精密鑄造是獲得精準尺寸鑄件工藝的總稱。相對於傳統砂型鑄造(zào)工藝,精密鑄造獲的鑄件尺寸更加精準,表麵光潔度(dù)更好。
基本概(gài)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。
其中較為常用的是熔模鑄造,也稱失蠟鑄(zhù)造:選用適宜的熔(róng)模材料(如石蠟(là))製(zhì)造(zào)熔模;在熔(róng)模上(shàng)重複沾(zhān)耐火塗料與撒耐火砂工(gōng)序,硬化型殼及幹燥;再將內部的熔模溶化掉,獲得型腔;焙燒型殼以獲得足夠的強(qiáng)度,及燒掉殘(cán)餘(yú)的熔模材料,;澆注所需要的金屬材(cái)料;凝固冷卻,脫殼後清砂,從而獲(huò)得高(gāo)精度的成品。根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(shè)蠟製蠟模)---修蠟----蠟檢----組樹(臘模組樹)---製殼(先沾漿、淋沙、再沾漿、最後模
殼風幹)---脫蠟(蒸汽(qì)脫蠟)-------模殼焙燒--化性分析--澆注(zhù)(在模殼內澆注鋼水)----震動脫殼---
鑄件與澆(jiāo)棒(bàng)切割分離----磨(mó)澆口---初檢(毛胚檢)---拋丸清理-----機(jī)加工-----拋光---成(chéng)品檢---入庫
鑄造(zào)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(zhù)、後處理、檢(jiǎn)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---對臘模進行修正
組樹---將臘模進行(háng)組樹
製殼包括(掛沙、掛漿、風幹)
澆(jiāo)注包括(焙燒、化性分析也叫打光譜、澆注、震殼、切澆口、磨澆口)
後(hòu)處理包括(噴砂、拋丸、修正、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(jiāng)料製成鑄型生產鑄件(jiàn)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火砂如(rú)電熔石英、鋯英石、剛玉等混合而成。為使陶瓷漿料在短時間內結膠,常加入氫氧(yǎng)化鈣或(huò)氧化鎂作為催化劑。由於使用的耐火材料成(chéng)分及其外觀都與陶瓷相似,故稱為陶瓷(cí)型。陶瓷型鑄造是在普通砂型鑄造基(jī)礎上發(fā)展起來的一種新(xīn)工藝。陶瓷型有兩(liǎng)種類型:①陶瓷型(xíng)全(quán)由陶瓷漿料澆灌而成。其製作過程是先將(jiāng)模樣固定於型(xíng)板上,外套砂箱,再將調好的(de)陶瓷漿料倒入砂(shā)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(zài)襯套和模樣之(zhī)間的空隙澆灌陶瓷漿(jiāng)料製造(zào)鑄(zhù)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(jiē)省大量陶瓷漿料(liào),在生產中應用較多。陶瓷(cí)型鑄(zhù)件表麵粗(cū)糙度可(kě)達Ra10~1.25微米,尺寸精度高達(dá)3~5級(jí),能達到少無切削加(jiā)工的目(mù)的。陶瓷(cí)型鑄造(zào)生產周期短,金屬利用率高。最大鑄件可(kě)達十幾噸,主要用於鑄(zhù)造大型厚壁精密鑄件和鑄造單件小批量的衝模、鍛(duàn)模、塑料模、金屬模、壓(yā)鑄模、玻璃模等(děng)各種模具。陶瓷(cí)型鑄造模具的使用壽(shòu)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(bǐ)用機(jī)械加工方法製成的模具低。
砂型鑄造
在全部鑄件產量中,60~70%的(de)鑄件是用砂型生產(chǎn)的(de),而且其(qí)中70%左右是用粘土砂型(xíng)生產的。主要原因是(shì)砂型鑄造較之其它鑄造方法成(chéng)本低、生產工藝簡單、生產周(zhōu)期短。所以像汽車的發動機氣(qì)缸體、氣缸(gāng)蓋、曲軸等(děng)鑄件都是用粘土濕型砂工藝生產(chǎn)的。當濕型不能滿足要求時再考慮使用粘土砂表幹砂型、幹砂型或其(qí)它砂(shā)型。粘土濕型砂鑄造的鑄件重量(liàng)可從幾公斤直到(dào)幾十公斤,而粘土幹型生(shēng)產的鑄件可重達幾十噸。
一般(bān)來(lái)講,對於中、大型鑄件,鑄鐵(tiě)件可以(yǐ)用樹脂自(zì)硬砂型(xíng)、鑄鋼件可以用水玻璃砂型來生產,可以獲得尺寸精確、表麵光潔的鑄(zhù)件,但成本較高。
當然,砂(shā)型鑄造(zào)生產的鑄件精度(dù)、表麵光潔度、材質的密度和金相組織(zhī)、機械(xiè)性能等(děng)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(fāng)法,例如熔模(失蠟)鑄造、壓鑄、低壓鑄造等等。
技(jì)術要求方法適(shì)應
例如(rú)砂型鑄造,大(dà)量生產的工廠應創(chuàng)造條件采用技術先(xiān)進的造型、造芯方法(fǎ)。老式(shì)的震擊式或震壓式造型機生(shēng)產(chǎn)線(xiàn)生產率不夠高,工人勞動強度大,噪聲大,不適應大量生(shēng)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(zào)型機生產線、實(shí)型造型生產(chǎn)效率又高,占地麵積也少;對於中件可選用各種有箱高壓(yā)造型機生產線、氣衝造(zào)型線,以適應快速、高精度造型生產(chǎn)線的要求,造芯方法(fǎ)可選用:冷芯盒、熱芯(xīn)盒、殼芯(xīn)等高效製芯方法。
中等批(pī)量的大型鑄件可以考慮應用(yòng)樹脂自硬砂造型和造芯。
單件(jiàn)小批生產的重型鑄件,手工造型仍是重要的方法,手工造型能適應(yīng)各種複雜的要求比較(jiào)靈活(huó),不要求很多工藝裝備(bèi)。可以應用水玻璃砂(shā)型、VRH法水玻璃砂型、有機酯水玻璃自硬(yìng)砂型、粘(zhān)土幹型、樹脂自硬砂型及水泥砂型等;對於單件生產的重型(xíng)鑄(zhù)件,采用地坑造型法成本低,投產快。批量生產或長期生產的(de)定型產品采用多(duō)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(dàn)可從節約造型工時、提高產(chǎn)品(pǐn)質量方麵得到補償。
低壓鑄(zhù)造、壓鑄、離心(xīn)鑄造等鑄造方法,因設備和模(mó)具的價格昂貴,所以隻適合批量生(shēng)產。
條(tiáo)件方法應適合
例如同(tóng)樣是生產大型(xíng)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;而另外的工(gōng)廠則采用(yòng)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)、生產習(xí)慣、所積(jī)累的經驗各不一樣,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(pǐn)。
精度(dù)要求和成本
各種鑄造方法所獲得的鑄件精度不(bú)同,初投資和生產(chǎn)率也不一致,最終的(de)經濟效益也有差異。因(yīn)此,要做到多、快、好、省,就應當兼顧到各個方麵。應對所選用的鑄造方法進行初步的成本估算,以確定經濟效益高又能保證鑄件要求的鑄造方法。
雖然我國的鑄造產業發展處在一個比較困難的時期,但是(shì),從長遠的角度來看,我國(guó)的精密鑄造產業發展還是有一定的希望,市場需求已經慢慢的開始回暖,而且(qiě)加上(shàng)我國鑄(zhù)造產業發展擁有的雄厚實力,相信我(wǒ)國的鑄造產業產業一定會取得喜人(rén)的成績。
專家表示(shì),要從根本上提高鑄造(zào)技術(shù)水平就必須(xū)做到以下四點:第一,發展模擬技術,提高預測的(de)準確性,加強工藝控製,提高(gāo)成品率(lǜ)。規律性(xìng)的(de)問題掌握(wò)得還不是很好,從而(ér)影響批量生產中的成品率。第二,產學研結合。企(qǐ)業的自主創新除了創新意(yì)識的增強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(zhǔ)體的“產、學、研”相結合。第三,重視(shì)材料研發。材料是工業的基礎,當前還有很(hěn)多工作要做。在航空(kōng)航(háng)天領(lǐng)域,合金材料尤其是高溫合金等一些新型材料的(de)研究、熔(róng)煉技(jì)術還有待改進,與國外差距還較大。第四,注重裝備技術的提升。工藝上主要還是設備的問題,很多關鍵設備,如(rú)一些定向凝固設備主要(yào)還是依靠進口,因此(cǐ)精密鑄造設(shè)備的研發仍是重點。
產業發展
我國鑄(zhù)造產業(yè)在技術、質量及價格上,相對於(yú)東南亞及中東等國家(jiā),都占(zhàn)有很大的(de)優勢,出口前(qián)景非常喜人。而外資(zī)企(qǐ)業進(jìn)入我國,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高,不僅可以減少鑄造的進口,而且(qiě)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,鑄造進口在短期內將(jiāng)繼續保持持續增長的勢頭,鑄造(zào)出口將會有很大的發展。
據悉(xī),經濟全球化(huà)浪潮中,產業發展過程的國際分工正在(zài)逐漸形成,基於成本的壓力,外商大量的在我國采購鑄造件(jiàn),甚至還在(zài)我國設立精密鑄造生產基地,可以預(yù)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(zhì)品的生產製造任務。另一方麵,由於鑄造同(tóng)仁的(de)不懈努力,我國鑄造模(mó)具製作水平和能力業有了很(hěn)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(cù)使國外采購量劇增,巨大(dà)的海外鑄造(zào)市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(shì)世界鑄造行業的(de)領頭羊(yáng),作為鑄造(zào)行業在高新(xīn)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,但是精密鑄造要發揮這兩大(dà)作用的前提是強大(dà)自身,因此我國的精密鑄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,精密鑄造行業的發展目標是以下幾個方麵:
第一,完成在增長(zhǎng)方(fāng)式上由勞動、資源密集型(xíng)向技術資本密集型的轉變,由粗放(fàng)汙染型向綠色集(jí)約型轉變(biàn),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率、經濟效益成(chéng)倍增長(zhǎng);環境汙染得到有效(xiào)治理,初步建起與環境(jìng)協調一致的中國鑄造材料產業係統。
第(dì)二,形成一些(xiē)結構合理、整體水平高的(de)產學研結合(hé)的研發和教育(yù)培訓(xùn)基地(dì),能不斷向企業輸送專業人才,不斷開發出高質量、高檔次鑄造材料(liào)新品(pǐn)種,滿足對鑄造材料日益增長的需(xū)要,同時逐步(bù)加大技術出口的力度。
第三,要完成產業結構調整,淘汰一(yī)批技術水平低,產品質量差(chà),汙(wū)染嚴重,經濟(jì)效益不好的小型精密鑄件廠,形成相對集中的“小(xiǎo)型巨人”和“明星企業(yè)”,實現“專業化、規模化”生產。特別是要(yào)湧現一(yī)、兩個可與世(shì)界知名企業抗衡的骨幹企(qǐ)業,它們的技術水平高,工藝裝(zhuāng)備(bèi)精(jīng)良,資金雄(xióng)厚,管(guǎn)理(lǐ)水平先(xiān)進,能(néng)不斷向市場提供高檔、優質的(de)鑄造材品,市場占有率高。
精(jīng)密鑄造行業(yè)若能達到以上的發展目標,壯大自己,那麽精密鑄造行(háng)業定能(néng)發揮它在鑄造行業內的(de)先鋒模範(fàn)和帶頭作用,帶動鑄造產業發展。