精密铸造
精密铸造:precisioncasting
定义:用精密铸型获得精密铸件的铸造方法。
所属学科:机械工程(一级学科);铸造(二级学科);特种铸造(三级学科)精密铸造基本概念:
它包括:熔模铸造、陶瓷型铸造、金属型铸造、压力铸造、消失模铸造。
其中较为常用的是熔模铸造:选用适宜的熔模材料制造熔模;在熔模上重复沾涂料与撒砂工序,硬化型壳及干燥;再将内部的熔模溶化掉,获得型腔;焙烧型壳以获得足够的强度,烧掉残余的熔模材料,;浇注所需要的金属材料;脱壳后清砂,从而获得高精度的成品。根据产品需要或进行热处理与冷加工。精密铸造发展:
精密铸造又叫失蜡铸造,它的产品精密、复杂、接近于零件最后形状,可不加工或很少加工就直接使用,故熔模铸造是一种近净形成形的先进工艺。
我国古代:王子午鼎、铜禁、铜狮等等,都是熔模铸造的杰作。自20世纪40年代熔模铸造用于工业生产后,半个世纪中一直以较快的速度发展着。特别是欧美国家发展迅速。现在熔模铸造用于航空、兵器部门外,几乎应用于所有工业部门,特别是电子、石油、化工、能源、交通运输、轻工、纺织、制药、医疗器械、泵和阀等部门。近几年我国发展也迅速。
熔模技术发展使熔模铸造不仅能生产小型铸件,而且能生产较大的铸件,最大的熔模铸件的轮廓尺寸以近2m,而最小壁厚却不到2mm.同时熔模铸件也更趋精密,除线形公差外,零件也能达到较高的几何公差.熔模铸件的表面铸造角度值也越来越小,可达到Ra0.4μm。陶瓷型铸造:
用陶瓷浆料制成铸型生产铸件的铸造方法。陶瓷浆料由硅酸乙酯水解液和质地较纯、热稳定性较高的细耐火砂如电熔石英、锆英石、刚玉等混合而成。为使陶瓷浆料在短时间内结胶,常加入氢氧化钙或氧化镁作为催化剂。由于使用的耐火材料成分及其外观都与陶瓷相似,故称为陶瓷型。陶瓷型铸造是在普通砂型铸造基础上发展起来的一种新工艺。陶瓷型有两种类型:①陶瓷型全由陶瓷浆料浇灌而成。其制作过程是先将模样固定于型板上,外套砂箱,再将调好的陶瓷浆料倒入砂箱,待结胶硬化后起模,经高温焙烧即成为铸型。②采用衬套,在衬套和模样之间的空隙浇灌陶瓷浆料制造铸型。衬套可用砂型,也可用金属型。用衬套浇灌陶瓷壳层可以节省大量陶瓷浆料,在生产中应用较多。陶瓷型铸件表面粗糙度可达Ra10~1.25微米,尺寸精度高达3~5级,能达到少无切削加工的目的。陶瓷型铸造生产周期短,金属利用率高。最大铸件可达十几吨,主要用于铸造大型厚壁精密铸件和铸造单件小批量的冲模、锻模、塑料模、金属模、压铸模、玻璃模等各种模具。陶瓷型铸造模具的使用寿命可与用机械加工方法制成的模具相媲美,而制造成本则比用机械加工方法制成的模具低。砂型铸造简单介绍
在全部铸件产量中,60~70%的铸件是用砂型生产的,而且其中70%左右是用粘土砂型生产的。主要原因是砂型铸造较之其它铸造方法成本低、生产工艺简单、生产周期短。所以象汽车的发动机气缸体、气缸盖、曲轴等铸件都是用粘土湿型砂工艺生产的。当湿型不能满足要求时再考虑使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。粘土湿型砂铸造的铸件重量可从几公斤直到几十公斤,而粘土干型生产的铸件可重达几十吨。一般来讲,对于中、大型铸件,铸铁件可以用树脂自硬砂型、铸钢件可以用水玻璃砂型来生产,可以获得尺寸精确、表面光洁的铸件,但成本较高。当然,砂型铸造生产的铸件精度、表面光洁度、材质的密度和金相组织、机械性能等方面往往较差,所以当铸件的这些性能要求更高时,应该采用其它铸造方法,例如熔模(失腊)铸造、压铸、低压铸造等等。铸造方法应和生产批量对应例如砂型铸造,大量生产的工厂应创造条件采用技术先进的造型、造芯方法。老式的震击式或震压式造型机生产线生产率不够高,工人劳动强度大,噪声大,不适应大量生产的要求,应逐步加以改造。对于小型铸件,可以采用水平分型或垂直分型的无箱高压造型机生产线、实型造型生产效率又高,占地面积也少;对于中件可选用各种有箱高压造型机生产线、气冲造型线,以适应快速、高精度造型生产线的要求,造芯方法可选用:冷芯盒、热芯盒、壳芯等高效制芯方法。中等批量的大型铸件可以考虑应用树脂自硬砂造型和造芯。单件小批生产的重型铸件,手工造型仍是重要的方法,手工造型能适应各种复杂的要求比较灵活,不要求很多工艺装备。可以应用水玻璃砂型、VRH法水玻璃砂型、有机酯水玻璃自硬砂型、粘土干型、树脂自硬砂型及水泥砂型等;对于单件生产的重型铸件,采用地坑造型法成本低,投产快。批量生产或长期生产的定型产品采用多箱造型、劈箱造型法比较适宜,虽然模具、砂箱等开始投资高,但可从节约造型工时、提高产品质量方面得到补偿。低压铸造、压铸、离心铸造等铸造方法,因设备和模具的价格昂贵,所以只适合批量生产。造型方法应适应工厂条件
例如同样是生产大型机床床身等铸件,一般采用组芯造型法,不制作模样和砂箱,在地坑中组芯;而另外的工厂则采用砂箱造型法,制作模样。不同的企业生产条件(包括设备、场地、员工素质等)、生产习惯、所积累的经验各不一样,应该根据这些条件考虑适合做什么产品和不适合(或不能)做什么产品。
要兼顾铸件的精度和成本
各种铸造方法所获得的铸件精度不同,初投资和生产率也不一致,最终的经济效益也有差异。因此,要做到多、快、好、省,就应当兼顾到各个方面。应对所选用的铸造方法进行初步的成本估算,以确定经济效益高又能保证铸件要求的铸造方法。经济危机对国内铸造行业的影响
1.经济危机使铸造企业再一次进行“洗牌”
由于全球经济衰退,铸件产品出口受阻,国内需求疲软。目前的铸件市场资源十分有限,在争夺这些市场资源的过程中,一些产品质量优良、成本低的企业将会胜出;部分规模小,资金短缺,以及产品质量和成本没有竞争力的企业只能停产或半停产,如果经济危机的时间再长一些,这些企业只能倒闭。
201*年和201*年上半年高企的铸造材料价格已经使一批经营不善的铸造企业倒闭,目前经济危机将使中国的铸造企业进行再一次洗牌。优胜劣汰,从而有利于中国铸造行业发展的角度来说,也可能是一件好事。2.铸件产品降价是大势所趋
受制于铸造材料价格大幅下挫的影响,铸件产品全面降价是必然的趋势。以201*年原材料价格最高的月份为基础计算,铸造生铁不含税平均市场价目前已降到2800元/t左右,下降了约40%;废钢降到201*元/t左右,下降了约53%;铸造焦炭降为2400元/t左右,下降了约38%。依此计算,每吨铸件的主要材料成本降低了201*元以上,如果再考虑铁合金降价因素,铸件的成本降的更多;同时,焦炭的降价还引起了熔炼成本的降低。这个账不只是铸件生产企业清楚,铸件用户也会算,因此铸件产品的降价浪潮不可避免,关键是我们铸造企业如何运用智慧同用户进行博弈,在新一轮价格谈判中达到双赢。3.铸造企业生产和经营的困难因素增加
经济危机使铸造材料的价格大幅下挫,似乎给铸造行业带来了机遇,但同时也造成了前所未有的困难,总体来看,挑战大于机遇。中国铸造新技术发展趋势
铸造是现代机械制造工业的基础工艺之一,因此铸造业的发展标志着一个国家的生产实力。我国目前已经成为世界铸造机械大国之一,在铸造机械制造行业近年来取得了很大的成绩。
“八五”期间铸造机械制造受到了原机电部高度重视,投入了建国以来最大的一次专项技改贷款和攻关费用,扶持了铸造机械行业产品的开发和发展。“大型抛丸清理机的制造”,“垂直分型无箱射压造型机”,“水玻璃砂旧砂再生设备的研制”,“金属型铸造设备”等等相继被开发应用。
“九五”期间,铸造机械行业承担并树立完成了“轿车铸件毛坯精化高效造型与清理成套技术与装备”的任务,“缸体高效连续抛丸清理线的开发与研制”也取得圆满成功,1999年完成了国家攻关高水平的气冲造型线项目的成功。
“十五”期间,铸造机械行业主要经济指标的年均增长都在30%以上,高于机床工具全行业平均增长水平,特别是利润增长更快,年均利润增长高达46%,同时也保持较高的市场销售水平。另外,树脂砂铸造成套设备,基本可以满足国内市场需求,改变了过去主要依赖进口的局面;已经能够生产出较高水平的铸造自动生产线,达到可部分替代进口的水平,部分的解决了轿车发动机缸体、缸盖等铸件毛坯也要进口的情况;高水平自动制芯机、自动铸件清理机、自动砂处理机、大型自动压铸机以及精密铸造设备等铸造机械,国内基本上都能生产制造。应当说“十五”期间铸造机械行业的产品水平有了很大提高,为中国铸造机械行业今后的进一步发展打下良好基础。
“十一五”期间,铸造业在巨大市场需求的刺激下,仍将继续保持较高速度增长。由于铸造机械产品的技术水平仍然与市场需求差距较大,使行业的发展存在巨大的发展潜力和扩展空间,为铸造机械行业的快速增长带来
精密铸造工艺流程:
压蜡(射蜡制蜡模)---修蜡----蜡检----组树(腊模组树)---制壳(先沾浆、淋沙、再沾浆、最后模壳风干)---脱蜡(蒸汽脱蜡)-------模壳焙烧--化性分析--浇注(在模壳内浇注钢水)----震动脱壳---铸件与浇棒切割分离----磨浇口---初检(毛胚检)---抛丸清理-----机加工-----抛光---成品检---入库
铸造生产流程大体就是这样总的来说可以分为压蜡、制壳、浇注、后处理、检验
压蜡包括(压蜡、修蜡、组树)压蜡---利用压蜡机进行制作腊模修蜡---对腊模进行修正组树---将腊模进行组树
制壳包括(挂沙、挂浆、风干)后处理包括(修正、抛丸、喷砂、酸洗、)浇注包括(焙烧、化性分析也叫打光谱、浇注、震壳、切浇口、磨浇口)后处理包括(喷砂、抛丸、修正、酸洗)检验包括(蜡检、初检、中检、成品检)
扩展阅读:精密铸造技术与投资简介
精密铸造技术与投资简介
一.精密铸造的特点与优势:
精密铸造又称熔模铸造,同其它铸造方法和零件成形方法相比熔模铸造有以下特点:
1.铸件尺寸精度高,表面粗糙度值细,铸件的尺寸精度可达到46级,表面粗糙度可达0.43.2μm,可大大减少铸件的加工余量,并可实现无余量制造,降低生产成本.
2.可铸造形状复杂,并难于用其它方法加工的铸件.铸件轮廓尺寸小到几毫米大到上千毫米,壁厚最薄0.5mm,最小孔经1.0mm以下.
3.合金材料不受限制:如碳钢、不锈钢、合金钢、铜合金、铝合金以及高温合金、钛合金和贵金属等材料都可用精铸生产.对于难以锻造、焊接和切削的合金材料,更是特别适用精铸方法生产.4.生产灵活性高,适应性强.既可用于大批量生产,也适用于小批量甚至单件生产.
综上所述,精密铸造具有投资规模小、生产能力大、生产成本低、复杂产品工艺简单化、投资见效快的优点.从而在与其它工艺和生产方式的竞争中处于有利的地位,前景光明.*以不锈钢壳胚为例:
传统的机械啤压加工方法,最简单的壳胚啤压2次,其加工成本(模具、啤压、回火、材料)大约在35元/个,用精铸技术其加工成本在1.2元/个左右,一套精铸设备月生产壳胚在1015万个左右.二.精密铸造适用范围:
几乎应用于所有的工业部门,特别是航天、航空、造船、汽轮机和燃汽轮机、兵器、电子、石油、化工、核能、交通运输、轻工、纺织、制药、医疗器械、仪器仪表、机械、泵和阀、运动器械、家用电器、近年来大量用于餐具、工具、表业、首饰和小五金等等.三.精密铸造的生产设备和辅助设备设施:
1.精铸主要生产设备一套2.精铸主要辅助设备:
a:柴油储罐b:空气压缩机c:空调机d:抽湿机e:温度测量仪f:水糸统:冷却水、冷冻水、应急水四.精密铸造主要原辅料:
a.金属材料:不锈钢、铜合金、钛合金等各种金属板材、棒材、边角料、回炉料等.b.辅助材料:中温蜡料、硅溶胶、锆英粉砂、马来石粉砂等各种耐火材料.五.厂房及电源配置:
1.厂房可根据各厂房产量及实际情况定,部分车间需恒温、恒湿;需
配200kw左右的电源.
2.精铸厂设备,设施规划书.
精密铸造设备清单
1、双工位换缸式注蜡机1台2、静置桶1台3、除水桶1台4、保温箱1台5、搅拌机2台6、浮砂机2台7、电热脱蜡釜1台8、焙烧炉1台9、50kg中频熔炼炉1台10、振壳机1台11、切割机1台
精密铸造技术与投资简介铸造工厂设施设备规划书序号1234工序蜡回收注蜡间修蜡组树沾浆间使用面积40~6020~3020~3030~35电源配置380V100KW380V20KW220V6KW380V20KW设备配置脱蜡锅/蜡回收桶/保温箱模头射蜡机/射蜡机电烙铁排烟机浆桶/淋砂机/浮吵桶车间要求石膏板吊顶3M,不装空调石膏板吊顶2.5M,空调5P一台石膏板吊顶2.5M,空调3P一台石膏板吊顶2.5M,空调5P一台5678910111213
面、二层干燥室背层干燥室铸造间振壳间切割间酸洗间氩焊、表修、QC喷沙间空压间18~3030~4060~1006~86~106~1040~6020~306~10380V10KW380V12KW380V110KW220V0.06KW380V10KW380V/220V1KW380V10KW380V20KW380V7.5KW空调3P一台/除湿机3升空调5P一台/除湿机5升中频炉/烧结炉振壳机切割机抽风机氩焊机/气动磨机喷砂机空压机石膏板吊顶2.5M石膏板吊顶2.5M不吊顶/设通风装置,让空气对流不吊顶/设通风不吊顶/设通风房间用塑料板密封/设自来水排水吊顶与否,厂家自行决定量产后规划采购不吊顶总面积约:200~400注:以上场地面积可根据实际情况划
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