精密鑄造是獲得精準尺寸鑄件工藝的總稱。相對於傳統砂(shā)型鑄(zhù)造工藝,精密鑄造(zào)獲的鑄件尺寸更加精準,表麵光潔度更好。
基(jī)本概念
它包括:熔模鑄造、陶瓷(cí)型(xíng)鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、消失模鑄造(zào)。
其中較為常用的是熔模鑄造,也稱失蠟鑄造:選用適宜的熔模材料(liào)(如石(shí)蠟)製造熔模(mó);在熔模上重複沾耐火塗料與撒耐火(huǒ)砂工序,硬化型殼及幹燥;再將內部的(de)熔模溶化掉(diào),獲得型(xíng)腔(qiāng);焙(bèi)燒型殼以獲(huò)得足夠的強度,及燒掉(diào)殘餘的熔模材料,;澆注所需要的(de)金屬材料;凝固冷卻,脫(tuō)殼後清砂,從(cóng)而獲得高精度的成品。根(gēn)據產品需要或進行熱處(chù)理與冷加工和表麵處理。
工藝流程
壓蠟(là)(射蠟製蠟模)---修蠟----蠟檢----組樹(臘(là)模組樹)---製殼(先沾漿、淋沙、再沾漿、最後模
殼風幹)---脫蠟(蒸汽脫蠟)-------模殼焙燒--化性分析--澆注(zhù)(在模殼內澆注(zhù)鋼水)----震動脫殼---
鑄件與澆棒切割分(fèn)離----磨澆(jiāo)口---初檢(毛胚檢)---拋丸清理-----機加工-----拋光---成品檢---入庫
鑄造生產流程大體就是(shì)這樣(yàng)總的來說可以分為壓蠟、製殼、澆注、後處理、檢驗
壓(yā)蠟包括(壓蠟、修蠟、組樹)
壓蠟(là)---利用壓蠟機進行製作臘模
修蠟(là)---對臘模進行修正
組樹---將(jiāng)臘(là)模進行組樹(shù)
製殼包括(掛沙、掛(guà)漿、風幹)
澆注包括(焙燒、化性分析也叫打光譜、澆注、震殼、切澆口、磨澆口)
後處理(lǐ)包括(噴砂(shā)、拋(pāo)丸、修正、酸洗(xǐ))
檢驗包括(蠟檢(jiǎn)、初檢、中檢(jiǎn)、成品檢(jiǎn))
陶瓷(cí)型鑄造(zào)
用陶瓷漿料製(zhì)成鑄型生產鑄件的鑄(zhù)造方(fāng)法。陶瓷漿料由矽酸乙酯水解液和(hé)質地較純、熱穩定性較高的(de)細耐火砂如電熔石英(yīng)、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(jiā)入氫氧化鈣或氧化鎂作為催化劑。由於使用的耐火材料成(chéng)分及其外觀都與陶瓷相(xiàng)似,故稱為陶瓷型(xíng)。陶瓷型鑄造是在普通砂型鑄造基礎(chǔ)上發展起來的一種新工藝(yì)。陶瓷型有兩種(zhǒng)類型:①陶瓷型(xíng)全由陶瓷漿(jiāng)料澆灌而成。其製作(zuò)過程(chéng)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(gāo)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。襯套可用砂型,也可用金(jīn)屬型。用襯套澆(jiāo)灌陶瓷殼層可以節省大量陶瓷漿料,在生產中應用(yòng)較多。陶瓷型鑄件(jiàn)表(biǎo)麵粗(cū)糙度可達Ra10~1.25微米,尺寸精度高(gāo)達(dá)3~5級,能達到少無切削加工的目的。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(zhǔ)要用於鑄造大型厚壁(bì)精密鑄件和鑄造單件小批量(liàng)的衝模、鍛模、塑料模、金(jīn)屬模、壓(yā)鑄(zhù)模、玻璃模等各種模具。陶瓷型鑄造模具的使用壽命可與用機械(xiè)加工方法製成的模具相媲美,而製造(zào)成本(běn)則(zé)比用機械加工方法製成的模具低。
砂型(xíng)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70%左右是用粘土砂型生產的。主要原因是(shì)砂型鑄造較之其它鑄造方法成本低、生產工(gōng)藝簡單、生產周期短。所以像(xiàng)汽車的發動機氣(qì)缸體(tǐ)、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時再考(kǎo)慮使用粘(zhān)土砂(shā)表幹砂型、幹砂型或(huò)其它砂型。粘土(tǔ)濕型砂(shā)鑄造的鑄件重量可從幾公斤直到幾十公(gōng)斤,而粘土幹型生(shēng)產的鑄件(jiàn)可重達幾十噸。
一般來講,對於中、大型鑄(zhù)件,鑄(zhù)鐵件可以用樹脂自硬砂型、鑄鋼件可(kě)以用水玻璃砂型來生產,可以獲得尺寸(cùn)精確、表麵(miàn)光潔的鑄件,但成本較高。
當然,砂(shā)型鑄造生(shēng)產(chǎn)的鑄件精度(dù)、表麵光潔度、材質的密度和金相組織、機械性能等(děng)方麵往往較(jiào)差,所以當鑄件的這些性能要(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、低壓鑄造等等。
技術要求方法適應
例如砂型鑄造,大量生產(chǎn)的工(gōng)廠應創造條件采用技術先(xiān)進(jìn)的造型、造芯方法。老式的(de)震(zhèn)擊式或震壓式造型機生產線生產率不夠高,工人勞動強度大,噪聲大,不適應(yīng)大量生產的要求,應逐步加以改造。對於小型鑄件,可以采(cǎi)用水平(píng)分型或(huò)垂直分型的無(wú)箱高壓(yā)造型機生產線、實(shí)型造型生產效率又高,占地麵(miàn)積也少(shǎo);對(duì)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(shì)應快(kuài)速(sù)、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。
中等批量的大型鑄件可以考慮應用樹脂自硬(yìng)砂造型和造芯(xīn)。
單件小批生產的重(chóng)型鑄件,手工造型仍是重要的方法,手工造型能適應各(gè)種複雜的要求比較靈活,不要求很多工藝裝備。可以(yǐ)應用水玻璃砂型、VRH法水(shuǐ)玻璃砂型(xíng)、有機酯水玻璃(lí)自硬砂型、粘土幹型、樹脂自硬砂(shā)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(fǎ)成本低(dī),投產快(kuài)。批量生產或長期生產的定型產品采用多箱造型(xíng)、劈箱造型法比較適宜,雖(suī)然(rán)模具(jù)、砂箱等開始投資高,但可從節約造型(xíng)工時、提高產品質量方麵得到補償。
低壓鑄造(zào)、壓鑄、離心鑄造等鑄造方法,因設備和模具的(de)價格昂貴,所以隻適合批量生產。
條件方法應適合
例如(rú)同(tóng)樣是生產大型機床(chuáng)床(chuáng)身等鑄件,一(yī)般采(cǎi)用組芯造型法,不製作模樣和砂箱,在地坑中組芯;而另外的(de)工廠則(zé)采用砂箱造型法,製作模樣。不同的企業生產條件(包(bāo)括設備、場地、員工素質等)、生產習慣、所積累(lèi)的經(jīng)驗各不(bú)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(néng))做什麽產品。
精度要求和成本
各種鑄造方法所(suǒ)獲得的鑄件精度不同,初投(tóu)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)顧到各個方麵(miàn)。應對所選用的鑄造方法(fǎ)進行初步的成本估(gū)算,以(yǐ)確定經濟效益高又能保證鑄件(jiàn)要求的(de)鑄造方法。
雖然我國的(de)鑄造產業發展處在一個比較困難的時(shí)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(xī)望,市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有的雄厚實力,相信我國的鑄造產業產業一定會取得喜人的成績。
專家表(biǎo)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(mó)擬技術,提高預測的準確性,加強(qiáng)工藝控製,提高成品(pǐn)率(lǜ)。規律性的問題掌握得(dé)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(xīn)意識的增強和研(yán)發能力的提升(shēng)外,還需要重視和加(jiā)強以精密鑄造企業為主體的“產、學、研”相結(jié)合。第三,重視材料研發。材料是工業的基礎,當前還有很多工作要做。在航空航天領(lǐng)域,合(hé)金材料尤其是高溫合金等一些新型材料的研究、熔煉技術還有待改進,與國外差距還較大。第四(sì),注(zhù)重裝備技術(shù)的提升(shēng)。工藝上主要還(hái)是設備的問題,很多關鍵設備(bèi),如一些定向(xiàng)凝固設備主要還是依靠進口,因此(cǐ)精密鑄造設備(bèi)的研發仍是(shì)重點。
產業發展
我國鑄造產業在技術、質量及價(jià)格(gé)上,相對於(yú)東南亞及中東等國家,都占有很大的優勢,出口前景非常喜人。而外資企業進(jìn)入我國,其(qí)鑄造的返銷(xiāo)及出口也將成為我國鑄造出口的重要組成部分(fèn)。由於我國鑄造生產成本大大低於(yú)國外,而隨(suí)著(zhe)鑄造技術的逐漸完善和質(zhì)量的提高,不僅可以減(jiǎn)少鑄(zhù)造的進口,而且有可能逐步開拓出口?場,向國外出口更多的(de)鑄造產品。“十二五”期間,鑄造進口在短期內將繼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(jīng)濟全球(qiú)化浪潮中,產業發展過程的國際分工正在逐漸形成,基於成本的壓力(lì),外(wài)商大(dà)量(liàng)的在我國采(cǎi)購鑄造件,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(huì)承擔著國際有色金屬鑄(zhù)件及製品的生產製造任務(wù)。另(lìng)一方(fāng)麵,由於鑄造同仁的不懈努(nǔ)力,我國鑄造模具製作水(shuǐ)平(píng)和(hé)能力業(yè)有(yǒu)了很大的提高,鑄造質量與先進工業國家差距逐步縮小,價格低廉促使國外(wài)采購量劇增,巨大的海外鑄造市場的(de)需求對我國鑄造產業的興旺(wàng)起著很(hěn)大的推動作用。
產業(yè)要求
精密(mì)鑄造是世界(jiè)鑄造行業的領(lǐng)頭羊,作(zuò)為鑄造行業在高新(xīn)領域的代表,精密鑄造必須要發揮它的(de)模(mó)範作用和帶頭作用,但是精密鑄造要發揮這兩大作用的前提是強大自身,因此我國(guó)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(biāo),精密鑄造行業的發(fā)展目標(biāo)是以下幾個(gè)方麵:
第一,完(wán)成(chéng)在增長方式上由勞動、資源密集型向(xiàng)技術資本密集型(xíng)的轉變,由(yóu)粗放汙染(rǎn)型向綠色集約型轉變,產品的質量、品種、數量與世(shì)界先進水平相當,優質材料的(de)比重迅速增加,整個精密鑄件廠的生產效率、經濟效益成倍(bèi)增(zēng)長;環境汙染得到有效治(zhì)理,初步建起(qǐ)與環境協調一(yī)致的中國鑄造(zào)材(cái)料產(chǎn)業係統。
第二,形成一些結構合理、整體水平高的(de)產學研結合的研發和教育(yù)培訓基地,能不(bú)斷向企業輸送(sòng)專業(yè)人才,不斷開發出高質量、高檔次(cì)鑄造材料新品種,滿足對鑄造材料日益增長的需要,同時逐步加大技術出(chū)口的力度(dù)。
第三,要完成產業結構調整,淘(táo)汰一批技術水平低,產品質量差,汙染嚴重,經(jīng)濟(jì)效益不好的(de)小型精密鑄件(jiàn)廠,形成相對集中的“小型巨人”和“明星企業”,實現“專業化、規(guī)模化”生產。特別是要湧現(xiàn)一、兩個可與世界知名企(qǐ)業(yè)抗衡的骨幹企業,它們的技術(shù)水(shuǐ)平高,工藝裝備精良,資金(jīn)雄厚,管理水平先進,能不斷向市場提供高檔、優質(zhì)的(de)鑄造材(cái)品,市場占有率高。
精密鑄造(zào)行業若能達(dá)到以上的發展目標,壯(zhuàng)大自己,那麽精密鑄造行業(yè)定能發揮它在鑄造行業內的先鋒模範和(hé)帶頭(tóu)作用,帶動鑄造產業發展(zhǎn)。