精密鑄造是獲得精準(zhǔn)尺寸鑄件工藝的(de)總(zǒng)稱。相對於傳(chuán)統砂型鑄造工藝,精(jīng)密鑄造獲的鑄件尺寸更加精準,表(biǎo)麵光潔度更好。
基本(běn)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(wéi)常用的(de)是熔模鑄造,也稱失蠟鑄造:選用適宜的熔模材料(如石蠟)製造熔模;在熔模上重複(fù)沾(zhān)耐火塗料與撒耐火砂工序,硬化型殼及幹(gàn)燥;再將內部(bù)的熔模溶化掉,獲得型腔;焙燒型殼以獲得足夠的(de)強度,及燒掉殘餘的熔模(mó)材料,;澆(jiāo)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(jīng)度的(de)成品。根據產品需要或進行熱處(chù)理與冷加工(gōng)和(hé)表麵(miàn)處理。
工藝流(liú)程
壓蠟(射蠟製蠟模)---修蠟----蠟檢(jiǎn)----組樹(臘模組樹)---製殼(先沾漿、淋沙、再沾(zhān)漿、最後模
殼風幹)---脫蠟(蒸汽脫蠟)-------模殼焙燒(shāo)--化性分析--澆(jiāo)注(在模殼內澆注(zhù)鋼水)----震(zhèn)動脫殼---
鑄件與澆棒切割分離----磨澆口---初檢(jiǎn)(毛胚檢)---拋丸清理-----機加工-----拋光---成品檢---入庫
鑄造生產(chǎn)流程大體就是這樣總的來說(shuō)可以分(fèn)為壓蠟、製殼、澆注、後處理(lǐ)、檢驗
壓(yā)蠟包括(kuò)(壓蠟、修蠟、組樹)
壓蠟---利用壓蠟機進行製作臘模
修蠟---對臘(là)模進(jìn)行修正
組(zǔ)樹---將臘模進行組樹
製殼包括(掛沙、掛(guà)漿(jiāng)、風幹)
澆注包括(焙燒、化性分析也叫打光譜、澆注(zhù)、震殼、切澆口、磨澆(jiāo)口)
後處理包括(噴砂(shā)、拋丸、修正(zhèng)、酸洗)
檢驗包括(蠟檢、初檢(jiǎn)、中檢、成品檢)
陶瓷型鑄造
用陶瓷漿料製成鑄型生產鑄件的(de)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(rú)電熔石英(yīng)、鋯英石、剛玉等(děng)混合而成。為使(shǐ)陶瓷(cí)漿料在短時間內結膠,常加入氫氧化鈣(gài)或氧化鎂作為催化劑。由於使用的耐火材料成分及其外(wài)觀都與陶瓷相似(sì),故稱(chēng)為陶瓷型。陶(táo)瓷型鑄造是在普(pǔ)通砂型鑄造基礎上發展起來的一種新工藝。陶瓷型有兩種類型:①陶瓷型(xíng)全由陶瓷漿料澆灌而成(chéng)。其製作過程是(shì)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,待結膠硬化後起模,經高溫焙燒即成為鑄型。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(tào)可用砂型,也可(kě)用金屬型。用襯套澆灌陶瓷殼層可以節省大量陶(táo)瓷漿(jiāng)料,在生產中應用較多。陶瓷型鑄件表麵粗糙度可達(dá)Ra10~1.25微米,尺寸精度高達3~5級,能達到少無切(qiē)削加工的目的。陶瓷型鑄(zhù)造生產周期短,金屬利用率高。最大鑄件可達十幾噸,主要用於鑄造大型(xíng)厚壁精密鑄件和鑄造(zào)單件小批量的衝模、鍛模、塑料模、金(jīn)屬模(mó)、壓鑄模、玻璃(lí)模等各種模具。陶瓷型鑄造模具的(de)使用壽命可與用機械加(jiā)工方法製成(chéng)的模具相媲美,而製造成本則(zé)比用(yòng)機械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(shì)用砂型生產的,而且其中70%左右是用(yòng)粘土砂型生產的。主要原因是砂型鑄造(zào)較之其它鑄造方法成本低、生產工(gōng)藝簡單(dān)、生產(chǎn)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(shì)用粘土濕(shī)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(shā)表(biǎo)幹砂型、幹砂型(xíng)或(huò)其(qí)它砂型。粘土濕型砂(shā)鑄造的鑄件重量(liàng)可從幾公斤直(zhí)到幾十公斤,而粘土(tǔ)幹(gàn)型生產的鑄件可(kě)重達幾(jǐ)十噸。
一般來講(jiǎng),對於中、大型鑄(zhù)件,鑄鐵件可以用(yòng)樹脂(zhī)自硬(yìng)砂型、鑄鋼(gāng)件可(kě)以用水玻璃砂型來生產,可(kě)以獲得尺寸精(jīng)確、表麵光潔的(de)鑄件(jiàn),但成本較高(gāo)。
當然,砂型鑄造生產的鑄件精度、表麵光潔度、材質的密度(dù)和(hé)金相組織、機械性能等方麵往往較差(chà),所以當鑄件的這些性能(néng)要求更(gèng)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件采用技術先進的造型、造芯方法。老式的震擊式或震壓式造型機生產線生(shēng)產率不夠高,工人勞動強度大,噪聲大,不適應大量生產的要求(qiú),應逐步(bù)加(jiā)以改造。對於小型鑄件,可以(yǐ)采(cǎi)用水平分型或垂直分型的無箱高(gāo)壓造型機生(shēng)產(chǎn)線、實型造型生產效率又高,占地麵積也少;對於中件可(kě)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:冷芯盒、熱芯盒、殼芯等高效製芯方法。
中等(děng)批量的大型鑄件可以考慮(lǜ)應用樹脂自硬砂(shā)造型和造芯(xīn)。
單件小批生產的重(chóng)型鑄件,手工造型仍是(shì)重要的方法,手工造型能適應各種複雜的(de)要求比較靈活,不要求很多工藝裝備。可以應用(yòng)水玻璃砂型、VRH法水玻璃砂型、有機酯水玻璃自硬砂型、粘土幹型、樹脂自硬砂型及水泥砂型等;對於單件生產的重型鑄件,采用地坑造型法成本低,投產快。批量生產或長期生產的定型產品采用多箱造型、劈(pī)箱造型法比(bǐ)較(jiào)適宜,雖然(rán)模具(jù)、砂箱(xiāng)等開(kāi)始投(tóu)資高,但可(kě)從節約造型工時、提高產(chǎn)品質量方麵得到補償。
低壓鑄造、壓鑄、離心鑄(zhù)造等鑄造方法,因設備和模具的價格昂貴(guì),所以隻適合(hé)批(pī)量生產。
條件(jiàn)方(fāng)法應適合
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,不製作模樣(yàng)和砂箱,在地坑中組芯;而另外的工(gōng)廠(chǎng)則采用砂箱造型(xíng)法,製作模樣。不同的企業生產條件(包括設備(bèi)、場(chǎng)地、員工素質等)、生(shēng)產習(xí)慣、所積累的經驗各不一(yī)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(shí)麽產品。
精度要求和成本
各種鑄造方法所獲得的鑄(zhù)件精度不同,初投資和生產率也不一致,最(zuì)終的(de)經(jīng)濟效益也有差異。因此,要做到(dào)多(duō)、快、好、省,就應當兼顧到各個(gè)方麵。應對所(suǒ)選用的鑄造方法進行初步的成本(běn)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(suī)然我國的(de)鑄造產業發展處在一個比較困難的時期,但是,從長遠的角度來看,我國的精密鑄(zhù)造產業發(fā)展還(hái)是有一定的希(xī)望,市場(chǎng)需求已經慢慢的開始回暖,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(chǎn)業產業一定會取得喜人(rén)的(de)成績。
專家(jiā)表示,要從根本上提高鑄造技術水平就必須做(zuò)到以下(xià)四點:第一,發展模擬(nǐ)技(jì)術,提高預測的準確(què)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,從而影響批量生產中的成品率。第二,產學研結合。企業的自主創新除了創新意識(shí)的增(zēng)強(qiáng)和研發能力的提升(shēng)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(hé)。第三,重視材料研發。材料是工業的基礎(chǔ),當前還有很多工作要做。在航空航天領域,合(hé)金材料尤其是高溫合(hé)金等一些新型材料的研究、熔煉技術還有待改進,與國外差(chà)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(de)問題(tí),很多關鍵(jiàn)設備,如一些定向凝固設備主要還是依靠進(jìn)口,因此(cǐ)精密鑄造設(shè)備的研發仍是重(chóng)點。
產業發展
我國鑄造產業在技術、質量及(jí)價(jià)格上,相對於(yú)東南亞及(jí)中東等國家,都占有很大的優勢,出口前景非常(cháng)喜人。而外資企業進入我國,其鑄造的返銷及出口也將成為我國鑄(zhù)造出口的重要組(zǔ)成部分。由(yóu)於我國鑄造生產成本大大低於國(guó)外,而隨著鑄造技術的逐漸完善(shàn)和質量的提高,不僅可(kě)以減少鑄造(zào)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(kǒu)在短期內將(jiāng)繼(jì)續保持持續增(zēng)長的勢頭,鑄造出口(kǒu)將會有很大的發展。
據悉,經濟全球化浪潮中,產業發(fā)展過程的國際分工正在逐漸(jiàn)形成,基於成本的壓力,外商大量的在我國采(cǎi)購鑄造(zào)件,甚至還在(zài)我國設立精密鑄造生產基地,可以預見,未來一段(duàn)時間內,我國仍會承擔著國際有(yǒu)色金屬鑄件及製品(pǐn)的生產製造任(rèn)務。另一方麵,由於鑄造同仁的不懈努力,我國鑄造模具製作(zuò)水平和能力業有了很大的提高,鑄造質量與先進(jìn)工業(yè)國家差距逐步縮小,價格低廉促使(shǐ)國外采(cǎi)購量劇增,巨大的海外鑄造市場的需求對我(wǒ)國鑄造產業的興旺起著(zhe)很大的推動作用。
產業要求
精密鑄造(zào)是世界鑄造行業的(de)領頭羊,作為鑄造行業在高(gāo)新領域的代表,精密鑄造(zào)必須要發揮它的模範作用和帶(dài)頭作用,但是(shì)精密鑄造要發揮這兩(liǎng)大作用的(de)前提是強大自身,因此我國的精密(mì)鑄造(zào)應該被優(yōu)先的發展起來,發展需要既定的(de)方針和發展(zhǎn)的目標,精(jīng)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(fāng)式上由勞動、資源密集型(xíng)向技(jì)術資本密集型的轉變,由粗放汙染型向(xiàng)綠色集約型轉變(biàn),產品的質量、品種、數量與世(shì)界先進水平相當,優質材料的比重迅速增(zēng)加,整個精密鑄件廠的生產效率、經濟效益成倍增(zēng)長;環境汙染得到(dào)有效治理,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(gòu)合理、整體水平高的產學研結合的研發(fā)和教育(yù)培訓基地,能不斷向企業輸送專(zhuān)業人才,不斷開發出高質量、高檔(dàng)次鑄造材料新品種,滿足對(duì)鑄造材料日益增(zēng)長的需要(yào),同時逐步加大技術出口的力度。
第三,要完成產業結構調整,淘汰一批(pī)技術水(shuǐ)平低,產品質(zhì)量(liàng)差,汙染嚴(yán)重,經濟效益不好的小型精密(mì)鑄件廠,形成相對集中的“小(xiǎo)型巨人”和“明星企業”,實現“專(zhuān)業化、規(guī)模化”生產。特別是要湧現一、兩個可與世界(jiè)知名企業抗衡的骨幹企業,它們的(de)技術水平高,工藝裝備精(jīng)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,市場占有率高(gāo)。
精密鑄(zhù)造行業若(ruò)能達到以上的發(fā)展目標,壯大自己,那麽精密鑄造行(háng)業定能發揮它在鑄造(zào)行業內的先鋒(fēng)模範和帶頭作用,帶動鑄造(zào)產業發展。