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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。根據產品需要或進行熱處理與冷加工和表面處理。

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)

精密鑄造又叫失蠟鑄造,它的產品精密、復雜、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。

熔模技術發(fā)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

用陶瓷漿料制成鑄型生產鑄件的鑄造方法。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(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,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

例如砂型鑄造,大量生產的工廠應創(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線、實型造型生產效率又高,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應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復雜的要求比較靈活,不要求很多工藝裝備�？梢詰�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;對于單件生產的重型鑄件,采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么產品和不適合(或不能)做什么產品。

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(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,我國的精密鑄造產業(yè)發(fā)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(yè)發(fā)展擁有的雄厚實力,相信我國的鑄造產業(yè)產業(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,從而影響批量生產中的成品率。第二,產學研結合。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、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。

我國鑄造產業(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。

據悉,經濟全球化浪潮中,產業(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業(yè)的興旺起著很大的推動作用。

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,產品的質量、品種、數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效率、經濟效益成倍增長;環(huán)境污染得到有效治理,初步建起與環(huán)境協調一致的中國鑄造材料產業(yè)系統(tǒng)。

第二,形成一些結構合理、整體水平高的產學研結合的研發(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,要完成產業(yè)結構調整,淘汰一批技術水平低,產品質量差,污染嚴重,經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"專業(yè)化、規(guī)�；�"生產。特別是要涌現一、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,帶動鑄造產業(yè)發(fā)展。

為促進鑄造產業(yè)發(fā)展,使精密鑄造企業(yè)的規(guī)模在合理的范圍之內�！段覈�精密鑄造產業(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準或地方標準;在"十一五"基礎上,節(jié)能減排目標達到能耗降低10%,排污降低15%,實施"我國精密鑄造產業(yè)準入條件",關閉浪費資源、污染環(huán)境和不具備安全生產條件的企業(yè)。[2]

我國精密鑄造鑄造技術除廠點多,從業(yè)人員多,產量大以外,與發(fā)達國家相比,在質量、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。據悉,當前世界上工業(yè)發(fā)達國家精密鑄造技術的發(fā)展歸納起來大致有四個目標,我國的精密鑄造行業(yè)也應該向這四個方面挺近:

1、提高鑄件質量和可靠性,生產優(yōu)質近終形鑄件;
2、縮短交貨期;
3、保護環(huán)境,減少以至消除污染;
4、降低生產成本。

我國精密鑄造還不能達到這幾點目標,要使我國精密鑄造產業(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業(yè)發(fā)展。

從改革開放以來,隨著國內市場對精密鑄造工業(yè)產品的需求不斷增高,我國相關企業(yè)也開始擺脫國外產品的制約,開始走向自主開發(fā)的轉型之路,提供產品的市場競爭力。自2010年,自主研發(fā)已經成為國內鑄造企業(yè)發(fā)展的首要目標。國際模協秘書長羅百輝表示,只有從技術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型之路。

據悉,該精密鑄造企業(yè)目前共有人員118個,生產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整產品結構的好時機。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集約化發(fā)展。將在很大程度上促進國內精密鑄造產業(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構、鑄件材質、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)設置、操作不合理都會使鑄件的收縮率產生變化,導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、鑄件結構的影響: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:蠟模K1、鑄件結構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,將進一步產生收縮,其收縮值約為總收縮量的10%,但當存放12小時后,熔模尺寸基本穩(wěn)定。 d.蠟模徑向收縮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(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小,當型殼溫度為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,因此澆注溫度應適當。

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過高溫焙燒,鑄型或型殼經焙燒后,于其中澆注熔融金屬而得到鑄件。

熔模精密鑄造獲得的產品精密、復雜,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,其應用非常廣泛。它不僅適用于各種類型、各種合金的鑄造,而且生產出的鑄件尺寸精度、表面質量比其他鑄造方法要高,甚至其他鑄造方法難于鑄得的復雜、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)展趨勢是鑄件產品越來越接近零部件產品,傳統(tǒng)的精鑄件只作為毛坯,已經不適應市場的快速應變。零部件產品的復雜程度和質量檔次越來越高,研發(fā)手段越來越強,專業(yè)化協作開始顯現,CAD、CAM、CAE的應用成為零部件產品開發(fā)的主要技術。

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