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(cùn)更加精準,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、壓力鑄造、消失模鑄造。
其(qí)中較為常用的是熔模鑄造,也稱(chēng)失蠟鑄造:選用適宜的熔模材料(如石蠟(là))製造熔模;在熔模上重複沾(zhān)耐(nài)火塗料與撒耐火砂(shā)工序,硬化型(xíng)殼及(jí)幹燥;再將內(nèi)部的熔模溶化掉,獲得型腔;焙燒型殼以(yǐ)獲得(dé)足(zú)夠的強度,及燒掉殘餘的熔模材料,;澆注所需(xū)要的金屬材料;凝固冷卻,脫殼後清砂,從而獲得高精度的成品。根據產品需要或進行熱處理與冷加工(gōng)和表麵處理。
工藝流程
壓蠟(射蠟製蠟模)---修蠟----蠟檢----組樹(臘(là)模組樹)---製殼(先(xiān)沾漿、淋沙、再沾漿、最後模
殼風幹)---脫蠟(蒸汽脫蠟)-------模殼焙燒--化性分(fèn)析--澆注(zhù)(在模殼內澆(jiāo)注鋼水)----震動脫(tuō)殼---
鑄件與澆棒切割分離----磨澆口---初檢(jiǎn)(毛胚檢(jiǎn))---拋丸清理-----機加工-----拋光---成品(pǐn)檢---入庫
鑄造生產流程大體就(jiù)是這樣總的來說可以分為壓蠟、製殼、澆注、後處理、檢驗
壓蠟包括(壓蠟、修蠟、組樹)
壓蠟---利用壓蠟機進行製作臘模
修蠟---對(duì)臘模進行修正
組樹---將臘模進行組樹
製(zhì)殼包括(掛沙、掛漿、風幹)
澆注(zhù)包括(焙燒、化性分析也叫打光譜、澆注、震殼、切澆(jiāo)口、磨澆口(kǒu))
後處理包括(噴砂(shā)、拋丸、修正、酸洗(xǐ))
檢(jiǎn)驗包括(蠟(là)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(guī)酸乙酯(zhǐ)水解液和質地較純、熱穩定性較高的細耐火(huǒ)砂如電熔石(shí)英(yīng)、鋯(gào)英石、剛玉(yù)等混合而成。為使陶瓷漿料在短時間(jiān)內結膠,常加入氫氧化鈣或氧化鎂作為(wéi)催化劑。由於使用(yòng)的耐火材料(liào)成分及其外(wài)觀都(dōu)與陶瓷相似,故稱為陶瓷型。陶瓷型(xíng)鑄造是在普通砂型鑄造基礎上發展起來的一種新(xīn)工藝。陶瓷(cí)型有兩種類型(xíng):①陶瓷型全由陶瓷漿料澆灌而成。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(dài)結膠硬化後起模,經高溫焙(bèi)燒即成為(wéi)鑄型。②采用襯套,在襯套和模樣之(zhī)間的空(kōng)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(chèn)套澆灌陶瓷殼層可以節省大量陶瓷漿料,在生產中應用較多(duō)。陶瓷(cí)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(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(yòng)於鑄造大型厚壁精密鑄件和鑄造單件小批量的衝模、鍛模、塑料模、金屬模、壓(yā)鑄模、玻璃模等各種(zhǒng)模具。陶瓷型鑄造模具的使用壽命可與用機械加工方法製(zhì)成的(de)模具相媲美,而製造成本(běn)則比用機械(xiè)加工方法製成的模具低。
砂型鑄造
在全部鑄(zhù)件產量中,60~70%的鑄件是用砂型生產的,而且其中70%左右是用粘土砂型生產的。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(yǐ)像汽車的發動機氣缸體、氣缸蓋、曲軸等鑄件都是用粘土濕型砂工藝生產的。當濕型不能滿足要求(qiú)時再考慮使用粘土砂表(biǎo)幹砂型、幹砂型或其(qí)它砂型。粘土濕型砂鑄造(zào)的鑄件重量可從幾公斤直到幾十(shí)公斤,而粘土(tǔ)幹型生產的鑄件可重達幾十噸。
一般來(lái)講,對於中、大型鑄件,鑄鐵件可以用樹脂自硬砂型、鑄鋼件可以用水玻璃砂型來生產(chǎn),可以獲得(dé)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精度、表麵光潔度、材質的(de)密度和金(jīn)相組織、機械性(xìng)能等方麵往往較差,所以當鑄件的這些(xiē)性能要(yào)求更高時,應該采用其它鑄造方法,例如熔模(失蠟)鑄造、壓鑄、低壓鑄造等(děng)等(děng)。
技(jì)術要求(qiú)方法適應
例如(rú)砂型(xíng)鑄造,大量生產(chǎn)的工廠應創造條件采用技術先進的造(zào)型、造芯方法。老式的震擊式(shì)或震壓式造型(xíng)機生產線生產率(lǜ)不夠高,工人勞動強度大,噪聲大,不適(shì)應大量生產的要求,應逐(zhú)步加(jiā)以改造(zào)。對於小型鑄件,可以采用水平分型或垂直分型的無箱高壓(yā)造型機生產線、實型造型生產效率又高(gāo),占地麵積也少;對於中件可(kě)選用各種有箱(xiāng)高壓(yā)造(zào)型機生產線、氣衝造型線,以(yǐ)適應快速、高精度造型生產線(xiàn)的要求,造芯(xīn)方法可選用:冷芯盒、熱芯盒、殼(ké)芯等高效製芯方法。
中等批量的大型鑄件可以考慮應用樹(shù)脂自硬砂造型和造芯。
單件小(xiǎo)批生產的重型(xíng)鑄件,手工造型仍是重要(yào)的(de)方法,手工造型能適(shì)應各(gè)種複(fù)雜(zá)的要求比較靈(líng)活,不要(yào)求很(hěn)多工藝裝(zhuāng)備。可以應用水玻璃(lí)砂型、VRH法水玻璃砂型、有機酯水玻璃自硬砂型、粘土幹型、樹脂(zhī)自硬砂(shā)型及水泥砂(shā)型等;對於單件生產的(de)重型鑄件,采用地坑造型法成本(běn)低,投產快(kuài)。批量生產或長期生產的定型產品采用(yòng)多(duō)箱造(zào)型(xíng)、劈箱造型法比較適宜,雖然模具、砂箱等(děng)開(kāi)始投資高,但可從節約造(zào)型工時、提高(gāo)產品質量方麵得到補(bǔ)償。
低壓鑄造、壓鑄、離(lí)心鑄造等鑄造方法,因設備和模具的價格昂貴,所以隻適(shì)合批量生產。
條件(jiàn)方法應適合
例(lì)如同樣是生產大型機床床身等鑄件,一般采用組(zǔ)芯(xīn)造型法,不製作模樣和砂箱,在地(dì)坑中組芯;而另外的工(gōng)廠則(zé)采用砂箱造型法,製作模樣。不同的(de)企業生產條件(包括設備、場地、員工素質等)、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(lǜ)適合做什(shí)麽產品和不適合(或不能)做什麽產品。
精度要求和成(chéng)本
各種鑄造方法所獲得的鑄件精度不同,初投資(zī)和生產率也不一致(zhì),最終的經濟效益也(yě)有差異。因此,要做到多、快(kuài)、好(hǎo)、省,就應當兼顧到各個(gè)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(rán)我國的鑄造(zào)產業發(fā)展(zhǎn)處在一(yī)個比(bǐ)較困難的時期,但是,從長遠的角度來看,我國的精密鑄造產業發展還是有一定的希望,市場需求已經慢(màn)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,相信我國的鑄造產業產(chǎn)業一(yī)定會取得喜人的成績。
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(yī),發展模擬技術(shù),提高預測的準確性,加強工藝控製,提高成品率(lǜ)。規律性(xìng)的問(wèn)題掌握得還(hái)不是很好,從而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識(shí)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體的“產、學(xué)、研”相結合。第三,重視材料研發。材(cái)料是工業的基礎,當前還有很多工作要做。在(zài)航空航天領域(yù),合金材料(liào)尤其是高溫合金等(děng)一些新型材(cái)料的研究、熔煉技術還有待改進,與國(guó)外差距還較大。第四,注重裝(zhuāng)備技(jì)術的提升。工藝上主要還是設備的問題,很多關鍵設備,如一些定向凝(níng)固設備主要還是依靠(kào)進口,因此精密(mì)鑄造設備的研(yán)發仍是重點(diǎn)。
產業發(fā)展
我國鑄造產業在技術、質(zhì)量及價格上,相對(duì)於(yú)東南亞及中(zhōng)東等國家,都(dōu)占有很大的優勢,出口前景非常喜人。而外(wài)資企(qǐ)業進入我國,其鑄造的返銷及出口也將成為我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(hé)質量的提高,不僅可(kě)以減少鑄造的進口(kǒu),而且有(yǒu)可能(néng)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(zài)短(duǎn)期(qī)內將繼續保持持續增長的(de)勢頭(tóu),鑄造出口將會有很大的發展。
據悉,經濟全球化浪潮中,產業發展過程的國際分工正在逐漸形成,基於成(chéng)本的壓力,外商大量的在我國采購鑄(zhù)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(shí)間內,我國(guó)仍(réng)會(huì)承擔(dān)著國際有色金屬鑄件及製品的生產製造任務。另一方麵,由於鑄造(zào)同仁的不懈努力,我國鑄造模具製作水平和能力業有了很大的提高,鑄(zhù)造質量與先進工業(yè)國家差距逐步縮小,價格低(dī)廉促使(shǐ)國外采購量劇增,巨大的海外鑄造市(shì)場的需(xū)求對我(wǒ)國鑄造產業的興旺起著很大的推動作用。
產業要求
精(jīng)密鑄造是世界鑄造行業的領(lǐng)頭羊,作為鑄造(zào)行業在高新領域的代表,精密鑄造必須要發揮它的模範作用和帶頭作用,但是精密鑄造(zào)要發揮這兩大作(zuò)用的前提是強大自身,因此我國的精密(mì)鑄造應該被優先的(de)發展起來,發展需要既定的方針和發展的(de)目標,精密鑄造(zào)行業的發展目標是(shì)以下幾個方麵:
第一,完成在增長方式上由勞動、資源密集型向技術資本密集型的轉變,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(sù)增加,整個精密鑄件廠的生產效率、經濟效益成倍增長;環境汙染(rǎn)得到有(yǒu)效治理,初步建起與環境協調一致的(de)中國鑄造材料產業係統。
第二,形(xíng)成一些結構合理(lǐ)、整體水平高的產學研結合的研發和教育培訓基地,能不(bú)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(cái)料日益增長的需要,同(tóng)時逐(zhú)步加大技術出口的力度。
第三,要完成產(chǎn)業結構調整,淘汰一批技術水平低,產品質(zhì)量差,汙染嚴重,經濟效益不(bú)好的小型精密鑄件廠,形成相(xiàng)對集中的“小(xiǎo)型巨人”和“明星企業”,實(shí)現“專業化、規模化”生產。特別(bié)是要湧現一、兩(liǎng)個可與世界知名企業(yè)抗衡的骨幹企業(yè),它們的技術水平高,工藝裝(zhuāng)備精良,資金雄厚,管理水平先(xiān)進,能不(bú)斷(duàn)向市場提供高檔、優(yōu)質的(de)鑄造材品,市場占有(yǒu)率高。
精密(mì)鑄造(zào)行業若能達到以上(shàng)的發展目標,壯(zhuàng)大自己,那麽精密鑄造行業定能發揮它在鑄造行業內的先鋒模範和帶頭作用,帶動鑄造產業發展。