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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(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。

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(dòng)脫殼——-鑄件與澆棒切割分離————磨澆口——-初檢(毛胚檢)——-拋丸清理————-機(jī)加工————-拋光——-成品檢——-入庫(kù)

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(yàn)

壓蠟包括(壓蠟、修蠟、組樹)

壓蠟——-利用壓蠟機(jī)進(jìn)行制作臘模

修蠟——-對(duì)臘模進(jìn)行修正

組樹——-將臘模進(jìn)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(yàn)包括(蠟檢、初檢、中檢、成品檢)

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(guó)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(guó)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(yùn)輸、輕工、紡織、制藥、醫(yī)療器械、泵和閥等部門。近幾年我國(guó)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,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(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.熔模鑄件的表面粗糙度也越來越小,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。最大鑄件可達(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

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。所以像汽車的發(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。

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(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(zhǎng)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)。

條件方法應(yīng)適合

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。

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。

雖然我國(guó)的鑄造產(chǎn)業(yè)發(fā)展處在一個(gè)比較困難的時(shí)期,但是,從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來看,我國(guó)的精密鑄造產(chǎn)業(yè)發(fā)展還是有一定的希望,市場(chǎng)需求已經(jīng)慢慢的開始回暖,而且加上我國(guó)鑄造產(chǎn)業(yè)發(fā)展擁有的雄厚實(shí)力,相信我國(guó)的鑄造產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)一定會(huì)取得喜人的成績(jī)。

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(diǎn):第一,發(fā)展模擬技術(shù),提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性,加強(qiáng)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(shí)的增強(qiáng)和研發(fā)能力的提升外,還需要重視和加強(qiáng)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(jìn),與國(guó)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(jìn)口,因此精密鑄造設(shè)備的研發(fā)仍是重點(diǎn)。

我國(guó)鑄造產(chǎn)業(yè)在技術(shù)、質(zhì)量及價(jià)格上,相對(duì)于東南亞及中東等國(guó)家,都占有很大的優(yōu)勢(shì),出口前景非常喜人。而外資企業(yè)進(jìn)入我國(guó),其鑄造的返銷及出口也將成為我國(guó)鑄造出口的重要組成部分。由于我國(guó)鑄造生產(chǎn)成本大大低于國(guó)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(jìn)口,而且有可能逐步開拓出口?場(chǎng),向國(guó)外出口更多的鑄造產(chǎn)品。"十二五"期間,鑄造進(jìn)口在短期內(nèi)將繼續(xù)保持持續(xù)增長(zhǎng)的勢(shì)頭,鑄造出口將會(huì)有很大的發(fā)展。

據(jù)悉,經(jīng)濟(jì)全球化浪潮中,產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程的國(guó)際分工正在逐漸形成,基于成本的壓力,外商大量的在我國(guó)采購(gòu)鑄造件,甚至還在我國(guó)設(shè)立精密鑄造生產(chǎn)基地,可以預(yù)見,未來一段時(shí)間內(nèi),我國(guó)仍會(huì)承擔(dān)著國(guó)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(guó)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(jìn)工業(yè)國(guó)家差距逐步縮小,價(jià)格低廉促使國(guó)外采購(gòu)量劇增,巨大的海外鑄造市場(chǎng)的需求對(duì)我國(guó)鑄造產(chǎn)業(yè)的興旺起著很大的推動(dòng)作用。

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(qiáng)大自身,因此我國(guó)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(gè)方面:

第一,完成在增長(zhǎng)方式上由勞動(dòng)、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(jìn)水平相當(dāng),優(yōu)質(zhì)材料的比重迅速增加,整個(gè)精密鑄件廠的生產(chǎn)效率、經(jīng)濟(jì)效益成倍增長(zhǎng);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(guó)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(duì)鑄造材料日益增長(zhǎng)的需要,同時(shí)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(yán)重,經(jīng)濟(jì)效益不好的小型精密鑄件廠,形成相對(duì)集中的"小型巨人"和"明星企業(yè)",實(shí)現(xiàn)"專業(yè)化、規(guī)�；�"生產(chǎn)。特別是要涌現(xiàn)一、兩個(gè)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(jìn),能不斷向市場(chǎng)提供高檔、優(yōu)質(zhì)的鑄造材品,市場(chǎng)占有率高。

精密鑄造行業(yè)若能達(dá)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(dòng)鑄造產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

為促進(jìn)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)�！段覈�(guó)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(shí),大幅度降低鑄造能源消耗,30%企業(yè)達(dá)到發(fā)達(dá)工業(yè)化國(guó)家水平;鑄造企業(yè)的廢物、廢氣排放達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或地方標(biāo)準(zhǔn);在"十一五"基礎(chǔ)上,節(jié)能減排目標(biāo)達(dá)到能耗降低10%,排污降低15%,實(shí)施"我國(guó)精密鑄造產(chǎn)業(yè)準(zhǔn)入條件",關(guān)閉浪費(fèi)資源、污染環(huán)境和不具備安全生產(chǎn)條件的企業(yè)。[2]

我國(guó)精密鑄造鑄造技術(shù)除廠點(diǎn)多,從業(yè)人員多,產(chǎn)量大以外,與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,在質(zhì)量、效率、能源與材料消耗、勞動(dòng)條件與環(huán)境保護(hù)等方面都存在差距。據(jù)悉,當(dāng)前世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家精密鑄造技術(shù)的發(fā)展歸納起來大致有四個(gè)目標(biāo),我國(guó)的精密鑄造行業(yè)也應(yīng)該向這四個(gè)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(hù)環(huán)境,減少以至消除污染;
4、降低生產(chǎn)成本。

我國(guó)精密鑄造還不能達(dá)到這幾點(diǎn)目標(biāo),要使我國(guó)精密鑄造產(chǎn)業(yè)達(dá)到世界先進(jìn)水平就必須從我國(guó)的實(shí)際出發(fā),以盡快促進(jìn)精密鑄造產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

從改革開放以來,隨著國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)精密鑄造工業(yè)產(chǎn)品的需求不斷增高,我國(guó)相關(guān)企業(yè)也開始擺脫國(guó)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。自2010年,自主研發(fā)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)鑄造企業(yè)發(fā)展的首要目標(biāo)。國(guó)際模協(xié)秘書長(zhǎng)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(dú)立。為了擺脫這種長(zhǎng)期依賴的局勢(shì),國(guó)內(nèi)的部門鑄造企業(yè)開始通過自主開發(fā)獲取市場(chǎng)。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(gè),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(jī)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(rèn)為這是一個(gè)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的好時(shí)機(jī)。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(chǎng)開拓力度,并在與國(guó)際市場(chǎng)的接軌中實(shí)現(xiàn)集約化發(fā)展。將在很大程度上促進(jìn)國(guó)內(nèi)精密鑄造產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展。

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(gè)環(huán)節(jié)設(shè)置、操作不合理都會(huì)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)�K1、鑄件結(jié)構(gòu)K2、合金種類K3、澆注溫度K4。

3、制模對(duì)鑄件線收縮率的影響:a.射蠟溫度、射蠟壓力、保壓時(shí)間對(duì)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(shí)間在保證熔模成型后對(duì)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(shí),將進(jìn)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(shí)后,熔模尺寸基本穩(wěn)定。 d.蠟?zāi)�徑向收縮率僅為長(zhǎng)度方向收縮率的30-40%,射蠟溫度對(duì)自由收縮率的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對(duì)受阻收縮率的影響(最佳射蠟溫度為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(jì)。

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(shí),僅為0.053%,因此也可以忽略不計(jì)。

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)。

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(gè)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(jìn)工藝,是鑄造行業(yè)中一項(xiàng)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(shì)看,未來該工藝將來的發(fā)展趨勢(shì)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(chǎng)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(qiáng),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)。

從目前的發(fā)展情況分析,熔模精密鑄造技術(shù)的應(yīng)用面非常廣泛,未來其發(fā)展前景想當(dāng)廣闊。