néng)滿足要求時(shí)再考(kǎo)慮使用粘土砂表幹砂型、幹砂型或其它砂(shā)型。粘(zhān)土(tǔ)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(dá)幾(jǐ)十噸。
一般來講,對於中、大型鑄件,鑄鐵件可以用(yòng)樹脂自硬砂型(xíng)、鑄鋼(gāng)件可以用(yòng)水玻璃砂型來(lái)生產,可以獲得尺寸精確、表麵光潔的鑄件,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、材質的密度和金相組織、機械性能等方麵(miàn)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(zào)方法,例如熔模(mó)(失蠟)鑄造、壓鑄、低壓鑄造等等。
技術要求方法適應
例如砂(shā)型鑄造,大量生產的(de)工廠(chǎng)應創造條件采(cǎi)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(chǎn)率不夠高,工人勞(láo)動強(qiáng)度大,噪聲大,不(bú)適應大量生(shēng)產的要求,應逐步加以改造。對於小型鑄件,可以采用水平分型或垂直分型的無箱高壓造型機生產線、實型造型生產效率又高,占地(dì)麵積也少;對於中件可(kě)選(xuǎn)用各種有箱高壓造型機生產線(xiàn)、氣(qì)衝造型線,以適應快速、高精度造型生產線的要(yào)求,造芯方(fāng)法可選用:冷芯盒、熱芯盒(hé)、殼芯等高效製芯方法。
中等批量的(de)大型鑄件可以(yǐ)考慮應(yīng)用樹脂(zhī)自(zì)硬砂造型(xíng)和造芯。
單件小批生(shēng)產的重(chóng)型鑄件,手工造型(xíng)仍是重(chóng)要的方法,手工造型能適應各種複雜的(de)要求比(bǐ)較(jiào)靈活,不要求(qiú)很多(duō)工藝裝備。可以應(yīng)用水玻璃砂型、VRH法水玻璃砂型、有機酯水玻璃自硬砂型、粘土幹型(xíng)、樹脂自硬砂(shā)型及水泥砂型等(děng);對於單件(jiàn)生(shēng)產的重型(xíng)鑄件,采用地坑造型法(fǎ)成本低,投產快。批量生產或長(zhǎng)期生產的定型產品采用多箱造型、劈箱造型(xíng)法比較適宜,雖然(rán)模具、砂箱(xiāng)等(děng)開始投(tóu)資高,但可從(cóng)節約(yuē)造型工時、提(tí)高產品質量方麵得到補償。
低壓鑄造、壓鑄、離心鑄造等鑄造(zào)方法(fǎ),因設備和(hé)模具的價格昂貴,所以隻適合批量生產。
條件(jiàn)方法應適合
例如同(tóng)樣是生產(chǎn)大型機床床身等鑄件,一(yī)般采用組芯造型法,不(bú)製作模樣和砂箱,在地坑(kēng)中組芯;而另外(wài)的工廠則采用砂箱造型法,製作模樣。不(bú)同的企業生產條件(包括設備、場地、員工素(sù)質等)、生產習慣、所(suǒ)積累的經驗各不一樣,應該根據這些(xiē)條件考慮適合做(zuò)什麽產品和不適(shì)合(或不能)做什麽產品。
精度要求和成本
各種鑄(zhù)造方法所(suǒ)獲得(dé)的鑄件精度不同,初投資和生產(chǎn)率也不一(yī)致,最終(zhōng)的經濟效益也(yě)有差異。因此,要做到多、快、好、省(shěng),就應當兼顧到各個方麵。應對所選用的鑄造方法進行初步的成本估算,以確定經濟效益(yì)高又(yòu)能保證鑄件要求的(de)鑄造方法。
雖然我國的鑄造產業發展處在一個比較困難的時期,但是,從長遠(yuǎn)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(yǐ)經慢慢的開始回暖,而且加上我國鑄造產業發展擁有的雄厚實力,相(xiàng)信我國的鑄造產業產(chǎn)業一定會取得喜人的成(chéng)績(jì)。
專家(jiā)表示,要(yào)從根本上提高鑄造技(jì)術水平就必須做到以下四點:第一,發展模(mó)擬技術,提高預測的準確性,加強工藝控製,提高成品率。規律性的問題掌握得還不是很好(hǎo),從而影響批量生產中的成品率。第二,產(chǎn)學(xué)研結合(hé)。企業的自主(zhǔ)創新(xīn)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(jiā)強以精密鑄造企業為主(zhǔ)體的“產、學、研”相(xiàng)結合。第三,重(chóng)視材料研發(fā)。材料(liào)是工業的基礎,當前還(hái)有很多工作要做。在航空航天領域,合(hé)金材料尤其是高(gāo)溫合金等一些新型材料的研究、熔煉技術還有待改(gǎi)進,與(yǔ)國外差距還較大。第四,注重裝備技術(shù)的提升。工藝上主要還是設備的問題,很多關鍵(jiàn)設備,如一些(xiē)定向凝(níng)固設備主要還是依靠進口,因此精密鑄造設備的研發仍是重點(diǎn)。
產業發展
我(wǒ)國鑄造(zào)產業(yè)在技術、質量及價格上,相對於(yú)東南亞及中東(dōng)等國家,都占有很大的優勢,出口前景非(fēi)常喜人。而外資企業進入(rù)我國,其鑄造的返銷及出口也(yě)將成為我國鑄造出口的重(chóng)要組成部分。由於我國鑄造(zào)生(shēng)產成本(běn)大大低於國外,而隨著鑄造技(jì)術的逐漸完善和質量的提高,不僅可以減少鑄造的進口,而且有可能逐步開拓出口?場,向國外出口更多的鑄造產品。“十二五”期間,鑄造(zào)進(jìn)口(kǒu)在短期(qī)內將(jiāng)繼續保(bǎo)持持續增(zēng)長的(de)勢(shì)頭,鑄造出口將會有(yǒu)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工(gōng)正在逐漸形成,基於成本的壓力,外商大量的在我國采購(gòu)鑄造件(jiàn),甚(shèn)至(zhì)還(hái)在(zài)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色金屬鑄件及製品的生產製(zhì)造任務。另一方麵(miàn),由於鑄造(zào)同(tóng)仁的不懈努力,我國鑄造模(mó)具製作水平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)市場的需(xū)求對我國鑄造產業的興旺起著很大(dà)的推動作用。
產業要求
精密鑄造是世界鑄造行業的領頭羊,作(zuò)為鑄造行業在高新領域的代表,精(jīng)密鑄造必須要發揮它的模範作用(yòng)和(hé)帶頭作用,但是精密鑄造要發揮這兩大作用(yòng)的前提是強大自身(shēn),因此我國的精密鑄造(zào)應該被優先的發展起來,發展需(xū)要既定的方針和發(fā)展的目標,精密鑄造行業的發展目(mù)標是(shì)以下幾個方麵:
第一,完成在(zài)增長方式上由(yóu)勞動、資源密集型向技術資本密(mì)集型的轉變,由粗放汙染型向綠色集(jí)約型轉變,產品的質量、品種、數量與世界先進水平相當,優質材料的比重迅速增加,整個精密鑄件廠的生產效(xiào)率、經濟效益(yì)成倍增長;環境汙染得到有效(xiào)治理(lǐ),初步建起與環境協調一致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(gāo)的產學研結合的(de)研發和教育培訓基地,能不斷向企業輸送專業人才,不斷開發出高質量、高檔次鑄造材(cái)料新品種(zhǒng),滿足對鑄造(zào)材料日益增(zēng)長的需要,同(tóng)時逐步加大技術出口的(de)力度。
第三,要(yào)完成產業結構調整,淘汰(tài)一批(pī)技術水平低,產品質量(liàng)差,汙染嚴重,經濟(jì)效益不好的(de)小型精密(mì)鑄件廠,形成相對集(jí)中的“小型巨人”和“明星企業”,實(shí)現(xiàn)“專業化、規模化(huà)”生產。特別是要湧現(xiàn)一、兩個可與世界知名企業抗衡(héng)的骨幹企業,它們的(de)技術水平(píng)高,工藝裝備精良(liáng),資金雄厚,管理(lǐ)水平先進,能不斷向(xiàng)市場提供高檔(dàng)、優質(zhì)的鑄造(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,壯大自己,那(nà)麽(me)精密鑄(zhù)造行業定(dìng)能發揮它在鑄(zhù)造行業內的先鋒模範和帶頭(tóu)作用,帶動鑄造產業發展。