精密鑄造是獲得精準尺寸鑄件(jiàn)工藝的總稱。相對於傳統砂型(xíng)鑄造(zào)工藝,精密鑄造獲的鑄(zhù)件尺寸更加精(jīng)準,表麵光潔度更(gèng)好(hǎo)。
基(jī)本概念
它包括:熔模鑄造、陶瓷型鑄造、金屬型鑄造、壓(yā)力(lì)鑄造、消失模鑄(zhù)造。
其中較為常用的是(shì)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(zào)熔模;在熔模上重複沾耐火(huǒ)塗料與撒耐火砂工序,硬化型殼及幹(gàn)燥;再將內部的熔模溶化(huà)掉,獲得型腔;焙燒型殼(ké)以獲得足(zú)夠的強度,及(jí)燒掉殘(cán)餘的熔模材料,;澆注所需要的(de)金(jīn)屬材料;凝固冷卻,脫殼(ké)後清砂,從而獲得高精度(dù)的成品。根據產品需要或進行熱處理與冷加工和表(biǎo)麵(miàn)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(gàn))---脫蠟(蒸汽脫蠟)-------模殼焙燒--化性分析(xī)--澆注(在(zài)模殼內澆注鋼(gāng)水)----震動脫殼---
鑄件與澆棒切(qiē)割分離----磨澆(jiāo)口---初檢(毛胚檢)---拋丸清理-----機加工-----拋光---成品(pǐn)檢---入庫(kù)
鑄(zhù)造生產流程大(dà)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(yā)蠟、修蠟(là)、組樹)
壓蠟(là)---利用壓蠟機進行(háng)製作臘模
修蠟---對臘模進行修正
組樹---將臘模進行組樹
製殼包括(掛(guà)沙、掛漿(jiāng)、風幹)
澆注包括(kuò)(焙燒、化性分析也叫打光譜、澆注、震殼、切澆口、磨澆口)
後處理包括(噴砂、拋丸、修(xiū)正、酸洗)
檢驗包(bāo)括(蠟檢、初檢、中檢、成品(pǐn)檢)
陶瓷(cí)型鑄造
用陶瓷漿料製成鑄型生產鑄(zhù)件的鑄(zhù)造方法。陶瓷漿料由矽酸乙(yǐ)酯水解液和質地(dì)較純、熱穩定性較高的(de)細耐火砂如電熔石英、鋯英石、剛玉等混合而成。為使陶(táo)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外觀都與陶瓷相似,故(gù)稱(chēng)為陶瓷型(xíng)。陶瓷型鑄造是在(zài)普通砂型鑄造(zào)基礎上發展起來的一(yī)種新工藝。陶瓷型有兩種類(lèi)型:①陶瓷型全由陶瓷漿料澆灌而成。其製作過程是先將模(mó)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(qǐ)模,經高溫(wēn)焙燒即(jí)成為鑄型。②采用襯套,在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。用襯套澆灌陶瓷殼層可以節省大量(liàng)陶瓷漿料(liào),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(dá)3~5級,能達到少無切削(xuē)加工的目的。陶瓷型鑄造生產周期短(duǎn),金屬利用率高。最大鑄件可達十幾噸,主要用於鑄造大型厚(hòu)壁精密鑄件和鑄造單件小批量的衝模、鍛模、塑料模(mó)、金屬模、壓鑄模、玻璃模等各種模具(jù)。陶瓷型鑄造模具(jù)的(de)使用壽命可(kě)與(yǔ)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(de)模具低。
砂型鑄造
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(xíng)生產的。主要原因(yīn)是砂型鑄(zhù)造較之(zhī)其它鑄造方(fāng)法成本低、生產工藝簡單、生(shēng)產周期短。所以像汽車的發動機氣缸體、氣缸蓋、曲軸等鑄件都是用粘土濕(shī)型(xíng)砂工藝生產的。當濕型不能滿足要求時再考慮使用粘土砂表幹砂型、幹砂型或其它砂型(xíng)。粘土濕型砂鑄造的鑄件(jiàn)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幾十噸。
一般來講(jiǎng),對於中、大型鑄件,鑄鐵件可以用(yòng)樹脂自硬砂型、鑄鋼件可以用水玻璃砂型來生產,可以獲得(dé)尺寸精確、表麵光潔的鑄件,但(dàn)成本較高(gāo)。
當然,砂型鑄(zhù)造生(shēng)產的鑄件精度、表麵光潔度、材質的密度和金相組織、機械性能等(děng)方麵(miàn)往往較差,所以當(dāng)鑄件的這些性能要求更高(gāo)時,應(yīng)該采用其它鑄造方法,例如熔模(失蠟)鑄造、壓鑄、低(dī)壓鑄造等等。
技術要求方法適應
例如砂型鑄造,大量生產的工廠應創造條(tiáo)件采用技術先進(jìn)的(de)造型、造(zào)芯(xīn)方法。老式的震(zhèn)擊式或震壓式造(zào)型(xíng)機生產線生產率不夠(gòu)高,工人勞動強度大,噪聲大,不適應大量生產(chǎn)的要求,應逐步加以改造。對於小(xiǎo)型鑄件,可以采用(yòng)水平分型或垂直分型的無箱高壓造型機生產線、實型(xíng)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(chǎn)線、氣衝造型線,以適應快速、高精度造型生產線(xiàn)的要求,造芯方法可選用:冷(lěng)芯盒、熱芯盒、殼芯等高效製芯方法。
中等批量的(de)大型鑄件可以考(kǎo)慮應(yīng)用樹脂自硬砂造型和造芯。
單件小批生產的(de)重型(xíng)鑄(zhù)件,手工(gōng)造型仍是重要的方法,手工造型能適(shì)應各(gè)種複雜(zá)的要求比較靈活,不要求很多工藝裝備。可以(yǐ)應用水玻璃砂型、VRH法水玻璃(lí)砂型、有機酯水玻璃自硬砂型、粘土(tǔ)幹型、樹脂自硬砂型及水泥砂型等;對於單件生產的重(chóng)型(xíng)鑄件,采用(yòng)地坑造(zào)型法(fǎ)成本低(dī),投產快。批量生產或長期生產的定(dìng)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,但可從節約造型工時、提高產品質量(liàng)方麵得到補(bǔ)償。
低壓鑄造、壓鑄、離心(xīn)鑄造(zào)等鑄造方法,因(yīn)設備和模具的價格昂貴,所以(yǐ)隻適合批量生產。
條件方法應適(shì)合
例如同樣是生產大型機床床身等鑄件,一般采用組芯造(zào)型法,不製作模樣和砂箱,在地坑中組芯;而另外的工廠則采用砂箱造型法,製作模樣。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(gāi)根據這些(xiē)條件(jiàn)考慮適合做什麽產品和不適合(或不能)做什(shí)麽產品。
精度(dù)要求和成本
各種鑄造方法所獲得的鑄件精度不同,初投資和生產率也不一致,最(zuì)終的經濟效益也有差異。因此,要做到多、快(kuài)、好、省,就應當兼顧到各個方麵。應對所選用(yòng)的鑄(zhù)造方法進行(háng)初步的(de)成本估算,以(yǐ)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(fā)展處在一個比較困難的時期,但是,從長遠(yuǎn)的角度來看,我國的精密鑄(zhù)造產業發展還是有一定的希望,市(shì)場需求已經慢慢的開始回暖,而且加上我國鑄造產業發展擁(yōng)有(yǒu)的雄厚實力,相信我國的鑄造產業產業一定會取得喜人的成績。
專家表示,要從根本上(shàng)提高(gāo)鑄造技術水平(píng)就必須做到(dào)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(chéng)品率。規律性的問題(tí)掌握得還不是很好,從而影響批量生產中的(de)成品率。第二,產學研結合。企業的自(zì)主創新除了(le)創新意識的增強和研發能力的提升外,還需(xū)要重視和加強以精密鑄造企業為主體的“產、學、研”相結合。第(dì)三,重視材料研發。材料是工業的基礎,當前還有很(hěn)多工作要(yào)做。在航空航天領域,合金材料尤其是高(gāo)溫合金(jīn)等一些新型材料的研究、熔煉(liàn)技術還有待改進,與國外差距還較大。第(dì)四,注重裝備技術的提升。工藝(yì)上主要還是設備(bèi)的問題,很(hěn)多關鍵設備,如一些定向凝(níng)固設備主要還(hái)是依(yī)靠進口,因此精密鑄造設備(bèi)的研發仍是重點。
產業發展
我國鑄造(zào)產業在技術(shù)、質量及價格上,相對於東南亞及中東等國家,都占有很大的優勢,出口前(qián)景非(fēi)常喜人(rén)。而外資企業進入我國,其鑄造的(de)返銷及出口也將成為我(wǒ)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(jiàn)完善和質量的提高(gāo),不僅可以減少(shǎo)鑄造的進口(kǒu),而且有可能逐步開拓出口?場,向國外(wài)出口更多的鑄造產(chǎn)品(pǐn)。“十二五(wǔ)”期間,鑄造進口在短期內將繼(jì)續保持持續增長的勢頭,鑄造(zào)出(chū)口將會有很大的發展。
據悉,經濟(jì)全(quán)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(jí)製品的生產製造任務(wù)。另一方麵,由(yóu)於鑄造同仁的不懈努力,我國鑄造模具製作水(shuǐ)平和能力業有了很大的提高,鑄造質量與(yǔ)先進工業國家差距逐步縮(suō)小(xiǎo),價格低廉促使國外采購量劇增,巨(jù)大的海外鑄(zhù)造市場的需求對我國鑄造產業的興旺(wàng)起著很大的推(tuī)動作用。
產業要求
精密鑄造是世界(jiè)鑄造行業的領頭羊,作為鑄造行業在高新領域的代(dài)表(biǎo),精密鑄造必須(xū)要發揮它的模範作用(yòng)和帶頭作用,但是精(jīng)密鑄造要發揮這兩大(dà)作用的前提是強大自身,因此我國的(de)精密鑄造應該被優先的發展起來,發展(zhǎn)需要既定的方針和發展的目標,精密鑄造(zào)行業的發展目標是(shì)以下幾個方麵:
第一(yī),完成在增長方式(shì)上由勞動、資源密集型向技術資本密(mì)集型的(de)轉變,由粗放汙染型向綠色集約型轉變,產品的質(zhì)量、品(pǐn)種、數量與(yǔ)世界先進水平(píng)相當,優質(zhì)材料的比重迅速增加,整個精密(mì)鑄件廠的生產效率、經濟效(xiào)益成倍增長;環境汙染(rǎn)得到有效治理,初步(bù)建起與環境協調(diào)一致的中國鑄(zhù)造材料產業係(xì)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(dì),能不斷向企業輸送專業人才,不斷開發出高質量、高檔次鑄造材料新品種,滿足對鑄造材料日益增長的需要,同時(shí)逐步加大(dà)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,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(jù)人”和“明星企業”,實現“專(zhuān)業化、規模(mó)化”生產。特別是要湧現一、兩個(gè)可與世界知名(míng)企業抗衡的骨幹企業,它們的技術水平高,工藝裝備精良(liáng),資金雄厚,管(guǎn)理水平先進,能不斷向市場提供高檔、優質的鑄造材品,市場占有率高。
精密鑄造行業若能達到以上的發展(zhǎn)目標,壯(zhuàng)大自己,那(nà)麽(me)精密鑄造行業定能發揮(huī)它在鑄造行業內的先鋒模範和帶頭作(zuò)用,帶動鑄造產業發展。