
精密鑄造
2014-07-05 09:53:47 來源: 點擊:
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基本概念編輯
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制(如石蠟)造熔模;在熔模上重復(fù)沾耐火涂料與撒耐火砂工序,,硬化型殼及干燥;再將內(nèi)部的熔模溶化掉,,獲得型腔,;焙燒型殼以獲得足夠的強度,及燒掉殘余的熔模材料,,,;澆注所需要的金屬材料,;凝固冷卻,脫殼后清砂,從而獲得高精度的成品,。根據(jù)產(chǎn)品需要或進行熱處理與冷加工和表面處理,。
2工藝流程編輯
壓蠟(射蠟制蠟?zāi)#?--修蠟----蠟檢----組樹(臘模組樹)---制殼(先沾漿、淋沙,、再沾漿,、最后模
殼風(fēng)干)---脫蠟(蒸汽脫蠟)-------模殼焙燒--化性分析--澆注(在模殼內(nèi)澆注鋼水)----震動脫殼---
鑄件與澆棒切割分離----磨澆口---初檢(毛胚檢)---拋丸清理-----機加工-----拋光---成品檢---入庫
鑄造生產(chǎn)流程大體就是這樣總的來說可以分為壓蠟、制殼,、澆注,、后處理、檢驗
壓蠟包括(壓蠟,、修蠟,、組樹)
壓蠟---利用壓蠟機進行制作臘模
修蠟---對臘模進行修正
組樹---將臘模進行組樹
制殼包括(掛沙、掛漿,、風(fēng)干)
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)
后處理包括(噴砂,、拋丸,、修正、酸洗)
檢驗包括(蠟檢,、初檢,、中檢、成品檢)
3發(fā)展編輯
精密鑄造又叫失蠟鑄造,它的產(chǎn)品精密,、復(fù)雜,、接近于零件最后形狀,可不加工或很少加工就直接使用,,故熔模鑄造是一種近凈形成形的先進工藝,。
我國古代:王子午鼎、銅禁,、銅獅等等,,都是熔模鑄造的杰作。自20世紀40年代熔模鑄造用于工業(yè)生產(chǎn)后,,半個世紀中一直以較快的速度發(fā)展著,。特別是歐美國家發(fā)展迅速。熔模鑄造用于航空,、兵器部門外,,幾乎應(yīng)用于所有工業(yè)部門,,特別是電子、石油,、化工,、能源、交通運輸,、輕工,、紡織、制藥,、醫(yī)療器械,、泵和閥等部門。近幾年我國發(fā)展也迅速,。
熔模技術(shù)發(fā)展使熔模鑄造不僅能生產(chǎn)小型鑄件,,而且能生產(chǎn)較大的鑄件,******的熔模鑄件的輪廓尺寸已近2m,,而最小壁厚卻不到2mm.同時熔模鑄件也更趨精密,,除線形公差外,零件也能達到較高的幾何公差.熔模鑄件的表面粗糙度也越來越小,,可達到Ra0.4μm,。
4分類編輯
陶瓷型鑄造
用陶瓷漿料制成鑄型生產(chǎn)鑄件的鑄造方法。陶瓷漿料由硅酸乙酯水解液和質(zhì)地較純,、熱穩(wěn)定性較高的細耐火砂如電熔石英,、鋯英石、剛玉等混合而成,。為使陶瓷漿料在短時間內(nèi)結(jié)膠,,常加入氫氧化鈣或氧化鎂作為催化劑。由于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鑄造基礎(chǔ)上發(fā)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,。其制作過程是先將模樣固定于型板上,外套砂箱,,再將調(diào)好的陶瓷漿料倒入砂箱,,待結(jié)膠硬化后起模,經(jīng)高溫焙燒即成為鑄型。②采用襯套,在襯套和模樣之間的空隙澆灌陶瓷漿料制造鑄型,。襯套可用砂型,,也可用金屬型。用襯套澆灌陶瓷殼層可以節(jié)省大量陶瓷漿料,,在生產(chǎn)中應(yīng)用較多,。陶瓷型鑄件表面粗糙度可達Ra10~1.25微米,尺寸精度高達3~5級,能達到少無切削加工的目的,。陶瓷型鑄造生產(chǎn)周期短,金屬利用率高,。******鑄件可達十幾噸,,主要用于鑄造大型厚壁精密鑄件和鑄造單件小批量的沖模、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法制成的模具相媲美,而制造成本則比用機械加工方法制成的模具低,。
砂型鑄造
在全部鑄件產(chǎn)量中,,60~70%的鑄件是用砂型生產(chǎn)的,而且其中70%左右是用粘土砂型生產(chǎn)
的,。主要原因是砂型鑄造較之其它鑄造方法成本低,、生產(chǎn)工藝簡單、生產(chǎn)周期短,。所以像汽車的發(fā)動機氣缸體,、氣缸蓋、曲軸等鑄件都是用粘土濕型砂工藝生產(chǎn)的,。當(dāng)濕型不能滿足要求時再考慮使用粘土砂表干砂型,、干砂型或其它砂型。粘土濕型砂鑄造的鑄件重量可從幾公斤直到幾十公斤,,而粘土干型生產(chǎn)的鑄件可重達幾十噸,。一般來講,對于中,、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(chǎn),,可以獲得尺寸精確,、表面光潔的鑄件,但成本較高,。
的,。主要原因是砂型鑄造較之其它鑄造方法成本低,、生產(chǎn)工藝簡單、生產(chǎn)周期短,。所以像汽車的發(fā)動機氣缸體,、氣缸蓋、曲軸等鑄件都是用粘土濕型砂工藝生產(chǎn)的,。當(dāng)濕型不能滿足要求時再考慮使用粘土砂表干砂型,、干砂型或其它砂型。粘土濕型砂鑄造的鑄件重量可從幾公斤直到幾十公斤,,而粘土干型生產(chǎn)的鑄件可重達幾十噸,。一般來講,對于中,、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(chǎn),,可以獲得尺寸精確,、表面光潔的鑄件,但成本較高,。
當(dāng)然,,砂型鑄造生產(chǎn)的鑄件精度、表面光潔度,、材質(zhì)的密度和金相組織,、機械性能等方面往往較差,所以當(dāng)鑄件的這些性能要求更高時,應(yīng)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,。
5技術(shù)要求編輯
方法適應(yīng)
例如砂型鑄造,,大量生產(chǎn)的工廠應(yīng)創(chuàng)造條件采用技術(shù)先進的造型、造芯方法,。老式的震擊式或震壓式造型機生產(chǎn)線生產(chǎn)率不夠高,,工人勞動強度大,噪聲大,,不適應(yīng)大量生產(chǎn)的要求,,應(yīng)逐步加以改造。對于小型鑄件,,可以采用水平分型或垂直分型的無箱高壓造型機生產(chǎn)線,、實型造型生產(chǎn)效率又高,占地面積也少,;對于中件可選用各種有箱高壓造型機生產(chǎn)線,、氣沖造型線,以適應(yīng)快速,、高精度造型生產(chǎn)線的要求,,造芯方法可選用:冷芯盒、熱芯盒,、殼芯等高效制芯方法,。
中等批量的大型鑄件可以考慮應(yīng)用樹脂自硬砂造型和造芯。
單件小批生產(chǎn)的重型鑄件,,手工造型仍是重要的方法,,手工造型能適應(yīng)各種復(fù)雜的要求比較靈活,不要求很多工藝裝備,??梢詰?yīng)用水玻璃砂型、VRH法水玻璃砂型,、有機酯水玻璃自硬砂型,、粘土干型、樹脂自硬砂型及水泥砂型等,;對于單件生產(chǎn)的重型鑄件,,采用地坑造型法成本低,,投產(chǎn)快,。批量生產(chǎn)或長期生產(chǎn)的定型產(chǎn)品采用多箱造型、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(jié)約造型工時、提高產(chǎn)品質(zhì)量方面得到補償,。
低壓鑄造,、壓鑄、離心鑄造等鑄造方法,,因設(shè)備和模具的價格昂貴,,所以只適合批量生產(chǎn)。
條件方法應(yīng)適合
例如同樣是生產(chǎn)大型機床床身等鑄件,,一般采用組芯造型法,,不制作模樣和砂箱,在地坑中組芯,;而另外的工廠則采用砂箱造型法,,制作模樣。不同的企業(yè)生產(chǎn)條件(包括設(shè)備,、場地,、員工素質(zhì)等)、生產(chǎn)習(xí)慣,、所積累的經(jīng)驗各不一樣,,應(yīng)該根據(jù)這些條件考慮適合做什么產(chǎn)品和不適合(或不能)做什么產(chǎn)品。
精度要求和成本
各種鑄造方法所獲得的鑄件精度不同,,初投資和生產(chǎn)率也不一致,,最終的經(jīng)濟效益也有差異。因此,,要做到多,、快、好,、省,,就應(yīng)當(dāng)兼顧到各個方面。應(yīng)對所選用的鑄造方法進行初步的成本估算,,以確定經(jīng)濟效益高又能保證鑄件要求的鑄造方法,。
雖然我國的鑄造產(chǎn)業(yè)發(fā)展處在一個比較困難的時期,但是,,從長遠的角度來看,,我國的精密鑄造產(chǎn)業(yè)發(fā)展還是有一定的希望,市場需求已經(jīng)慢慢的開始回暖,,而且加上我國鑄造產(chǎn)業(yè)發(fā)展擁有的雄厚實力,,相信我國的鑄造產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)一定會取得喜人的成績。
專家表示,要從根本上提高鑄造技術(shù)水平就必須做到以下四點:第一,,發(fā)展模擬技術(shù),,提高預(yù)測的準確性,加強工藝控制,,提高成品率,。規(guī)律性的問題掌握得還不是很好,從而影響批量生產(chǎn)中的成品率,。第二,,產(chǎn)學(xué)研結(jié)合。企業(yè)的自主創(chuàng)新除了創(chuàng)新意識的增強和研發(fā)能力的提升外,,還需要重視和加強以精密鑄造企業(yè)為主體的“產(chǎn),、學(xué)、研”相結(jié)合,。第三,,重視材料研發(fā)。材料是工業(yè)的基礎(chǔ),,當(dāng)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(shù)還有待改進,,與國外差距還較大。第四,,注重裝備技術(shù)的提升,。工藝上主要還是設(shè)備的問題,很多關(guān)鍵設(shè)備,,如一些定向凝固設(shè)備主要還是依靠進口,,因此精密鑄造設(shè)備的研發(fā)仍是重點。
6產(chǎn)業(yè)發(fā)展編輯
我國鑄造產(chǎn)業(yè)在技術(shù),、質(zhì)量及價格上,,相對于東南亞及中東等國家,都占有很大的優(yōu)勢,,出口前景非常喜人,。而外資企業(yè)進入我國,其鑄造的返銷及出口也將成為我國鑄造出口的重要組成部分,。由于我國鑄造生產(chǎn)成本大大低于國外,,而隨著鑄造技術(shù)的逐漸完善和質(zhì)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口?場,,向國外出口更多的鑄造產(chǎn)品,。“十二五”期間,鑄造進口在短期內(nèi)將繼續(xù)保持持續(xù)增長的勢頭,,鑄造出口將會有很大的發(fā)展。
據(jù)悉,,經(jīng)濟全球化浪潮中,,產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程的國際分工正在逐漸形成,基于成本的壓力,,外商大量的在我國采購鑄造件,,甚至還在我國設(shè)立精密鑄造生產(chǎn)基地,可以預(yù)見,,未來一段時間內(nèi),,我國仍會承擔(dān)著國際有色金屬鑄件及制品的生產(chǎn)制造任務(wù)。另一方面,,由于鑄造同仁的不懈努力,,我國鑄造模具制作水平和能力業(yè)有了很大的提高,鑄造質(zhì)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,,巨大的海外鑄造市場的需求對我國鑄造產(chǎn)業(yè)的興旺起著很大的推動作用。
7產(chǎn)業(yè)要求編輯
[2] 精密鑄造是世界鑄造行業(yè)的領(lǐng)頭羊,,作為鑄造行業(yè)在高新領(lǐng)域的代表,,精密鑄造必須要發(fā)揮它的模范作用和帶頭作用,但是精密鑄造要發(fā)揮這兩大作用的前提是強大自身,,因此我國的精密鑄造應(yīng)該被優(yōu)先的發(fā)展起來,,發(fā)展需要既定的方針和發(fā)展的目標(biāo),精密鑄造行業(yè)的發(fā)展目標(biāo)是以下幾個方面:
第一,,完成在增長方式上由勞動,、資源密集型向技術(shù)資本密集型的轉(zhuǎn)變,由粗放污染型向綠色集約型轉(zhuǎn)變,,產(chǎn)品的質(zhì)量,、品種、數(shù)量與世界先進水平相當(dāng),,優(yōu)質(zhì)材料的比重迅速增加,,整個精密鑄件廠的生產(chǎn)效率、經(jīng)濟效益成倍增長,;環(huán)境污染得到有效治理,,初步建起與環(huán)境協(xié)調(diào)一致的中國鑄造材料產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)。
第二,,形成一些結(jié)構(gòu)合理,、整體水平高的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的研發(fā)和教育培訓(xùn)基地,,能不斷向企業(yè)輸送專業(yè)人才,不斷開發(fā)出高質(zhì)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,同時逐步加大技術(shù)出口的力度,。
第三,,要完成產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,淘汰一批技術(shù)水平低,,產(chǎn)品質(zhì)量差,,污染嚴重,經(jīng)濟效益不好的小型精密鑄件廠,,形成相對集中的“小型巨人”和“明星企業(yè)”,,實現(xiàn)“專業(yè)化、規(guī)?;?rdquo;生產(chǎn),。特別是要涌現(xiàn)一、兩個可與世界知名企業(yè)抗衡的骨干企業(yè),,它們的技術(shù)水平高,,工藝裝備精良,資金雄厚,,管理水平先進,,能不斷向市場提供高檔、優(yōu)質(zhì)的鑄造材品,,市場占有率高,。
精密鑄造行業(yè)若能達到以上的發(fā)展目標(biāo),壯大自己,,那么精密鑄造行業(yè)定能發(fā)揮它在鑄造行業(yè)內(nèi)的先鋒模范和帶頭作用,,帶動鑄造產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
8產(chǎn)業(yè)改革編輯
為促進鑄造產(chǎn)業(yè)發(fā)展,,使精密鑄造企業(yè)的規(guī)模在合理的范圍之內(nèi),。《我國精密鑄造產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》中提出,,到2015年精密鑄造企業(yè)數(shù)量將從3萬家減少到2萬家左右,,到2020年減少到1萬家左右,同時,,大幅度降低鑄造能源消耗,,30%企業(yè)達到發(fā)達工業(yè)化國家水平;鑄造企業(yè)的廢物,、廢氣排放達到國家標(biāo)準或地方標(biāo)準,;在“十一五”基礎(chǔ)上,,節(jié)能減排目標(biāo)達到能耗降低10%,排污降低15%,實施“我國精密鑄造產(chǎn)業(yè)準入條件”,關(guān)閉浪費資源,、污染環(huán)境和不具備安全生產(chǎn)條件的企業(yè),。[3]
我國精密鑄造鑄造技術(shù)除廠點多,從業(yè)人員多,,產(chǎn)量大以外,,與發(fā)達國家相比,在質(zhì)量,、效率,、能源與材料消耗,、勞動條件與環(huán)境保護等方面都存在差距,。據(jù)悉,當(dāng)前世界上工業(yè)發(fā)達國家精密鑄造技術(shù)的發(fā)展歸納起來大致有四個目標(biāo),,我國的精密鑄造行業(yè)也應(yīng)該向這四個方面挺近:1.提高鑄件質(zhì)量和可靠性,,生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)近終形鑄件;2.縮短交貨期,;3.保護環(huán)境,,減少以至消除污染;4.降低生產(chǎn)成本,。我國精密鑄造還不能達到這幾點目標(biāo),,要使我國精密鑄造產(chǎn)業(yè)達到世界先進水平就必須從我國的實際出發(fā),以盡快促進精密鑄造產(chǎn)業(yè)發(fā)展,。
9我國發(fā)展編輯
從改革開放以來,,隨著國內(nèi)市場對精密鑄造工業(yè)產(chǎn)品的需求不斷增高,我國相關(guān)企業(yè)也開始擺脫國外產(chǎn)品的制約,,開始走向自主開發(fā)的轉(zhuǎn)型之路,,提供產(chǎn)品的市場競爭力。自2010年,,自主研發(fā)已經(jīng)成為國內(nèi)鑄造企業(yè)發(fā)展的首要目標(biāo),。國際模協(xié)秘書長羅百輝表示,只有從技術(shù)上完全脫離依靠才能從根本上獨立,。為了擺脫這種長期依賴的局勢,,國內(nèi)的部門鑄造企業(yè)開始通過自主開發(fā)獲取市場。日前蘇州市相城區(qū)渭塘鎮(zhèn)的有色金屬鑄件廠就通過自主開發(fā)加工模具,,走出一條精密鑄造的轉(zhuǎn)型之路,。
據(jù)悉,該精密鑄造企業(yè)目前共有人員118個,,生產(chǎn)800多種有色金屬零部件,,這兩年雖然別的企業(yè)在金融危機影響下以出口為主的有色鑄造業(yè)務(wù)大起大落,。但相城區(qū)有色金屬鑄件廠非但沒有為此“焦慮”,反而認為這是一個調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的好時機,。為了全方位滿足客戶需求,,其開始了自主開發(fā)加工模具的道路。加大了市場開拓力度,,并在與國際市場的接軌中實現(xiàn)集約化發(fā)展,。將在很大程度上促進國內(nèi)精密鑄造產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展。[4]
10影響精密鑄造件尺寸精度的因素編輯
一般情況下,,精密鑄造件尺寸精度是受鑄件結(jié)構(gòu),、鑄件材質(zhì)、制模,、制殼,、焙燒、澆注等多方因素影響的,,其中任何一個環(huán)節(jié)設(shè)置,、操作不合理都會使鑄件的收縮率產(chǎn)生變化,導(dǎo)致鑄件尺寸精度與要求有偏差,。以下是可造成精密鑄件尺寸精度缺陷的因素:
(1)鑄件結(jié)構(gòu)的影響:a. 鑄件壁厚,,收縮率大,鑄件壁薄,,收縮率小,。 b. 自由收縮率大,阻礙收縮率小,。
(2)鑄件材質(zhì)的影響:a. 材料中含碳量越高,,線收縮率越小,含碳量越低,,線收縮率越大,。 b. 常見材質(zhì)的鑄造收縮率如下:鑄造收縮率K=(LM-LJ)/LJ×100%, LM為型腔尺寸,,LJ為鑄件尺寸,。K受以下因素的影響:蠟?zāi)1、鑄件結(jié)構(gòu)K2,、合金種類K3,、澆注溫度K4。
(3)制模對鑄件線收縮率的影響:a.射蠟溫度,、射蠟壓力,、保壓時間對熔模尺寸的影響以射蠟溫度最明顯,其次為射蠟壓力,,保壓時間在保證熔模成型后對熔模最終尺寸的影響很小,。 b.蠟(模)料的線收縮率約為0.9-1.1%,。 c.熔模存放時,將進一步產(chǎn)生收縮,,其收縮值約為總收縮量的10%,,但當(dāng)存放12小時后,熔模尺寸基本穩(wěn)定,。 d.蠟?zāi)较蚴湛s率僅為長度方向收縮率的30-40%,,射蠟溫度對自由收縮率的影響遠遠大于對受阻收縮率的影響(******射蠟溫度為57-59℃,溫度越高收縮越大),。
(4)制殼材料的影響:采用鋯英砂,、鋯英粉、上店砂,、上店粉,,因其膨脹系數(shù)小,僅為4.6×10-6/℃,,因此可以忽略不計,。
(5)型殼焙燒的影響:由于型殼的膨脹系數(shù)小,,當(dāng)型殼溫度為1150℃時,,僅為0.053%,因此也可以忽略不計,。
(6)澆鑄溫度的影響:澆注溫度越高,,收縮率越大,澆注溫度低,,收縮率越小,,因此澆注溫度應(yīng)適當(dāng)。
11熔模精密鑄造技術(shù)應(yīng)用廣泛發(fā)展前景廣闊編輯
熔模精密鑄造是指用易熔材料制成可熔性模型,,在其上涂覆若干層特制的耐火涂料,,經(jīng)過干燥和硬化形成一個整體型殼后,再用蒸汽或熱水從型殼中熔掉模型,,然后把型殼置于砂箱中,,在其四周填充干砂造型,最后將鑄型放入焙燒爐中經(jīng)過高溫焙燒,,鑄型或型殼經(jīng)焙燒后,,于其中澆注熔融金屬而得到鑄件。
熔模精密鑄造獲得的產(chǎn)品精密,、復(fù)雜,,接近于零件最后形狀,可不加工或很少加工就直接使用,,是一種近凈形成形的先進工藝,,是鑄造行業(yè)中一項優(yōu)異的工藝技術(shù),,其應(yīng)用非常廣泛。它不僅適用于各種類型,、各種合金的鑄造,,而且生產(chǎn)出的鑄件尺寸精度、表面質(zhì)量比其他鑄造方法要高,,甚至其他鑄造方法難于鑄得的復(fù)雜,、耐高溫、不易于加工的鑄件,,均可采用熔模精密鑄造鑄得,。
目前世界的熔模精密鑄造成形工藝發(fā)展迅速、應(yīng)用廣泛,,從目前的態(tài)勢看,,未來該工藝將來的發(fā)展趨勢是鑄件產(chǎn)品越來越接近零部件產(chǎn)品,傳統(tǒng)的精鑄件只作為毛坯,,已經(jīng)不適應(yīng)市場的快速應(yīng)變,。零部件產(chǎn)品的復(fù)雜程度和質(zhì)量檔次越來越高,研發(fā)手段越來越強,,專業(yè)化協(xié)作開始顯現(xiàn),,CAD、CAM,、CAE的應(yīng)用成為零部件產(chǎn)品開發(fā)的主要技術(shù),。
摘自:http://baike.baidu.com/view/1252900.htm?fr=aladdin
摘自:http://baike.baidu.com/view/1252900.htm?fr=aladdin

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