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精密鑄造
來源: 發(fā)布時間:2018-08-10 點擊量:1501
精密鑄造是獲得精準尺寸鑄件工藝的總稱。相對于傳統(tǒng)砂型鑄造工藝,精密鑄造獲的鑄件尺寸更加精準,表面光潔度更好。
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(如石蠟)制造熔模;在熔模上重復沾耐火涂料與撒耐火砂工序,硬化型殼及干燥;再將內部的熔模溶化掉,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。
工藝流程
壓蠟(射蠟制蠟模)---修蠟----蠟檢----組樹(臘模組樹)---制殼(先沾漿、淋沙、再沾漿、最后模
殼風干)---脫蠟(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---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)
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結膠,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,再將調好的陶瓷漿料倒入砂箱,待結膠硬化后起模,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。最大鑄件可達十幾噸,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。
當然,砂型鑄造生產(chǎn)的鑄件精度、表面光潔度、材質的密度和金相組織、機械性能等方面往往較差,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
例如砂型鑄造,大量生產(chǎn)的工廠應創(chuàng)造條件采用技術先進的造型、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,不適應大量生產(chǎn)的要求,應逐步加以改造。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,手工造型能適應各種復雜的要求比較靈活,不要求很多工藝裝備??梢詰盟A靶汀?/span>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)品質量方面得到補償。
低壓鑄造、壓鑄、離心鑄造等鑄造方法,因設備和模具的價格昂貴,所以只適合批量生產(chǎn)。
條件方法應適合
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(包括設備、場地、員工素質等)、生產(chǎn)習慣、所積累的經(jīng)驗各不一樣,應該根據(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,就應當兼顧到各個方面。應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水平就必須做到以下四點:第一,發(fā)展模擬技術,提高預測的準確性,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)學研結合。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、研”相結合。第三,重視材料研發(fā)。材料是工業(yè)的基礎,當前還有很多工作要做。在航空航天領域,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,很多關鍵設備,如一些定向凝固設備主要還是依靠進口,因此精密鑄造設備的研發(fā)仍是重點。
產(chǎn)業(yè)發(fā)展
我國鑄造產(chǎn)業(yè)在技術、質量及價格上,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,甚至還在我國設立精密鑄造生產(chǎn)基地,可以預見,未來一段時間內,我國仍會承擔著國際有色金屬鑄件及制品的生產(chǎn)制造任務。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。
產(chǎn)業(yè)要求
精密鑄造是世界鑄造行業(yè)的領頭羊,作為鑄造行業(yè)在高新領域的代表,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,精密鑄造行業(yè)的發(fā)展目標是以下幾個方面:
第一,完成在增長方式上由勞動、資源密集型向技術資本密集型的轉變,由粗放污染型向綠色集約型轉變,產(chǎn)品的質量、品種、數(shù)量與世界先進水平相當,優(yōu)質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)調一致的中國鑄造材料產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)。
第二,形成一些結構合理、整體水平高的產(chǎn)學研結合的研發(fā)和教育培訓基地,能不斷向企業(yè)輸送專業(yè)人才,不斷開發(fā)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,同時逐步加大技術出口的力度。
第三,要完成產(chǎn)業(yè)結構調整,淘汰一批技術水平低,產(chǎn)品質量差,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)?;鄙a(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,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)內的先鋒模范和帶頭作用,帶動鑄造產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
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