精密鑄(zhù)造是獲得精(jīng)準尺(chǐ)寸鑄件工藝的總稱。相對於(yú)傳統(tǒng)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(gèng)好。
基本概念(niàn)
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(cháng)用的是(shì)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(róng)模上(shàng)重(chóng)複沾耐火塗料(liào)與撒耐火砂工序,硬化型(xíng)殼及幹燥;再將(jiāng)內部的熔模溶化(huà)掉(diào),獲得型腔;焙燒型殼以獲得足夠的強度,及燒掉(diào)殘餘的熔模材料(liào),;澆注所需要的金屬材料;凝固(gù)冷(lěng)卻,脫殼後清砂,從(cóng)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(ké)(先沾漿、淋(lín)沙、再沾漿、最後模(mó)
殼(ké)風幹)---脫蠟(蒸汽脫(tuō)蠟)-------模殼焙(bèi)燒--化性(xìng)分析--澆注(在模殼內澆注鋼水)----震動脫殼---
鑄件與澆棒切割分離----磨澆口---初檢(毛胚檢)---拋丸清理-----機加工-----拋光(guāng)---成品檢---入庫
鑄造生產流程(chéng)大體就是這樣總的來說可以分為壓蠟、製殼、澆注、後處理、檢驗
壓(yā)蠟包括(壓蠟、修蠟、組樹)
壓蠟---利用壓蠟機進行製作(zuò)臘模
修蠟---對臘模進行修正
組樹---將臘模進行組樹
製殼包括(掛沙、掛漿、風幹)
澆(jiāo)注包括(焙燒、化性分析也叫(jiào)打(dǎ)光譜、澆注、震殼、切(qiē)澆口、磨澆口)
後處理包括(噴砂、拋丸、修正(zhèng)、酸洗)
檢驗包括(蠟檢(jiǎn)、初檢、中檢、成品檢)
陶瓷型鑄造
用陶瓷漿料(liào)製成鑄型生產鑄(zhù)件的鑄造方法。陶瓷漿料由矽酸乙酯(zhǐ)水解液和質地較純、熱穩定性較高的細耐火砂如電熔石英、鋯英石、剛(gāng)玉等混合而成。為使陶瓷漿料在短時間內結(jié)膠,常加入氫氧(yǎng)化鈣或氧化鎂作為(wéi)催(cuī)化劑。由於使用的耐火材料成分及其外觀都與陶瓷相似,故稱為陶瓷型。陶(táo)瓷型鑄造(zào)是在普通砂型鑄造基(jī)礎上發展起來的一種新工藝。陶瓷型(xíng)有兩(liǎng)種類型:①陶瓷型全(quán)由陶瓷漿料澆灌而成。其製(zhì)作過(guò)程是(shì)先將模樣固定於型板(bǎn)上,外套砂箱,再將調好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(chéng)為(wéi)鑄型。②采用襯(chèn)套,在(zài)襯套和模樣之間的空隙澆灌陶瓷漿料製造鑄型。襯套可用砂型,也可用金屬型。用襯套(tào)澆灌陶瓷殼層可以節省大量陶瓷漿(jiāng)料,在生產中應(yīng)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,能達(dá)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。最大鑄件可達十幾噸,主要用於鑄造(zào)大型厚壁精密鑄件和鑄(zhù)造(zào)單件小批量的衝模、鍛模、塑料模、金屬模、壓鑄模、玻璃模(mó)等各種模具。陶瓷型鑄造模具的(de)使用壽命可與用(yòng)機械加工方(fāng)法製成(chéng)的模具相媲美,而製(zhì)造成本則比用機械加工方法製成的模具低。
砂型鑄(zhù)造(zào)
在(zài)全部鑄件產量中,60~70%的鑄件是用砂型生產的,而且其中70%左右(yòu)是用粘土砂型生產(chǎn)的(de)。主要原因是砂型(xíng)鑄造較之其它鑄造方法(fǎ)成本低(dī)、生產工藝簡單、生產周期短。所以像汽車的發動機(jī)氣缸(gāng)體、氣缸蓋、曲軸等鑄件(jiàn)都是(shì)用粘土(tǔ)濕型砂工藝生產的。當濕型不能滿足要(yào)求時再考慮使用粘土砂表幹砂(shā)型、幹砂型或其它砂型。粘土濕型砂鑄(zhù)造的鑄件重量可從幾公斤(jīn)直到幾十公斤,而粘土幹型生產的鑄件可重達幾十(shí)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(kě)以用水玻璃砂型來(lái)生(shēng)產,可以獲得尺寸精確、表麵光潔的鑄件,但成本較高。
當然,砂型鑄造生產的鑄件(jiàn)精度、表麵光潔度、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(zhù)件的這(zhè)些性能要(yào)求更高時,應(yīng)該采用其它鑄造方法,例如熔模(mó)(失蠟)鑄造、壓鑄、低壓鑄(zhù)造等等。
技術要求方法適應
例如砂型鑄造,大量生產的工廠應創(chuàng)造條件采用(yòng)技術先進的造型、造芯(xīn)方(fāng)法(fǎ)。老式的震擊式或震壓式造型機生產(chǎn)線(xiàn)生產率不夠高(gāo),工人(rén)勞動強度大(dà),噪聲大,不適應大量生產的要求,應逐步加(jiā)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,占地麵積也少;對於中件可選用各種有箱(xiāng)高壓造型機生(shēng)產線、氣衝造型(xíng)線,以適應快速、高精度造型生產(chǎn)線的要求(qiú),造芯方(fāng)法可選用:冷芯盒、熱芯盒、殼芯等(děng)高效製芯方(fāng)法。
中等批量的大型鑄件(jiàn)可以(yǐ)考慮應用(yòng)樹脂自硬砂造型和造芯。
單件小批(pī)生產的重型(xíng)鑄件,手工造型仍是重要的方法,手工造型能適應各種複雜(zá)的要求比較靈活,不要求很多工藝裝備。可以應用水(shuǐ)玻(bō)璃砂型(xíng)、VRH法水玻(bō)璃砂型、有機酯水玻璃自硬砂型、粘土幹型、樹脂自硬砂型及(jí)水泥砂型等;對於單件生產(chǎn)的重型鑄件,采用地坑造型法(fǎ)成本低,投產快。批量生產或長期生產的(de)定型產品(pǐn)采用多箱造型、劈箱造型法比較適宜,雖然模具、砂箱等開始投資高,但可從節約(yuē)造型工時、提高(gāo)產品質量方麵(miàn)得到補償。
低(dī)壓鑄造、壓鑄、離心鑄造等鑄造方法,因設備(bèi)和模具(jù)的價格昂貴(guì),所(suǒ)以隻適合批量生產。
條(tiáo)件方(fāng)法應(yīng)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,不製作(zuò)模樣和砂箱(xiāng),在地坑中組芯;而另(lìng)外的工廠則采用(yòng)砂箱(xiāng)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(sù)質等)、生(shēng)產習慣、所積累的經驗各不一樣,應該根據這些條件考慮適合做什麽產(chǎn)品和不適合(hé)(或不能)做什麽產品(pǐn)。
精度要求(qiú)和成本
各(gè)種鑄造方法所獲得的鑄件精度不同,初投資和生產率也(yě)不一致,最終的(de)經(jīng)濟效益(yì)也(yě)有差異。因此,要做到多、快、好、省,就(jiù)應當兼顧到各個方麵。應對所選用的(de)鑄造方(fāng)法進行初步的成本估算,以確定經濟效(xiào)益高又能保證鑄件要(yào)求的鑄造方法。
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(cóng)長遠的角度來(lái)看,我國的精密鑄造產業發展還是有(yǒu)一定的希望,市場需求已經慢慢的開始回暖,而(ér)且加上我國鑄造(zào)產(chǎn)業發展擁有的雄厚(hòu)實力,相(xiàng)信我國的鑄造產業產業一定會取得喜人的成績。
專家表(biǎo)示,要從(cóng)根本上提高鑄造技術(shù)水平就必須做到以下四點:第一,發展模擬技術,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(dé)還不是很好,從而影響批量生產中的成品率。第(dì)二,產學研結合。企業的自主創新除了創新意識的增強(qiáng)和研發能力的提升外,還需要重視和加強以精密鑄造企業為主體的“產、學(xué)、研”相結合。第三,重視(shì)材料研發。材料是工(gōng)業(yè)的基礎,當前還(hái)有很(hěn)多工作要做。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(de)研究、熔煉技(jì)術還有待改進(jìn),與國外(wài)差距還較大。第四,注重裝備技術的提升。工藝上主要還是設備的問題,很多關鍵(jiàn)設備,如(rú)一些定向凝(níng)固設備主要還是依靠進口,因此精密鑄造(zào)設備的研發仍是重點。
產業(yè)發展
我(wǒ)國鑄造產業在技術、質量及價格上,相對(duì)於東(dōng)南亞及(jí)中東等國家,都占有很大的優勢,出口前景非(fēi)常(cháng)喜(xǐ)人。而外資企業進入我國,其(qí)鑄造的返銷及出口也將成為我國鑄造出口(kǒu)的重要組成部分。由於我國鑄造生產成本大大低於國外(wài),而隨著鑄造技術的逐漸完善和質量的提高,不僅可以(yǐ)減少鑄(zhù)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,鑄造進口在短期內(nèi)將繼(jì)續保持持續增長的勢頭,鑄造出口將會有很大的發展(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(chéng),基於成本的壓力,外商大量的在我國采購鑄造件,甚至還在我國設立精密鑄造生產基地,可以預見,未來(lái)一段時(shí)間內,我國仍會承擔著國際有色金屬鑄件及製品的生產製造任務。另一方麵(miàn),由於鑄造同仁的不(bú)懈努力,我國鑄造模具製作水平和能(néng)力業有了很大的提高,鑄造(zào)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,巨大的海外鑄造市場的需求對我國鑄造產(chǎn)業的興(xìng)旺起著很大的推動作用。
產業(yè)要求
精密鑄造(zào)是世界鑄造行業的領頭(tóu)羊,作為鑄造行業在高新領(lǐng)域的代表,精密鑄造必須要發揮它的模(mó)範作用和帶頭作用,但(dàn)是(shì)精密鑄造要發揮這兩大作用的前提是強大自身,因此(cǐ)我國(guó)的精密(mì)鑄造應該被優(yōu)先的發(fā)展起來(lái),發展需要既定的方針和發展的目標(biāo),精密鑄造行業的發展目標是以下幾個方麵:
第一,完成在增長方(fāng)式上由勞動、資源密集型向技術(shù)資本密集型的轉變,由粗放(fàng)汙染型向綠色集約型轉變(biàn),產品的質量、品種、數量與世界先進水平相當,優(yōu)質(zhì)材料的比重(chóng)迅速增加,整個(gè)精密鑄件(jiàn)廠(chǎng)的生產效率、經濟效益成倍增長;環境汙染得到有效治理,初步建起與環(huán)境協調一致的中國鑄造(zào)材料產業係統。
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,能不斷向企業輸送(sòng)專業人才(cái),不(bú)斷開發出高質量(liàng)、高檔次鑄(zhù)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(gòu)調(diào)整,淘汰一批技術水平低,產(chǎn)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“明星企業”,實現“專業(yè)化、規模化”生產。特別是要湧現一、兩個可與世界知(zhī)名企(qǐ)業抗衡的骨幹企業,它們的(de)技(jì)術水平高,工藝裝(zhuāng)備精良,資金雄厚,管理水平先(xiān)進,能不斷向市場提供高檔、優質的鑄造材品,市場占有率高。
精密鑄造行業(yè)若能達到以上的發展目標,壯(zhuàng)大自己,那麽精密鑄(zhù)造行業定能發揮(huī)它在鑄造(zào)行業內的先(xiān)鋒模範和帶頭作用,帶動(dòng)鑄造產業發展。