精密铸造是获得精准尺寸(cùn)铸件工艺(yì)的总称。相对于传统砂型铸造工艺(yì),精密铸造获的铸件尺寸更加精准(zhǔn),表面光洁度更好。
基本概念
它包括:熔模铸(zhù)造、陶瓷型(xíng)铸造、金(jīn)属型(xíng)铸造、压力铸造、消失模铸造。
其(qí)中较为常用的是熔模铸造,也称失蜡铸造:选用适宜的熔模材料(如石蜡)制造熔模;在熔模上重复沾耐火涂料与撒耐火砂工(gōng)序,硬化型壳及干燥;再将内部的熔模溶化掉,获得型腔(qiāng);焙烧型壳以获得足够(gòu)的强度,及烧掉残余的熔模材料,;浇注所需(xū)要的金属材料(liào);凝(níng)固冷却,脱壳后清砂,从而(ér)获得高(gāo)精度(dù)的成品。根据产(chǎn)品(pǐn)需要或进行热处理与冷加工和表面处理。
工艺流程
压蜡(射蜡制蜡模)---修蜡----蜡检----组树(腊模组树)---制壳(先沾浆、淋(lín)沙、再沾浆、最后模
壳风干)---脱蜡(蒸汽脱蜡)-------模壳焙烧--化性分析--浇注(在模壳内浇注钢水)----震动脱壳---
铸件与浇(jiāo)棒切割分离----磨浇口---初检(毛胚检)---抛丸清理-----机加工(gōng)-----抛光---成品检---入库
铸造生产流程(chéng)大(dà)体就是这样总的来说可以分为压蜡、制壳、浇注、后处理、检验(yàn)
压蜡包括(压蜡(là)、修蜡、组树)
压蜡(là)---利用(yòng)压蜡机进行制(zhì)作腊模
修蜡(là)---对腊模进行修正
组(zǔ)树---将腊模进行组树
制壳包(bāo)括(挂沙、挂浆、风干)
浇注包括(焙(bèi)烧、化(huà)性分析也叫打光谱、浇注、震壳、切浇口、磨浇口)
后处(chù)理包括(喷砂、抛丸、修正(zhèng)、酸洗)
检验包括(蜡检、初检、中检(jiǎn)、成品检)
陶瓷型(xíng)铸造
用陶瓷浆料制成铸型生产铸件的铸造方法。陶瓷浆(jiāng)料由硅酸乙酯(zhǐ)水解液和质地较纯、热(rè)稳定性较高的细耐火砂如电熔石英、锆英石、刚玉等混合而成。为使陶(táo)瓷浆(jiāng)料在短时间内结胶,常加(jiā)入氢氧化钙或氧化镁作为催化剂。由于使用的耐火材料成分(fèn)及其(qí)外观都与陶瓷相似,故称为陶瓷型。陶瓷型铸造是在普通砂型(xíng)铸造基础上发(fā)展起来的一种新工艺。陶瓷型有两种类型:①陶瓷型全(quán)由陶瓷浆料浇灌而成。其制作过(guò)程是先将模样固(gù)定于型板上,外套砂箱(xiāng),再将(jiāng)调好的陶瓷浆料倒入砂箱,待结胶硬化后起模,经高温焙烧即成为铸型(xíng)。②采用衬套,在衬套和模样之间的空隙浇灌陶瓷浆料(liào)制造铸型。衬套可用砂型,也可用(yòng)金属型。用衬套浇灌陶瓷壳(ké)层可以节省大(dà)量陶瓷浆(jiāng)料,在生产(chǎn)中应用较多。陶瓷型铸件表面粗糙度可达Ra10~1.25微米(mǐ),尺寸精度高达3~5级,能达到少无切削(xuē)加(jiā)工的目的。陶瓷型铸造生产周期短,金属利用率高。最大铸件(jiàn)可(kě)达十几(jǐ)吨,主(zhǔ)要用于铸(zhù)造大型厚壁(bì)精密铸件和铸造单件小批(pī)量的冲模、锻模、塑料模、金(jīn)属模、压铸模、玻璃模等各种(zhǒng)模具。陶瓷型铸造模(mó)具的(de)使用寿命可与用机械(xiè)加工方法制(zhì)成的模具(jù)相媲美,而制造成本则比用机械加工(gōng)方法制成(chéng)的模具低。
砂(shā)型铸造
在全部铸件产量(liàng)中,60~70%的铸件(jiàn)是用砂型生产的,而且其中70%左右是用粘土砂型生产的。主要原因是砂(shā)型铸造较之其它铸造方法成本低、生产工艺简单(dān)、生产(chǎn)周期短。所以像汽车的(de)发动机气缸体、气缸盖、曲轴等铸件都是用粘土湿型砂工艺生产的。当湿型不能满足要求时再考虑使(shǐ)用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。粘土湿型砂铸造的(de)铸件重量可从几公斤直到几十公斤(jīn),而粘土干型生产的铸件可重达几十吨。
一般来讲,对于中、大型铸件,铸铁件(jiàn)可以用树脂自硬砂型、铸钢件可以用水玻璃砂型来生产,可以获得尺寸精确、表面光洁的铸件,但成本较高(gāo)。
当然,砂型铸造生产的铸件精度、表面光洁度、材质的(de)密度和金相组织、机械性能等方面往往较差,所以当铸件的这些性能要求更高(gāo)时,应该(gāi)采用其(qí)它铸造方法,例如熔模(失蜡)铸造、压铸、低压铸造等等。
技(jì)术要求方法适应
例如砂型铸造,大量生产的(de)工(gōng)厂(chǎng)应创造条件采用技术先进的造型、造芯方法。老式的震击(jī)式或震压式造型机(jī)生产线生产率不够高,工人劳动强度(dù)大(dà),噪声大,不适应(yīng)大量生产的(de)要求,应逐步加以改造。对于小型铸件,可(kě)以采用水平分型或垂直分(fèn)型的无箱高压造型(xíng)机生产线、实型造型生产效率又高,占地面(miàn)积也少;对于中件可选用(yòng)各种有箱高压(yā)造型机生产线、气冲(chōng)造型线,以适应快速、高精度(dù)造型生产线的要求,造芯方法可选用:冷芯(xīn)盒(hé)、热芯盒、壳芯等高效制(zhì)芯方法。
中等批量的大型铸(zhù)件(jiàn)可以考虑应用树(shù)脂自硬砂造型和造芯。
单(dān)件小批生产的重型铸件,手工造型仍是重要(yào)的方法,手工造型能适应各种复杂的要求比(bǐ)较灵活(huó),不要求很多工艺装(zhuāng)备。可以应用水(shuǐ)玻璃砂型、VRH法水玻璃砂型、有(yǒu)机酯水玻璃自硬砂型、粘土干型、树脂自硬砂型及水泥砂型等;对于单件生产的重型铸件,采(cǎi)用地坑造型法成本低,投产快。批量生产或长期生产的定型产品采用多箱造型、劈(pī)箱造型法(fǎ)比较适(shì)宜,虽然模具、砂箱等(děng)开始投资高,但可从(cóng)节约造型工时(shí)、提高产品质量方面得到补偿。
低(dī)压(yā)铸造、压铸、离心铸造等铸造方法,因设备和模具的价格昂贵,所以只适(shì)合批量生产。
条件方法应适合
例如同样是生产大型机床床身等铸件,一般采用组芯造型(xíng)法,不制作模样和砂箱,在地坑中(zhōng)组芯;而另外的工厂则采用砂箱造型法,制作模样。不同的企业生产(chǎn)条(tiáo)件(包括设备(bèi)、场地、员工素质等)、生产(chǎn)习惯、所积累的(de)经验各不一样(yàng),应该根据这些条(tiáo)件考虑适(shì)合做什么产品和不适合(或不能)做什么产品。
精度要求和成本
各种铸造方法所获得的铸件精度不同,初投资和生产率也不一致,最终(zhōng)的经济效(xiào)益也有差异。因此,要做到多、快、好、省,就应当兼顾到各个方(fāng)面(miàn)。应对所选用的铸造方法进行(háng)初步(bù)的成本估算,以确定经(jīng)济效益高(gāo)又能保(bǎo)证铸(zhù)件要求(qiú)的铸造方法。
虽然我国的(de)铸造产业发展处在一(yī)个比较困难的时期,但是,从长远的角度来看,我国的精密铸造产业发展(zhǎn)还是有一定的希望,市场需(xū)求(qiú)已经慢慢的开始回暖,而且加上我国铸造产业发展拥有的雄厚实力(lì),相信我国的铸(zhù)造产业产业一定会取得喜人的成绩。
专家表(biǎo)示,要从根本(běn)上提高铸造技术水平(píng)就必须做到以下四点:第一,发展模拟技术,提高(gāo)预测的准确性,加强工艺控制,提高成品率。规律性的问题(tí)掌握得还不是很好,从(cóng)而影响批量生产中的成品率。第二,产学研结合。企业(yè)的自主(zhǔ)创新除了(le)创新意识的增强(qiáng)和研发能力的提升外,还需要重视和加强以(yǐ)精密铸造企业为(wéi)主体(tǐ)的“产、学、研”相结合。第三,重视材料研发。材料是(shì)工业的基础,当前还有很多工作要做。在(zài)航空航天领域,合金(jīn)材料尤其(qí)是高温合金等一些新(xīn)型材料的研究、熔炼技术还有待改进,与(yǔ)国外差距还较大。第四,注重装备技术的提升(shēng)。工(gōng)艺(yì)上主要还(hái)是设备的(de)问题,很多关键设备,如一些定向凝(níng)固设备主(zhǔ)要还(hái)是依靠进口,因此精密铸造设备的研发仍是重点。
产(chǎn)业发展
我(wǒ)国铸造(zào)产(chǎn)业在技术、质量及价格上,相对于东南亚及中东等国家,都占有很大的优势,出口前景非常喜人。而外资企业进入我国(guó),其铸造的返销及出口也将成为我(wǒ)国铸造(zào)出口的重要组成部分。由于我国铸造生产成本大大低于国外(wài),而随着铸造技术的逐渐完善和质量的(de)提高,不(bú)仅可以减少铸造的进口,而且有可能逐步开拓出口?场,向国外出口更多的铸(zhù)造产品(pǐn)。“十二五”期间,铸造进口在短期内将继续保持持续增(zēng)长的(de)势头,铸造出口将会有很大的发展。
据悉,经济全球化浪潮中,产业发展过程的(de)国际分工(gōng)正在逐(zhú)渐形成,基于成(chéng)本的压力,外商大量的在我国采购铸造件,甚至还在我国设立精密(mì)铸造(zào)生产基地,可以预见,未(wèi)来一段(duàn)时间内,我国仍会承担着国际有色金(jīn)属铸件及制品的生产制造任务。另一方面,由于铸造同仁的不懈努力,我国铸造模具制作(zuò)水平和能力业有了很大的提高,铸造质量与(yǔ)先进工业国家差距逐步缩小,价格低廉促使国外采购量剧增,巨大的海外铸造市场(chǎng)的(de)需求对我国铸(zhù)造产业的兴(xìng)旺起着很大的推动作用(yòng)。
产业要求
精密铸(zhù)造是世界铸造(zào)行业的领头羊,作为铸造行业在高新领域的代(dài)表,精密铸造必须要发挥它的模(mó)范作用和带头作用,但是精密铸造要发挥这两大作用的前(qián)提是强大自身,因此我国的精密铸造应该被优先的(de)发(fā)展起来,发展需要既定的方针和(hé)发展的目标,精密铸造行业的发(fā)展(zhǎn)目标是以下几个方面:
第一,完成在增长方(fāng)式上由劳动、资(zī)源(yuán)密集型向技术资本密集型的(de)转变,由粗放污染型向绿色集约型转变,产品的质量、品种、数量与世界先进水平相当,优质材料的比重迅速增加,整个(gè)精密铸件厂的生产效率、经济效益(yì)成倍增长;环境污染(rǎn)得到有效治理,初步建起与环境协调一致的中国铸(zhù)造材料产业系统。
第二,形成一些结构合理、整体水平高的产学研结合的研发和教育培训(xùn)基(jī)地(dì),能不断(duàn)向企业输送专业人才,不断开发出高质量、高档次铸造材料新品种,满足对铸造材料(liào)日益增长的需要,同时逐步加大(dà)技术出口的力度。
第三,要完成产业结构调整,淘汰一批技术水平低,产品质(zhì)量差,污染严重,经(jīng)济效益不好的小型精密铸件(jiàn)厂,形成(chéng)相对集中的“小型巨(jù)人”和“明(míng)星企业”,实现“专业化、规模化”生产。特别(bié)是要涌现一、两个可与世界知名企(qǐ)业抗衡的骨干企(qǐ)业,它们的技(jì)术水平高,工(gōng)艺装备(bèi)精良,资金雄厚(hòu),管(guǎn)理水(shuǐ)平先进,能不断向(xiàng)市场提供高档、优质(zhì)的铸造材品,市场占有率高。
精密铸造行业若能(néng)达到以上的发展(zhǎn)目标,壮大自己,那么精密铸造行业定(dìng)能发挥它在铸造行业内的先锋(fēng)模范和带头作用,带动铸造产业发展。