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主旨
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精密鑄造,指的是獲得精準尺寸鑄件工藝的總稱。

 

相對於傳統砂型鑄造工藝,精密鑄造獲的鑄件尺寸更加精準,表面光潔度更好。

 

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。

 

精密鑄造又叫失蠟鑄造,它的產品精密、複雜、接近於零件最後形狀,可不加工或很少加工就直接使用,是一種近淨形成形的先進工藝。

 

基本信息
中文名:精密鑄造
英文名:Precision casting
定 義:鑄件工藝
發展前景:廣闊
又 名:失蠟鑄造
包 括:金屬型鑄造、壓力鑄造等

 

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)製造熔模;在熔模上重複沾耐火塗料與撒耐火砂工序,硬化型殼及乾燥;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,及燒掉殘餘的熔模材料,澆注所需要的金屬材料;凝固冷卻,脫殼後清砂,從而獲得高精度的成品。

 

根據產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、最後模殼風乾)---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

 

鑄造生產流程大體就是這樣總的來說可以分為壓蠟、制殼、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---對臘模進行修正

 

組樹---將臘模進行組樹

 

制殼包括(掛沙、掛漿、風乾)

 

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)

 

後處理包括(噴砂、拋丸、修正、酸洗)

 

檢驗包括(蠟檢、初檢、中檢、成品檢)

 

發展
精密鑄造又叫失蠟鑄造,它的產品精密、複雜、接近於零件最後形狀,可不加工或很少加工就直接使用,故熔模鑄造是一種近淨形成形的先進工藝。

 

我國古代:王子午鼎、銅禁、銅獅等等,都是熔模鑄造的傑作。

 

自20世紀40年代熔模鑄造用於工業生產後,半個世紀中一直以較快的速度發展著。

 

特別是歐美國家發展迅速。

 

熔模鑄造用於航空、兵器部門外,幾乎套用於所有工業部門,特別是電子、石油、化工、能源、交通運輸、輕工、紡織、製藥、醫療器械、泵和閥等部門。

 

近幾年我國發展也迅速。

 

熔模技術發展使熔模鑄造不僅能生產小型鑄件,而且能生產較大的鑄件,最大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。

 

陶瓷型鑄造

 

用陶瓷漿料製成鑄型生產鑄件的鑄造方法。

 

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。

 

由於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,待結膠硬化後起模,經高溫焙燒即成為鑄型。

 

②採用襯套,在襯套和模樣之間的空隙澆灌陶瓷漿料製造鑄型。
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大量陶瓷漿料,在生產中套用較多。

 

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。

 

陶瓷型鑄造生產周期短,金屬利用率高。

 

最大鑄件可達十幾噸,主要用於鑄造大型厚壁精密鑄件和鑄造單件小批量的沖模、鍛模、塑膠模、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製成的模具相媲美,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的。

 

當濕型不能滿足要求時再考慮使用粘土砂表乾砂型、乾砂型或其它砂型。

 

粘土濕型砂鑄造的鑄件重量可從幾公斤直到幾十公斤,而粘土乾型生產的鑄件可重達幾十噸。

 

一般來講,對於中、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,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,應該採用其它鑄造方法,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,大量生產的工廠應創造條件採用技術先進的造型、造芯方法。

 

老式的震擊式或震壓式造型機生產線生產率不夠高,工人勞動強度大,噪聲大,不適應大量生產的要求,應逐步加以改造。

 

對於小型鑄件,可以採用水平分型或垂直分型的無箱高壓造型機生產線、實型造型生產效率又高,占地面積也少;對於中件可選用各種有箱高壓造型機生產線、氣沖造型線,以適應快速、高精度造型生產線的要求,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套用樹脂自硬砂造型和造芯。

 

單件小批生產的重型鑄件,手工造型仍是重要的方法,手工造型能適應各種複雜的要求比較靈活,不要求很多工藝裝備。

 

可以套用水玻璃砂型、VRH法水玻璃砂型、有機酯水玻璃自硬砂型、粘土乾型、樹脂自硬砂型及水泥砂型等;對於單件生產的重型鑄件,採用地坑造型法成本低,投產快。

 

批量生產或長期生產的定型產品採用多箱造型、劈箱造型法比較適宜,雖然模具、砂箱等開始投資高,但可從節約造型工時、提高產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。

 

條件方法應適合

 

例如同樣是生產大型工具機床身等鑄件,一般採用組芯造型法,不製作模樣和砂箱,在地坑中組芯;而另外的工廠則採用砂箱造型法,製作模樣。

 

不同的企業生產條件(包括設備、場地、員工素質等)、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什麼產品和不適合(或不能)做什麼產品。

 

精度要求和成本

 

各種鑄造方法所獲得的鑄件精度不同,初投資和生產率也不一致,最終的經濟效益也有差異。

 

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。

 

雖然我國的鑄造產業發展處在一個比較困難的時期,但是,從長遠的角度來看,我國的精密鑄造產業發展還是有一定的希望,市場需求已經慢慢的開始回暖,而且加上我國鑄造產業發展擁有的雄厚實力,相信我國的鑄造產業產業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。
規律性的問題掌握得還不是很好,從而影響批量生產中的成品率。

 

第二,產學研結合。
企業的自主創新除了創新意識的增強和研發能力的提升外,還需要重視和加強以精密鑄造企業為主體的“產、學、研”相結合。

 

第三,重視材料研發。
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仍是重點。

 

資料來源:https://www.easyatm.com.tw/wiki/%E7%B2%BE%E5%AF%86%E9%91%84%E9%80%A0

 

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