精密鑄造基本概念

精密鑄造基本概念

精密鑄造基本概念它包括：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(qiáng)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(jìn)行熱處理與冷加工和表面處理。
精密鑄造發(fā)展
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(jìn)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(jì)40年代熔模鑄造用于工業(yè)生產(chǎn)后，半個(gè)世紀(jì)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。現(xiàn)在熔模鑄造用于航空、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(yùn)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以近2m，而最小壁厚卻不到2mm．同時(shí)熔模鑄件也更趨精密，除線形公差外，零件也能達(dá)到較高的幾何公差．熔模鑄件的表面鑄造角度值也越來越小，可達(dá)到Ra0.4μm。
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(xì)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(shí)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(dá)Ra10～1.25微米,尺寸精度高達(dá)3～5級(jí),能達(dá)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(dá)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(jī)械加工方法制成的模具相媲美，而制造成本則比用機(jī)械加工方法制成的模具低。   
砂型鑄造簡(jiǎn)單介紹
優(yōu)先采用砂型鑄造據(jù)統(tǒng)計(jì)
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(jiǎn)單、生產(chǎn)周期短。所以象汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)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(dá)幾十噸。
一般來講，對(duì)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(jī)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(shí)，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。
鑄造方法應(yīng)和生產(chǎn)批量相適應(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(jìn)的造型、造芯方法。老式的震擊式或震壓式造型機(jī)生產(chǎn)線生產(chǎn)率不夠高，工人勞動(dòng)強(qiáng)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(duì)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(jī)生產(chǎn)線、實(shí)型造型生產(chǎn)效率又高，占地面積也少；對(duì)于中件可選用各種有箱高壓造型機(jī)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(jī)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(duì)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(shí)、提高產(chǎn)品質(zhì)量方面得到補(bǔ)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(jià)格昂貴，所以只適合批量生產(chǎn)。
造型方法應(yīng)適合工廠條件
例如同樣是生產(chǎn)大型機(jī)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(chǎng)地、員工素質(zhì)等）、生產(chǎn)習(xí)慣、所積累的經(jīng)驗(yàn)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。
要兼顧鑄件的精度要求和成本
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(jì)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(gè)方面。應(yīng)對(duì)所選用的鑄造方法進(jìn)行初步的成本估算，以確定經(jīng)濟(jì)效益高又能保證鑄件要求的鑄造方法。
經(jīng)濟(jì)危機(jī)對(duì)國內(nèi)鑄造行業(yè)的影響
1.經(jīng)濟(jì)危機(jī)使鑄造企業(yè)再一次進(jìn)行“洗牌”
由于全球經(jīng)濟(jì)衰退，鑄件產(chǎn)品出口受阻，國內(nèi)需求疲軟。目前的鑄件市場(chǎng)資源十分有限，在爭(zhēng)奪這些市場(chǎng)資源的過程中，一些產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良、成本低的企業(yè)將會(huì)勝出；部分規(guī)模小，資金短缺，以及產(chǎn)品質(zhì)量和成本沒有競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)只能停產(chǎn)或半停產(chǎn)，如果經(jīng)濟(jì)危機(jī)的時(shí)間再長一些，這些企業(yè)只能倒閉。
2007年和2008年上半年高企的鑄造材料價(jià)格已經(jīng)使一批經(jīng)營不善的鑄造企業(yè)倒閉，目前經(jīng)濟(jì)危機(jī)將使中國的鑄造企業(yè)進(jìn)行再一次洗牌。優(yōu)勝劣汰，從而有利于中國鑄造行業(yè)發(fā)展的角度來說，也可能是一件好事。
2.鑄件產(chǎn)品降價(jià)是大勢(shì)所趨
受制于鑄造材料價(jià)格大幅下挫的影響，鑄件產(chǎn)品全面降價(jià)是必然的趨勢(shì)。以2008年原材料價(jià)格最高的月份為基礎(chǔ)計(jì)算，鑄造生鐵不含稅平均市場(chǎng)價(jià)目前已降到2800元/t左右，下降了約40%；廢鋼降到2000元/t左右，下降了約53%；鑄造焦炭降為2400元/t左右，下降了約38%。依此計(jì)算，每噸鑄件的主要材料成本降低了2000元以上，如果再考慮鐵合金降價(jià)因素，鑄件的成本降的更多；同時(shí)，焦炭的降價(jià)還引起了熔煉成本的降低。這個(gè)賬不只是鑄件生產(chǎn)企業(yè)清楚，鑄件用戶也會(huì)算，因此鑄件產(chǎn)品的降價(jià)浪潮不可避免，關(guān)鍵是我們鑄造企業(yè)如何運(yùn)用智慧同用戶進(jìn)行博弈，在新一輪價(jià)格談判中達(dá)到雙贏。

3.鑄造企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營的困難因素增加
經(jīng)濟(jì)危機(jī)使鑄造材料的價(jià)格大幅下挫，似乎給鑄造行業(yè)帶來了機(jī)遇，但同時(shí)也造成了前所未有的困難，總體來看，挑戰(zhàn)大于機(jī)遇。
中國鑄造新技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
鑄造是現(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè)的基礎(chǔ)工藝之一，因此鑄造業(yè)的發(fā)展標(biāo)志著一個(gè)國家的生產(chǎn)實(shí)力。我國目前已經(jīng)成為世界鑄造機(jī)械大國之一，在鑄造機(jī)械制造行業(yè)近年來取得了很大的成績(jī)。
“八五”期間鑄造機(jī)械制造受到了原機(jī)電部高度重視，投入了建國以來**的一次專項(xiàng)技改貸款和攻關(guān)費(fèi)用，扶持了鑄造機(jī)械行業(yè)產(chǎn)品的開發(fā)和發(fā)展。“大型拋丸清理機(jī)的制造”，“垂直分型無箱射壓造型機(jī)”，“水玻璃砂舊砂再生設(shè)備的研制”，“金屬型鑄造設(shè)備”等等相繼被開發(fā)應(yīng)用。
“九五”期間，鑄造機(jī)械行業(yè)承擔(dān)并樹立完成了“轎車鑄件毛坯精化高效造型與清理成套技術(shù)與裝備”的任務(wù)，“缸體高效連續(xù)拋丸清理線的開發(fā)與研制”也取得圓滿成功，1999年完成了國家攻關(guān)高水平的氣沖造型線項(xiàng)目的成功。
“十五”期間，鑄造機(jī)械行業(yè)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的年均增長都在30%以上，高于機(jī)床工具全行業(yè)平均增長水平，特別是利潤增長更快，年均利潤增長高達(dá)46%，同時(shí)也保持較高的市場(chǎng)銷售水平。另外，樹脂砂鑄造成套設(shè)備，基本可以滿足國內(nèi)市場(chǎng)需求，改變了過去主要依賴進(jìn)口的局面；已經(jīng)能夠生產(chǎn)出較高水平的鑄造自動(dòng)生產(chǎn)線，達(dá)到可部分替代進(jìn)口的水平，部分的解決了轎車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋等鑄件毛坯也要進(jìn)口的情況；高水平自動(dòng)制芯機(jī)、自動(dòng)鑄件清理機(jī)、自動(dòng)砂處理機(jī)、大型自動(dòng)壓鑄機(jī)以及精密鑄造設(shè)備等鑄造機(jī)械，國內(nèi)基本上都能生產(chǎn)制造。應(yīng)當(dāng)說“十五”期間鑄造機(jī)械行業(yè)的產(chǎn)品水平有了很大提高，為中國鑄造機(jī)械行業(yè)今后的進(jìn)一步發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。
“十一五”期間，鑄造業(yè)在巨大市場(chǎng)需求的刺激下，仍將繼續(xù)保持較高速度增長。由于鑄造機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)水平仍然與市場(chǎng)需求差距較大，使行業(yè)的發(fā)展存在巨大的發(fā)展?jié)摿蛿U(kuò)展空間，為鑄造機(jī)械行業(yè)的快速增長帶來機(jī)遇。
“十二五”時(shí)期，整個(gè)精密鑄造行業(yè)特別要在鑄造新工藝和新材料上下功夫，鑄造材料的價(jià)格居高不下，要求精密鑄造行業(yè)必須而且快速開發(fā)出新的可替代的低價(jià)新材料；下游客戶的的要求的不斷提高，驅(qū)使我們必須提升工藝水準(zhǔn)；人力資源成本的不斷上升，我們必須在精密鑄造裝備上多下功夫，多開發(fā)，多投資！例如，中國鑄造權(quán)威機(jī)構(gòu)中國鑄造協(xié)會(huì)及國際鑄業(yè)咨詢網(wǎng)一致推薦的新材料精鑄專用剛玉及臺(tái)灣的鑄造手機(jī)器人等，都是精密鑄造下一步發(fā)展的方向。

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