精密鑄造是獲得精(jīng)準尺寸鑄件工藝的總稱。相(xiàng)對於傳(chuán)統砂型鑄造工藝,精密鑄造獲的鑄(zhù)件尺寸更加精準(zhǔn),表麵光潔(jié)度更好。
基本概念
它包括:熔模鑄造、陶瓷型鑄造(zào)、金屬型鑄造、壓力鑄造、消失模鑄(zhù)造。
其中較為常用的是熔模鑄造,也稱失蠟鑄造:選用適宜的熔(róng)模材料(如石蠟)製造熔模;在熔模上重複沾耐(nài)火塗料與撒耐火(huǒ)砂工(gōng)序(xù),硬化型殼及幹燥;再將內部的熔模溶(róng)化掉,獲得型腔;焙燒型殼以獲(huò)得足夠的強度,及(jí)燒掉殘餘的熔模材料,;澆注所需要的金屬材料;凝(níng)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和(hé)表麵(miàn)處理。
工藝(yì)流程
壓蠟(射蠟製蠟模)---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)---脫蠟(蒸汽脫蠟)-------模殼焙燒--化性分析--澆注(在(zài)模殼內澆注鋼水)----震動脫殼---
鑄件與澆棒切割(gē)分離(lí)----磨澆口---初檢(毛(máo)胚檢)---拋丸(wán)清理-----機加工(gōng)-----拋光---成品檢---入庫
鑄(zhù)造生(shēng)產(chǎn)流程大體就是(shì)這樣總的來說可以分為壓蠟、製殼、澆注、後處理、檢(jiǎn)驗
壓蠟包括(壓蠟、修蠟(là)、組樹)
壓蠟---利用壓蠟機進行製作臘模
修蠟---對臘模進行修正
組樹---將臘模進行(háng)組樹
製殼包括(掛沙、掛漿、風幹)
澆注包括(焙燒、化(huà)性分析也叫打光譜、澆注、震殼、切澆口、磨澆口)
後(hòu)處理包括(噴砂(shā)、拋丸、修正、酸洗)
檢驗包括(kuò)(蠟檢、初(chū)檢、中檢、成品檢)
陶瓷型鑄造
用陶瓷漿料製成鑄型生產鑄件的鑄造方(fāng)法(fǎ)。陶瓷漿料由矽酸乙酯水解液和質地較純、熱穩定性較高(gāo)的細耐火砂如電熔石(shí)英、鋯英石、剛玉等混合而成。為使陶瓷漿料在短時間內(nèi)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。陶瓷型鑄造是在普通砂型(xíng)鑄造基礎上發展起來的一種新工藝。陶瓷型有兩種(zhǒng)類型:①陶瓷型全由陶(táo)瓷漿(jiāng)料澆(jiāo)灌而成。其製作過程是先將模樣(yàng)固(gù)定於型板上,外套砂箱(xiāng),再將(jiāng)調好的陶瓷漿料(liào)倒入砂箱,待結膠硬化後起模,經高溫焙燒即(jí)成為鑄型。②采用(yòng)襯套,在襯(chèn)套和模樣(yàng)之間的空隙澆灌陶瓷漿料製造鑄型。襯套(tào)可用砂型(xíng),也可用金屬型。用襯(chèn)套澆灌(guàn)陶瓷(cí)殼(ké)層可(kě)以節省大量陶瓷漿(jiāng)料,在生產(chǎn)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(shǎo)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,主要用於鑄造大型厚壁精密鑄件和鑄造(zào)單件小批量的衝模、鍛模、塑料(liào)模、金屬模、壓鑄模、玻璃模等各(gè)種模(mó)具。陶瓷型(xíng)鑄造模具的使用壽命可與用機械加(jiā)工方法(fǎ)製成的模具相(xiàng)媲美,而製造(zào)成本則比用機械加工方法製成的模具低。
砂型(xíng)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(shēng)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(dān)、生產周(zhōu)期短。所以像汽車的發(fā)動機(jī)氣缸(gāng)體、氣缸蓋、曲軸等鑄(zhù)件(jiàn)都是用粘土濕型砂工藝生產的。當濕型不能(néng)滿足要求時(shí)再考慮使用粘土砂表幹(gàn)砂型、幹砂型或其它砂型。粘(zhān)土濕型(xíng)砂鑄造的鑄件(jiàn)重量可從幾公斤直到幾十公斤,而粘土(tǔ)幹型生產的鑄件(jiàn)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,可以獲得(dé)尺寸精確、表(biǎo)麵光潔(jié)的(de)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(mì)度和金(jīn)相組織、機械性能等方麵往往較差,所以當鑄件的這些性能要求更(gèng)高時,應該(gāi)采用其它鑄造方法,例如熔模(失蠟(là))鑄(zhù)造、壓鑄、低壓鑄造等等。
技術要求方法(fǎ)適應
例如砂型(xíng)鑄(zhù)造,大量生產的工廠應創造條(tiáo)件采用技術(shù)先進的造型、造芯方法。老式(shì)的(de)震擊式或震壓式造型機生產(chǎn)線生產率不夠高,工人勞動強度大,噪聲大,不適應大量生產(chǎn)的要求(qiú),應逐步加以(yǐ)改造。對於小型鑄件(jiàn),可以采用水平分型或垂直分型的無(wú)箱高壓造型機生產線、實型(xíng)造型生產效率又高,占(zhàn)地麵積也(yě)少;對於中件(jiàn)可選用各種有箱(xiāng)高壓造(zào)型機生產線、氣衝造型線,以適應快速、高(gāo)精度造型生產線的要求,造芯方法可選用:冷芯盒、熱(rè)芯盒、殼芯等高效製芯方法。
中(zhōng)等批(pī)量的大型鑄件可以考(kǎo)慮應用樹脂自硬砂造型和造芯。
單件小批生(shēng)產的重型鑄件,手工造型仍是重要的方(fāng)法,手工(gōng)造型能適應各種複(fù)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(xíng)、VRH法水(shuǐ)玻璃砂型、有機(jī)酯(zhǐ)水玻璃自硬砂型(xíng)、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(dì)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、劈箱造型法比較適宜,雖然模(mó)具、砂箱等開始投資高,但可(kě)從節約造型工時、提高產品質量方麵得到補償。
低壓鑄造、壓鑄、離心鑄造(zào)等鑄造方法,因設備和模具的價格昂貴,所以(yǐ)隻適合批量生產。
條件方法應適合
例如同樣是生產大型機床床身等(děng)鑄(zhù)件,一般采(cǎi)用(yòng)組芯造型法,不製作模樣和(hé)砂箱,在地坑中組(zǔ)芯;而另(lìng)外的工廠則采用砂箱造型法,製作模樣(yàng)。不同的企業生產條件(包括設備、場地、員工素質等)、生產習慣(guàn)、所積(jī)累的經驗各不一樣,應該根據這些條件考慮適(shì)合做什麽產品和不適合(或不能)做什麽產品。
精度要求和(hé)成本(běn)
各種(zhǒng)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,最終的經濟效益也有差(chà)異(yì)。因此,要做(zuò)到多、快、好、省,就應當兼顧(gù)到各個方麵。應對所選用的鑄造方法進行(háng)初步(bù)的(de)成本估算,以確(què)定經濟效(xiào)益高(gāo)又能保證鑄件要求的鑄造方法。
雖然我國的(de)鑄造產業發展(zhǎn)處在一個比較困難的時期,但是,從長遠的角度來看,我國(guó)的精密鑄造(zào)產業發展還是有一定的希望,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(xiàng)信我國的鑄造產(chǎn)業產業(yè)一定會(huì)取得喜人(rén)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(xià)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(lǜ)。規律性的問題掌握得還不是(shì)很好,從而(ér)影響批量生(shēng)產中的成品率。第(dì)二,產學研(yán)結合。企業的自(zì)主創新除了創新意識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(de)“產、學(xué)、研”相結合。第(dì)三,重視材料研發。材料是工業的基礎,當前還有很多工作(zuò)要做。在(zài)航空(kōng)航天領域,合金材料尤其是(shì)高(gāo)溫合(hé)金等一些(xiē)新型材料(liào)的研究、熔煉技術還有(yǒu)待改進,與國外差距還較大。第四,注重(chóng)裝備技(jì)術(shù)的提(tí)升。工藝上主(zhǔ)要還是設備的問題,很多關鍵設備,如(rú)一些定(dìng)向凝固設備主要還是依靠進口,因此(cǐ)精密鑄造設備的研(yán)發仍(réng)是重點。
產(chǎn)業發展
我國鑄造產業在技術、質量(liàng)及價格上,相對於東南亞及中東等國家(jiā),都占有很大的優勢,出(chū)口前景非常喜人(rén)。而外資企業進入我國,其鑄造(zào)的返銷及出口(kǒu)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國外,而隨著鑄造技術的逐漸完善(shàn)和質量的提高,不僅可以(yǐ)減少鑄造的進口(kǒu),而且有可能逐步開拓(tuò)出口?場,向國外出口更多的鑄造產品。“十二五(wǔ)”期間,鑄造進口在(zài)短(duǎn)期內將繼續保持持續增長的勢頭,鑄造出口將會有很大的發展。
據悉,經濟全球化浪潮中,產(chǎn)業發展過程(chéng)的國(guó)際(jì)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(duàn)時間內,我國仍會承擔著(zhe)國際有色金屬鑄件(jiàn)及製品的生產製造任務(wù)。另一(yī)方麵,由於鑄造同仁的不懈努力,我國鑄造模具製作水平和能(néng)力業有了很(hěn)大的提高,鑄造(zào)質量與先進工(gōng)業國家差距逐步縮小,價格低廉促使國外采購量劇(jù)增,巨大(dà)的海外鑄造市場的需求對我國鑄造產業的興旺起著很大的推動作用(yòng)。
產業要求(qiú)
精密鑄造是世界鑄造行業的領頭羊,作為鑄造(zào)行業在高新領域的代表,精(jīng)密鑄造必須要發揮它的模範作用和帶頭作用,但是精密鑄造要發揮(huī)這兩(liǎng)大作用的前提是強大自身,因此我(wǒ)國的精密鑄造應該被優(yōu)先的發(fā)展起來(lái),發展需要既定的方針和發展的(de)目標,精密鑄造行業(yè)的(de)發展目標是以(yǐ)下幾個方麵:
第一,完成在增長方式上由勞(láo)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(jí)約型(xíng)轉變,產品的質(zhì)量、品種、數量(liàng)與世界先進水平相當,優質材料的比重迅速增加,整個精密鑄(zhù)件廠的(de)生產效率、經濟效益成倍增長(zhǎng);環境汙染得到有效治理,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,形成一些結(jié)構合(hé)理、整體水平高的(de)產學研(yán)結合的研發和教(jiāo)育培訓基地,能不斷向企業輸送專業人才,不斷(duàn)開發(fā)出高質量、高檔次鑄造材料新品種,滿足對鑄造材料(liào)日益增長(zhǎng)的(de)需要,同時逐步加大技術出口的力度。
第三(sān),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(bú)好的小型精(jīng)密鑄件廠,形(xíng)成相對集中的“小型巨人”和“明星企(qǐ)業”,實現“專業化、規模化”生(shēng)產。特(tè)別(bié)是要湧現一、兩個可與世界知名企業(yè)抗衡的(de)骨幹企業,它們的技術水平高,工藝裝備(bèi)精良,資金雄厚,管理水平先進,能不斷向市(shì)場提(tí)供高檔、優質的鑄造材品,市場占有率(lǜ)高。
精密鑄造行業若(ruò)能達到以上的發展目標,壯(zhuàng)大自己(jǐ),那麽精密鑄造行(háng)業定(dìng)能發揮它在鑄造行(háng)業內的先鋒模範(fàn)和帶頭作用,帶動鑄造產(chǎn)業發展。