精密鑄造(zào)是獲得精準尺寸鑄件工藝的總稱。相對於傳統砂型鑄造工藝,精密鑄造獲的鑄件尺寸更加精準,表麵光潔度更好。
基本概念
它包括:熔模(mó)鑄造、陶瓷型(xíng)鑄造、金屬型鑄造、壓力(lì)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(zhù)造:選用適宜的熔模材料(liào)(如石蠟)製造熔模;在(zài)熔模(mó)上重複沾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;焙燒型殼以獲得足夠的強度,及燒掉殘餘的熔模材料,;澆注所需要的金屬材(cái)料;凝固冷卻,脫(tuō)殼後清砂,從而獲得高精度的成品。根據產品需要(yào)或進行(háng)熱處理(lǐ)與冷加(jiā)工和表麵處理。
工藝流程
壓(yā)蠟(射蠟製蠟模(mó))---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(tuō)蠟(蒸(zhēng)汽脫蠟)-------模殼焙燒(shāo)--化(huà)性分析--澆注(在模(mó)殼內澆注(zhù)鋼水)----震動脫殼---
鑄件與(yǔ)澆棒切割分離----磨澆口---初檢(毛(máo)胚(pēi)檢)---拋丸清理-----機加工-----拋光---成品檢---入庫
鑄造生產流程大(dà)體(tǐ)就是這樣總的來說可以分為壓蠟(là)、製殼、澆注、後處(chù)理、檢驗(yàn)
壓蠟包括(壓蠟、修蠟、組樹)
壓蠟---利用壓蠟機進行製(zhì)作臘(là)模
修(xiū)蠟---對臘模進行修正(zhèng)
組樹---將臘模(mó)進行組樹
製殼包(bāo)括(掛沙、掛漿、風幹)
澆(jiāo)注包(bāo)括(焙燒、化(huà)性分析也叫打光譜、澆注、震殼、切澆口、磨澆口)
後處理包(bāo)括(噴砂、拋丸(wán)、修正、酸洗)
檢驗包括(蠟檢、初檢、中檢、成品(pǐn)檢)
陶瓷型(xíng)鑄造
用陶瓷漿料製成鑄型生產鑄件的鑄(zhù)造方法。陶瓷漿料由矽酸乙酯水解液和質地較純、熱(rè)穩定性較高的細耐火(huǒ)砂(shā)如電熔石英、鋯英石、剛玉(yù)等(děng)混合而成。為使陶瓷漿料在短時(shí)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,故稱為陶瓷型。陶瓷(cí)型鑄造(zào)是(shì)在普通砂型鑄造基礎上發展起來的一種新工藝。陶瓷(cí)型有兩種類(lèi)型(xíng):①陶瓷型全由陶瓷漿料澆(jiāo)灌而成。其製(zhì)作過程是先將模樣(yàng)固定於型板上,外套砂箱(xiāng),再將調好的陶瓷漿料倒入砂箱,待(dài)結膠硬化後起(qǐ)模,經高溫焙燒即成為鑄型。②采用襯(chèn)套,在(zài)襯套和模樣之間的空隙(xì)澆灌陶瓷漿料製造(zào)鑄型。襯套可用砂型,也可用金屬型。用襯(chèn)套澆灌陶瓷殼(ké)層(céng)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(miàn)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(wú)切削加工的目的。陶瓷型鑄造生產周期短,金屬利用率高。最大鑄件可達十(shí)幾噸,主要用於鑄造大型厚壁精密鑄件和鑄造單件小批量的衝模、鍛(duàn)模(mó)、塑料模、金(jīn)屬模、壓鑄模、玻璃模等各種模具。陶瓷型鑄(zhù)造(zào)模具的使用(yòng)壽命可與用機械加(jiā)工方(fāng)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(dī)。
砂(shā)型鑄造(zào)
在全部鑄件產量中,60~70%的鑄件是用砂型生產的(de),而且(qiě)其中70%左(zuǒ)右是用粘土砂(shā)型生產的。主要原因是砂型鑄造較之其它鑄造方法成本低、生產工藝簡單、生產周期短。所以像汽車的發動機氣缸(gāng)體、氣缸(gāng)蓋、曲軸(zhóu)等鑄件都是(shì)用粘土濕型砂工藝生產的。當濕型不能滿足要(yào)求時再考慮使用粘土砂表幹砂型、幹砂(shā)型或其它砂型。粘土濕型砂(shā)鑄造的鑄件重量可從幾公斤(jīn)直到幾十公斤,而粘(zhān)土(tǔ)幹(gàn)型生產的(de)鑄件(jiàn)可重(chóng)達幾十噸。
一般來講,對於中、大型鑄件,鑄鐵件可以用樹脂(zhī)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(què)、表麵光潔的鑄件,但成本(běn)較高。
當然,砂型鑄造生產的鑄件精度、表麵光潔度、材質的密度和金相組織、機械(xiè)性(xìng)能等方麵往往較差(chà),所(suǒ)以當鑄件的這些性能要求更高時(shí),應該采用其它鑄造方法,例如熔模(失蠟)鑄造、壓鑄(zhù)、低壓鑄(zhù)造等等。
技術要求方(fāng)法適應
例如砂型鑄造,大量生產的工廠應創造條件采用技術先(xiān)進的造型、造芯方(fāng)法。老式的震擊式或震壓(yā)式造型機生(shēng)產線生產(chǎn)率不夠高,工人勞動強(qiáng)度大,噪聲大,不適應大量(liàng)生產的要(yào)求,應逐步加以改造。對於小型鑄件,可以采用水平分型或垂(chuí)直分型的無箱高壓造型機生產線、實型造型(xíng)生產效率又高,占地麵積也少;對於中件可選用各種有箱高壓造型機生產線、氣衝造型線,以適應快速、高精度造型生產線的要求,造芯方法可選用(yòng):冷芯盒、熱芯(xīn)盒、殼芯等高效製芯方法。
中等批量的大型(xíng)鑄件可以(yǐ)考慮應用樹(shù)脂自硬砂造型和造芯。
單件小(xiǎo)批生產的重型鑄件,手工造型仍是重要(yào)的方法,手工造型能適應各(gè)種複(fù)雜的要求比較靈活,不要(yào)求很多工藝裝備。可以應用水玻璃砂型、VRH法水玻璃砂型(xíng)、有機酯水玻璃自(zì)硬砂型(xíng)、粘土幹型、樹脂(zhī)自硬(yìng)砂型及水泥砂型等;對於單件生產的重型鑄件,采用地坑造型法成本低(dī),投(tóu)產(chǎn)快。批量生產或長期生產的定型產品采用多箱造型、劈箱造型法比較適(shì)宜,雖然模具(jù)、砂箱等開始投資高,但可從節約造型工時、提高產品質量方麵得到補(bǔ)償。
低壓鑄造、壓鑄、離心鑄造等鑄造(zào)方法,因設備和模具的價格昂貴,所以隻適合(hé)批量生產。
條件(jiàn)方法應適合
例如同樣是生產大型機床床身等鑄件,一般采(cǎi)用組芯(xīn)造型法,不製作模樣(yàng)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。不同的企業生產條件(包括設備、場(chǎng)地、員工素質等)、生產習慣、所積累的經驗各不一樣,應(yīng)該(gāi)根據這些條件考慮適合做什麽(me)產品和不適合(或不能)做什麽產品。
精度要求(qiú)和成本
各種鑄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(zhì),最終的經濟效益也有差異。因此,要做到多、快、好、省,就應當兼(jiān)顧到(dào)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(zhèng)鑄件要(yào)求的鑄造方法。
雖然我國(guó)的鑄造產業(yè)發展處在一個比較困難的時期,但是,從長遠的角度來看,我國的精密(mì)鑄造產業發展還是有一定的希望,市(shì)場(chǎng)需求已經慢慢的開始回暖,而且加上我國(guó)鑄造產業發展擁有的雄厚實(shí)力(lì),相信我國的(de)鑄造產業(yè)產業一定(dìng)會(huì)取得喜人的成績。
專家表示,要從根本上提高鑄造技術水平就必須做到以下四點:第一,發展模擬技術,提(tí)高預(yù)測的(de)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,從而影響(xiǎng)批(pī)量生產中的成品率。第二,產學研結合。企業的自主創新除了創新意識的增強和研發(fā)能力的提升外,還需要重視和加強以精密鑄造企業為(wéi)主體的“產、學(xué)、研”相結合。第(dì)三,重視材料研發。材料是工(gōng)業的基(jī)礎,當前還有很多(duō)工作要做。在(zài)航空航天領域,合金材料尤其是高溫合金等一些新型材料(liào)的研究、熔煉技術還有待改進,與國外(wài)差距還(hái)較大。第四(sì),注(zhù)重裝備技術的(de)提升。工藝上主要還是設備的問題,很多關鍵設備,如一些定向凝固設備主要還是依靠進口,因此精密鑄(zhù)造(zào)設備的研發(fā)仍是重點。
產業發展
我(wǒ)國鑄造產業在技術、質(zhì)量及價格上,相對於東(dōng)南亞及中(zhōng)東等國家,都(dōu)占有很大的優勢,出口前景非常喜人(rén)。而外資企業進入(rù)我國,其鑄造的(de)返銷及出口(kǒu)也將成為我國鑄造出(chū)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(ér)隨著鑄造技術的逐漸完善和質量(liàng)的(de)提高(gāo),不僅(jǐn)可以減少鑄造的進口(kǒu),而(ér)且有(yǒu)可能逐步開拓出口?場,向國外出口更多的(de)鑄造產品。“十二五”期間,鑄造(zào)進口在短期內將繼續保持持續增長的勢頭,鑄造出(chū)口將會有很大的發展。
據悉,經濟全球化浪潮中(zhōng),產業發展過程的國際分工正在逐漸形成,基於成本的壓力,外商大量的在我國(guó)采購鑄造(zào)件,甚至還(hái)在我國設立精密鑄造生產基地,可以預見,未來一段時(shí)間內,我國仍會承擔著國際有色金屬鑄件及製品的生產(chǎn)製造任(rèn)務。另一方麵,由於鑄(zhù)造同仁(rén)的不懈努力,我國鑄造模具製作水平和能力業有了很大的(de)提高,鑄造質量與先進工(gōng)業國家差(chà)距逐步縮(suō)小,價格(gé)低廉促使國(guó)外采購量劇增,巨大的海外(wài)鑄造市場(chǎng)的需求(qiú)對我國(guó)鑄造產業的興旺起著(zhe)很大的推動作用。
產業要(yào)求(qiú)
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(lǐng)域的代表,精密鑄造必須要發揮(huī)它(tā)的(de)模範作用和帶頭作用,但是精密鑄造要(yào)發揮這兩大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(jǐ)個方麵:
第一,完成在增長方式(shì)上由勞動、資源密集型向技術資本密集型的轉(zhuǎn)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,優質材料的比重迅速增加,整(zhěng)個精密鑄件廠的生產效率、經濟效益成倍(bèi)增長;環境汙染得到(dào)有效治理,初步建起(qǐ)與環境協調一致的(de)中國鑄造材料產業係統。
第二,形成一些結構合理(lǐ)、整體水平高的產學研結合的研發和(hé)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(gāo)檔次鑄造材料新品種,滿足對鑄造材料日(rì)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(jié)構調整,淘汰一批技術水平低,產品質量差,汙染嚴重(chóng),經濟效(xiào)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“專業化、規模化”生產。特別是(shì)要湧現一、兩(liǎng)個可與世界知名企業抗衡的骨幹企業,它們的技術水平高,工藝裝備精良,資金雄厚,管理(lǐ)水平先進,能不斷向市場提供高檔、優質的鑄造材品,市(shì)場占(zhàn)有率高。
精密鑄造行業若能達到以上的發展目(mù)標,壯(zhuàng)大自己,那麽精密鑄造(zào)行業定能發揮它在鑄造行業(yè)內的先(xiān)鋒模範和帶頭作用,帶動鑄造產業發展。