精密鑄造是獲(huò)得精準尺寸(cùn)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(jiàn)尺寸更加精準,表麵光(guāng)潔度更好。
基(jī)本(běn)概念(niàn)
它包括:熔模鑄造、陶瓷型鑄(zhù)造、金屬型鑄造(zào)、壓力鑄造、消失模鑄造。
其中較為(wéi)常用的是熔模鑄造,也稱失蠟鑄造:選(xuǎn)用適宜的熔模材(cái)料(如石蠟)製(zhì)造熔模;在熔模上重複沾耐火塗料與撒耐火砂工序(xù),硬化型殼及幹燥;再將內部(bù)的熔模溶化掉,獲(huò)得型(xíng)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(yào)的(de)金(jīn)屬材料;凝固冷卻,脫殼後清砂,從而獲(huò)得高精度的成品。根據產品需要或進行熱處理(lǐ)與冷加工和表(biǎo)麵處理。
工藝流程
壓蠟(射(shè)蠟製蠟模)---修(xiū)蠟----蠟檢----組樹(臘模組樹)---製殼(先(xiān)沾漿、淋沙、再沾漿、最後模(mó)
殼(ké)風幹)---脫(tuō)蠟(蒸汽脫蠟)-------模殼焙燒--化性分析--澆注(在模殼內澆注鋼水)----震動脫殼---
鑄件與澆棒切割分離----磨澆口(kǒu)---初檢(毛胚檢)---拋丸清理-----機(jī)加工-----拋(pāo)光---成品檢---入(rù)庫
鑄造生產流程大體就(jiù)是這樣總的來說(shuō)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---對臘模進行(háng)修正
組樹---將臘模進行組樹
製殼包括(kuò)(掛沙、掛漿(jiāng)、風幹(gàn))
澆(jiāo)注包括(焙燒、化性分析也叫打光譜(pǔ)、澆注、震殼(ké)、切澆口、磨澆口)
後處理包括(噴砂、拋丸、修正(zhèng)、酸洗)
檢驗包括(蠟檢、初檢、中檢、成品檢)
陶瓷型鑄造
用(yòng)陶瓷(cí)漿料製成鑄型生產(chǎn)鑄件的鑄造方法。陶瓷漿料由矽酸乙酯水解液和質地較純、熱穩定性較高的細耐火砂如電熔石英、鋯英石、剛(gāng)玉等混合而成。為使陶瓷漿料在短時間內結膠,常加入氫氧化鈣或氧(yǎng)化鎂(měi)作為催化劑。由於使用的耐火材料成(chéng)分及(jí)其外觀都與陶瓷相似,故稱為陶瓷型。陶瓷型鑄造是在(zài)普通砂(shā)型鑄造基(jī)礎上發展起來的一種新工藝。陶瓷型有兩(liǎng)種類型:①陶(táo)瓷型全由陶瓷漿料澆灌(guàn)而成。其製作過程是先(xiān)將模樣固定於型板上,外套砂箱,再將調好的(de)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(xíng)。②采用襯套,在襯套和模樣之間的空隙澆灌(guàn)陶瓷漿料製造鑄型。襯套可用砂型,也可用金屬型。用襯套澆灌陶瓷殼層可以節省(shěng)大量陶瓷漿料,在生產中應用較多。陶瓷型鑄件表麵(miàn)粗糙度(dù)可達(dá)Ra10~1.25微米(mǐ),尺寸精度高達3~5級,能(néng)達(dá)到少無切削加工的目的。陶(táo)瓷型鑄造生產周期(qī)短,金屬利用率高。最大鑄件可達十幾噸(dūn),主(zhǔ)要用於鑄造大型厚壁精密鑄件和鑄造單件小(xiǎo)批(pī)量的衝模、鍛模、塑料模、金屬模、壓鑄模、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加工方(fāng)法製成的模具(jù)相媲美,而製造成本則比用機械加工方法製成的模具低。
砂型鑄造
在全部鑄件產量中,60~70%的(de)鑄件是(shì)用砂型(xíng)生產的,而且其(qí)中70%左右是用(yòng)粘土(tǔ)砂型生產的。主要原因是(shì)砂型(xíng)鑄造較之其它鑄造方(fāng)法成(chéng)本低、生(shēng)產工藝簡單(dān)、生產周期短。所以像汽車的發動機氣缸(gāng)體、氣缸蓋、曲軸等鑄件都是(shì)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砂型(xíng)、幹砂型或(huò)其它砂型。粘土濕(shī)型砂鑄造的鑄件重量可從幾公斤(jīn)直到幾十公斤,而粘土幹型生產的鑄件可重(chóng)達幾十噸。
一般(bān)來講,對(duì)於中、大(dà)型鑄件,鑄鐵件(jiàn)可以用(yòng)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(chǐ)寸精確(què)、表麵光潔(jié)的鑄件,但成本較高。
當然,砂型鑄(zhù)造生產的鑄件精(jīng)度、表麵光潔度、材質的密度和金相(xiàng)組織、機械性(xìng)能等方麵往(wǎng)往(wǎng)較差,所以當鑄件的這些性能要求更高時,應該采用其它鑄造方法,例(lì)如熔模(mó)(失蠟)鑄造、壓鑄、低壓鑄造(zào)等(děng)等。
技術(shù)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(jìn)的(de)造型、造芯方(fāng)法。老式的震擊式或震壓式造型機生產線(xiàn)生產率不夠高,工人勞動強(qiáng)度大,噪聲大,不適應大量生產的要求(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箱高壓造型機生產線、實型造型生產效率(lǜ)又高,占地麵積也少(shǎo);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(zào)型生產線的要求,造芯方法(fǎ)可選用:冷(lěng)芯盒(hé)、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(lǜ)應用樹(shù)脂自硬砂造型(xíng)和造芯。
單件小批生產(chǎn)的重型鑄件,手工造型仍是(shì)重要的方法,手工造型能適應各種複雜(zá)的要求比較(jiào)靈活,不要求很多工藝(yì)裝備。可以應(yīng)用水玻璃砂型、VRH法水玻璃砂型、有機酯水玻璃自硬砂型、粘土幹型、樹脂(zhī)自硬砂型及水泥砂型等;對於單件生產(chǎn)的重型鑄件,采用地坑造型法成本低,投產快。批(pī)量生產或長期生產(chǎn)的定型產品采用多箱(xiāng)造型、劈箱造型法比較適宜,雖然模具、砂箱等開始投資高,但可從節(jiē)約造型工時、提高(gāo)產品質量方(fāng)麵得到補償。
低壓鑄(zhù)造、壓鑄(zhù)、離心鑄造等鑄造方(fāng)法(fǎ),因設備和模具的價格昂貴(guì),所以隻適合批量生產。
條件方法應適合
例(lì)如同樣是生產大型(xíng)機床床身等鑄件,一(yī)般采用組芯造型法,不製作模樣和砂箱,在地坑中組芯;而另外的(de)工廠則采用砂(shā)箱造型法,製作(zuò)模樣。不同的企業生產條件(包括設備、場地、員工素(sù)質(zhì)等)、生產習慣、所積累的經驗各不一樣,應該根據這些條件考慮適合做(zuò)什(shí)麽產品和不適合(或不能)做什麽產品(pǐn)。
精度要求和成本
各種鑄造方法所獲得的(de)鑄件精度不同,初投(tóu)資(zī)和生產率也不一致,最終的經濟效益也有(yǒu)差異。因此,要做到多、快、好(hǎo)、省,就應當兼顧到各個方麵。應對所選用的鑄造方法(fǎ)進行初步的(de)成(chéng)本估算,以確定經濟效益高又能保證鑄件要求的鑄造方法(fǎ)。
雖然我國的鑄造產業發(fā)展處在一個比較困難的(de)時期(qī),但是(shì),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(shì)場需求已經慢慢的開始回暖,而且加上我國鑄造產業發(fā)展擁有的雄厚實力,相信我國的鑄造產業產業一定(dìng)會取得喜人的成績。
專家表示,要(yào)從根本上提高(gāo)鑄造技術水平就必須做到(dào)以下四點:第一,發展模擬技術(shù),提高預測的準確性,加強(qiáng)工藝控製,提高成品率。規律性的(de)問(wèn)題掌握得還不是很好,從而(ér)影響批量生產中的成品率。第(dì)二,產學研結合。企業的自主創新除了(le)創(chuàng)新意識的(de)增強和研發能力的提升(shēng)外,還需要重視和加強以精密鑄造企業(yè)為主體的“產、學、研”相結合。第三,重視材料(liào)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(yǒu)待改進,與國外差距還較大。第四,注重裝備技術的提升。工藝上主要還是設備的問題,很多關鍵(jiàn)設備,如一些定向凝(níng)固設備主要還是依靠進(jìn)口,因此精密鑄造設備的研發仍是(shì)重(chóng)點。
產業發展
我國鑄造產業在技術、質量及價格上,相對於東南亞及中東等國家,都占有很大的(de)優勢,出口前景非常喜人。而外資企業進入我國,其鑄造的(de)返銷及出口也將成為我國鑄造出口的重要組成(chéng)部分。由(yóu)於我國鑄造(zào)生產成本大大低於國外,而隨著(zhe)鑄造技術的逐漸完善和質量的提高,不僅可以減少鑄造的進口,而且有可能逐步開拓出(chū)口?場,向國(guó)外出口更多的鑄造(zào)產品(pǐn)。“十二五”期間,鑄造進(jìn)口在短期內將繼續保持(chí)持續增長(zhǎng)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,產業發展過(guò)程的國際分工正(zhèng)在逐漸形(xíng)成,基於成本的壓力,外商大量的(de)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(yī)段時間內,我國仍會承擔著國際有色金屬鑄件及製品(pǐn)的(de)生產製造(zào)任(rèn)務。另一(yī)方麵,由於(yú)鑄造同(tóng)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,鑄造(zào)質量與先進工業(yè)國家差距逐步縮小,價格低廉促使國外采購量劇增(zēng),巨大的海外(wài)鑄造市場的需求對我國鑄造產(chǎn)業的興旺起著很大的推動作用(yòng)。
產(chǎn)業要求(qiú)
精密鑄造是世界鑄造行業的領頭羊,作為鑄(zhù)造行業在高新領域的代表,精密(mì)鑄造必(bì)須要發揮它的模範作用和帶頭作用,但是精密(mì)鑄造要發揮這兩大作(zuò)用的(de)前提是強大自身,因此我國的精密鑄造應該被優(yōu)先的(de)發展起來,發展需要既(jì)定的方針和發(fā)展的目標,精密(mì)鑄造行業的發展目標是以下幾個方麵:
第(dì)一(yī),完成在增(zēng)長方式上由勞動、資源密集型向技術資本(běn)密集型的轉變,由粗放汙染型向綠色集約型轉變,產品的(de)質量、品種、數量與世(shì)界先進水平相當,優質材料(liào)的比(bǐ)重迅(xùn)速增加,整(zhěng)個(gè)精密鑄件廠的生產效率、經濟效益成倍增長(zhǎng);環境(jìng)汙染得到有效治理,初步建起與環境協調一致的中國(guó)鑄造材料產業(yè)係統。
第二,形成(chéng)一些結構合理、整體水平高的產學研結合的研發和教育(yù)培(péi)訓基地,能不斷向企業輸送專業人才(cái),不斷(duàn)開發出高質量、高檔次鑄造材料新品種,滿足對鑄造材料日益增長的需要,同時逐步加大(dà)技術出口(kǒu)的力度。
第三,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(rǎn)嚴重,經濟效益不(bú)好的小(xiǎo)型精密鑄件(jiàn)廠,形成相對集(jí)中的“小型(xíng)巨人”和“明星企業”,實現“專業化、規模化”生產。特(tè)別是要湧現一(yī)、兩個可與世界知名企(qǐ)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(néng)不斷向市場(chǎng)提供高檔、優質的鑄造材品,市場占有率高。
精(jīng)密鑄(zhù)造行業若能達到以上的發展目標,壯大自己,那(nà)麽精密鑄造(zào)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。