精密鑄造是獲得精準尺寸鑄(zhù)件工藝的總稱。相對於傳統砂型鑄造工藝,精密鑄造獲的鑄件尺寸更加精準,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(wéi)常用的是熔模鑄造,也稱失蠟鑄造:選用適宜(yí)的(de)熔模材料(如石蠟)製造熔模;在(zài)熔模上重複沾耐火塗料(liào)與撒耐(nài)火砂(shā)工序,硬化型殼及幹燥;再將內部的熔模溶(róng)化掉,獲得型腔;焙燒型殼以獲得足夠的強度,及燒掉殘餘的熔模材料,;澆注所需(xū)要的金屬材料(liào);凝固冷卻,脫殼後清砂,從(cóng)而獲(huò)得高精(jīng)度的成品。根據產品需(xū)要或進(jìn)行熱處理與冷加工和表麵處理。
工藝流程
壓蠟(射蠟製蠟模)---修蠟----蠟檢----組樹(臘模組樹)---製殼(先沾漿、淋沙(shā)、再沾漿、最後模
殼風幹)---脫蠟(là)(蒸汽脫(tuō)蠟)-------模殼焙燒--化性分析--澆(jiāo)注(在模殼內澆注(zhù)鋼水)----震動(dòng)脫殼---
鑄件(jiàn)與澆棒切割分離----磨澆(jiāo)口---初檢(毛胚檢)---拋丸清理-----機加工(gōng)-----拋光---成品檢---入庫
鑄造生(shēng)產流程大體就是這樣總的來說可以分為(wéi)壓蠟、製(zhì)殼、澆注、後處理、檢驗(yàn)
壓蠟包括(kuò)(壓蠟(là)、修蠟、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---將臘模進行組樹
製殼包(bāo)括(掛沙、掛漿、風幹)
澆注包(bāo)括(焙燒、化性(xìng)分析也叫打光譜(pǔ)、澆注、震殼、切澆口、磨澆口(kǒu))
後(hòu)處理包括(噴砂、拋丸、修正(zhèng)、酸洗)
檢(jiǎn)驗包括(蠟檢、初檢、中檢、成(chéng)品檢)
陶瓷型鑄造
用陶(táo)瓷漿(jiāng)料製成鑄(zhù)型(xíng)生產鑄件的鑄造方法。陶瓷漿(jiāng)料由矽酸乙酯水解液和質地較純、熱穩定性較高的(de)細(xì)耐火砂如電熔(róng)石英、鋯英石、剛玉等混合而成。為使陶(táo)瓷漿料(liào)在短時間內結膠,常加入氫氧化鈣或(huò)氧化鎂作為催化劑。由於使(shǐ)用的耐火材料成分及其外觀都與陶瓷相似,故稱為陶瓷(cí)型。陶瓷型鑄(zhù)造是在普通砂型(xíng)鑄造基礎上發展起來的一種新工藝。陶瓷型有兩種類型: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,待結膠(jiāo)硬化後起模,經高溫焙燒即成為鑄型。②采用襯套,在(zài)襯套和模樣之間的空隙澆灌陶瓷漿料製造鑄型。襯套可用(yòng)砂型,也可用金屬型(xíng)。用(yòng)襯套澆灌陶瓷殼層可(kě)以節省大量陶瓷漿料,在(zài)生產中應用較(jiào)多。陶瓷(cí)型(xíng)鑄件(jiàn)表麵粗糙度可(kě)達Ra10~1.25微米,尺寸(cùn)精度高達3~5級,能(néng)達到(dào)少無(wú)切削加工的目的。陶(táo)瓷型鑄造生產周期短,金屬利用率高。最大鑄件(jiàn)可達十幾(jǐ)噸(dūn),主要(yào)用於鑄造大型厚(hòu)壁精密鑄(zhù)件和鑄造單件小批量的(de)衝模、鍛模、塑料模、金屬模、壓鑄模、玻璃模等各種(zhǒng)模具。陶(táo)瓷型鑄造模具(jù)的使用壽命可與用機械加工方法製(zhì)成的模具相媲美,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(qí)它鑄造方法成本低、生產工藝簡單、生產周期短。所以像汽車的發(fā)動機氣(qì)缸體(tǐ)、氣缸蓋、曲軸等(děng)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慮(lǜ)使用粘土砂表幹砂型、幹砂型或其它砂型。粘土濕型砂鑄造的鑄件重量可從幾(jǐ)公斤直到幾十公斤,而粘土幹型(xíng)生產(chǎn)的(de)鑄件可(kě)重達(dá)幾十(shí)噸。
一般來講,對於中、大型鑄件,鑄鐵件可以用樹(shù)脂自硬砂型、鑄鋼件可以(yǐ)用水玻璃砂型來生產,可以獲得尺寸精確、表麵光潔的(de)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、材質的密度和金相(xiàng)組織、機械性能等方(fāng)麵往往較差,所以(yǐ)當鑄件的這些性能要求更高時,應(yīng)該采用其它鑄造方法,例(lì)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(zhù)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(zhèn)壓式造型機生產線生產率不夠高,工人勞動強度大,噪聲大(dà),不適應大量生產的要求,應逐步加以改造。對於小型鑄件,可以采用水平(píng)分型或垂直分型的無箱高壓造型機生產線、實型造(zào)型生產效(xiào)率又高,占地麵積也少;對於中(zhōng)件(jiàn)可選用(yòng)各種有箱高壓(yā)造型(xíng)機生產線、氣衝造型線,以適應快(kuài)速、高精度(dù)造型生產線的要求,造芯方法可選用:冷芯盒、熱芯盒(hé)、殼芯(xīn)等高效製芯方法。
中(zhōng)等(děng)批量的大型(xíng)鑄件可以考慮應(yīng)用樹脂(zhī)自硬砂造型和造芯。
單件小批(pī)生產的重型鑄件,手工造型仍是重要(yào)的(de)方法,手工造(zào)型能適應各種複雜的要求比較靈活,不要求很多工藝裝備。可以應用水玻璃(lí)砂型、VRH法水(shuǐ)玻璃砂型(xíng)、有機酯水玻璃自硬砂型、粘土幹型(xíng)、樹脂自硬砂型及水泥砂型等;對於單(dān)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(qī)生產的定型產品采用(yòng)多箱造型、劈箱造型法比(bǐ)較(jiào)適宜,雖然(rán)模具、砂箱等開始投資高(gāo),但可從節約造型工時(shí)、提高產品質量方麵得到補償。
低壓鑄造、壓(yā)鑄(zhù)、離心鑄造等鑄造方法,因設(shè)備和模具的價格昂貴,所以隻適合批量生產。
條件方法應適合
例如同樣是生產大型機床床身等鑄件,一般采用組芯造(zào)型法,不製作模樣(yàng)和(hé)砂箱,在地坑中組芯;而另外的工(gōng)廠則采用(yòng)砂箱造型法,製(zhì)作(zuò)模(mó)樣。不同(tóng)的企業生產條件(包括設備、場(chǎng)地、員工素質等)、生產習慣、所積累的經驗各不一樣,應該根據(jù)這些條件考慮適合做什麽產品和不適合(hé)(或不能)做什麽產品(pǐn)。
精度要求(qiú)和成本
各種鑄造方法所獲得的鑄件精度不同,初投資和(hé)生產率(lǜ)也不一致,最(zuì)終的經濟效益也有差(chà)異。因此,要做到多、快、好、省,就(jiù)應當兼顧到各個方麵。應對所選用的鑄造方法進行初步的成本估(gū)算,以確定經濟效(xiào)益(yì)高又能保證鑄件要求的鑄造方法。
雖然我國的鑄造產業發展處在一個比較困難(nán)的時期,但是,從長遠的角度來看,我國的精密鑄造產業(yè)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(guó)鑄造產業發展擁有的(de)雄厚實(shí)力(lì),相信我國的鑄造產業產業(yè)一定會取得喜人的成績。
專家表示,要從(cóng)根本上提高鑄造技術水平就必須做到以下四點:第一,發展模擬技術,提(tí)高預測的準確性,加強工藝控製,提高成品率。規律性的問題掌握得還不(bú)是很好,從而影響批量生產中的成品率。第二,產學(xué)研結(jié)合。企業的自主創新除了創新意識的增(zēng)強和研發(fā)能(néng)力的提升外,還需要重(chóng)視和加強以精(jīng)密鑄造企業為主體的“產、學、研”相結合。第三,重視材(cái)料研發。材料是工業的(de)基礎,當前還有很多工作要做。在航空航天(tiān)領域,合金(jīn)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(yǔ)國(guó)外差距還較大。第(dì)四(sì),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,如一些定向凝固設備主要還是依靠進口,因此精(jīng)密鑄造設(shè)備的研發仍(réng)是重點。
產(chǎn)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(jí)中東等(děng)國家,都占有很大的優勢,出口前景非常喜人。而外資(zī)企業進入我(wǒ)國,其鑄(zhù)造(zào)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完(wán)善和質量的提高,不僅(jǐn)可(kě)以減少鑄造的進口,而且有可能逐步開拓(tuò)出口?場,向國外出(chū)口更多的鑄造產品。“十二五”期間,鑄造進口在(zài)短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(jì)全球化浪潮中,產業發展過程的國(guó)際分工正在逐漸形成,基於成本的壓力,外商大量的在我國采購鑄(zhù)造件,甚至還在我國設(shè)立精密鑄造生產基地,可以預見,未來一段時間內,我國仍會承擔(dān)著國際(jì)有色金屬鑄件及製(zhì)品的生產製(zhì)造任務。另一方(fāng)麵(miàn),由於鑄造同仁的不懈努力,我國鑄造模具製作水平和能力業有了很大的提高,鑄造質(zhì)量與先進工業國家(jiā)差距逐步縮小,價格低廉促使國(guó)外采購量劇增,巨大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(zuò)用。
產業要求
精密鑄造是世界鑄造行業(yè)的領頭羊,作為鑄造行業在高新領域(yù)的代表,精密鑄造必須要發揮它的模範作(zuò)用和帶頭作(zuò)用,但是精密鑄造要發揮這兩大作用的前提是強大自身,因此我國的精密鑄(zhù)造應該被優先的發展起來,發展需要既定的方針和(hé)發展(zhǎn)的目標,精密鑄造行業的發展目標是以下幾個方麵:
第一,完成在增長方式(shì)上由(yóu)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(xiàng)當,優質材(cái)料的(de)比重迅速(sù)增加,整個精密鑄件廠(chǎng)的生產(chǎn)效率、經濟效益成倍增長;環(huán)境汙染得(dé)到有效治理(lǐ),初步建起與環境協調一致(zhì)的中國鑄造材料產業係統。
第(dì)二,形成一些(xiē)結構合理、整體水平高的產學研結合的(de)研發和教育培訓基地,能不斷向企業輸送專業人才(cái),不斷開發出高質量、高檔次鑄造材料新品種,滿(mǎn)足對鑄造材料日益增長的需要,同時(shí)逐步加大(dà)技術出口的力度。
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,汙染嚴重(chóng),經濟效益不好的小型精密鑄件廠,形(xíng)成(chéng)相對集中的“小型巨人”和(hé)“明星企業”,實現“專業化、規模化”生(shēng)產。特別是要湧現(xiàn)一、兩個可與世界知名企業抗衡(héng)的骨幹企業,它們的技術水平高,工藝裝備精(jīng)良,資金(jīn)雄厚,管理水平先進,能不斷向市場提供(gòng)高檔、優質的鑄造材品,市(shì)場占有(yǒu)率高。
精密鑄造行業若能達到以上的發展目標,壯大自己,那麽精密鑄造行業定能發(fā)揮(huī)它在鑄造行業內的先鋒模範和帶(dài)頭作用,帶動鑄造(zào)產業發展。