精密铸造

精密铸造,指的是获得精准尺寸铸件工艺的总称。相对于传统砂型铸造工艺,精密铸造获的铸件尺寸更加精准,表面光洁度更好。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。
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,是一种近净形成形的先进工艺。

精密铸造基本信息

中文名 精密铸造 外文名 Precision casting
别    名 失蜡铸造 定    义 铸件工艺
发展前景 广阔 包    括 金属型铸造、压力铸造等

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,也称失蜡铸造:选用适宜的熔模材料(如石蜡)制造熔模;在熔模上重复沾耐火涂料与撒耐火砂工序,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,及烧掉残余的熔模材料,;浇注所需要的金属材料;凝固冷却,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和表面处理。

精密铸造造价信息

市场价 信息价 询价
材料名称 规格/型号 市场价
(除税)
工程建议价
(除税)
行情 品牌 单位 税率 供应商 报价日期
精密铸造用硅微粉 精密铸造用硅微粉/精密铸造用硅微粉 90%--99.9%二氧化硅 查看价格 查看价格

兆川矿业

t 13% 佛山市兆川矿业有限公司
铸造 原二氧化硅含量 98(%) 查看价格 查看价格

t 13% 行唐县鑫磊矿物粉体加工厂
铸造 二氧化硅含量 98-99(%) 查看价格 查看价格

t 13% 石家庄星海高科非金属矿业材料有限责任公司
铸造属相雕像 规格:普通汉白玉170厘米高, 查看价格 查看价格

石头记

13% 河北石头记雕塑有限公司
11铸造修补剂 500g 查看价格 查看价格

13% 湖南一代天胶新材料有限公司
铸造属相雕像 规格:铜170厘米高, 查看价格 查看价格

石头记

13% 河北石头记雕塑有限公司
铸造属相雕像 规格:红砂岩170厘米高, 查看价格 查看价格

石头记

13% 河北石头记雕塑有限公司
铸造属相雕像 规格:黄砂岩170厘米高, 查看价格 查看价格

石头记

13% 河北石头记雕塑有限公司
材料名称 规格/型号 除税
信息价
含税
信息价
行情 品牌 单位 税率 地区/时间
精密声级计 ND2 查看价格 查看价格

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(元)
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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)

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)

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

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。所以像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(失蜡)铸造、压铸、低压铸造等等。

精密铸造常见问题

  • 精密铸造铜件

    压铸件的缺陷特征,产生原因,防止方法名称 流痕及花纹 网状毛翅 脆性 裂纹 缩孔缩松特征及检查方法 外观检查:铸件表面上有与金属液流动方向一致的条纹,有明显可见的与金属基体颜色不一样无方向性的纹路,无...

  • 哪里有精密铸造厂啊

    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,也称失蜡铸造:选用适宜的熔模材料(如石蜡)制造熔模;在熔模上重复沾耐火涂料与撒耐火砂工序,硬化型壳及干燥;再将...

  • 精密铸造都需要哪些设备?

    射蜡机,空压机,淋沙机,浮沙桶,浆桶,脱蜡釜,蜡静止桶,保温桶,焙烧炉,中频炉,震壳机,切割机,打磨机,抛丸机,光谱仪,氩弧焊机等。这是硅溶胶工艺的

方法适应

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。

条件方法应适合

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。

精度要求和成本

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。

虽然我国的铸造产业发展处在一个比较困难的时期,但是,从长远的角度来看,我国的精密铸造产业发展还是有一定的希望,市场需求已经慢慢的开始回暖,而且加上我国铸造产业发展拥有的雄厚实力,相信我国的铸造产业产业一定会取得喜人的成绩。

专家表示,要从根本上提高铸造技术水平就必须做到以下四点:第一,发展模拟技术,提高预测的准确性,加强工艺控制,提高成品率。规律性的问题掌握得还不是很好,从而影响批量生产中的成品率。第二,产学研结合。企业的自主创新除了创新意识的增强和研发能力的提升外,还需要重视和加强以精密铸造企业为主体的“产、学、研”相结合。第三,重视材料研发。材料是工业的基础,当前还有很多工作要做。在航空航天领域,合金材料尤其是高温合金等一些新型材料的研究、熔炼技术还有待改进,与国外差距还较大。第四,注重装备技术的提升。工艺上主要还是设备的问题,很多关键设备,如一些定向凝固设备主要还是依靠进口,因此精密铸造设备的研发仍是重点。

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。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已近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.熔模铸件的表面粗糙度也越来越小,可达到Ra0.4μm。

精密铸造是世界铸造行业的领头羊,作为铸造行业在高新领域的代表,精密铸造必须要发挥它的模范作用和带头作用,但是精密铸造要发挥这两大作用的前提是强大自身,因此我国的精密铸造应该被优先的发展起来,发展需要既定的方针和发展的目标,精密铸造行业的发展目标是以下几个方面:

第一,完成在增长方式上由劳动、资源密集型向技术资本密集型的转变,由粗放污染型向绿色集约型转变,产品的质量、品种、数量与世界先进水平相当,优质材料的比重迅速增加,整个精密铸件厂的生产效率、经济效益成倍增长;环境污染得到有效治理,初步建起与环境协调一致的中国铸造材料产业系统。

第二,形成一些结构合理、整体水平高的产学研结合的研发和教育培训基地,能不断向企业输送专业人才,不断开发出高质量、高档次铸造材料新品种,满足对铸造材料日益增长的需要,同时逐步加大技术出口的力度。

第三,要完成产业结构调整,淘汰一批技术水平低,产品质量差,污染严重,经济效益不好的小型精密铸件厂,形成相对集中的“小型巨人”和“明星企业”,实现“专业化、规模化”生产。特别是要涌现一、两个可与世界知名企业抗衡的骨干企业,它们的技术水平高,工艺装备精良,资金雄厚,管理水平先进,能不断向市场提供高档、优质的铸造材品,市场占有率高。

精密铸造行业若能达到以上的发展目标,壮大自己,那么精密铸造行业定能发挥它在铸造行业内的先锋模范和带头作用,带动铸造产业发展。

我国铸造产业在技术、质量及价格上,相对于东南亚及中东等国家,都占有很大的优势,出口前景非常喜人。而外资企业进入我国,其铸造的返销及出口也将成为我国铸造出口的重要组成部分。由于我国铸造生产成本大大低于国外,而随着铸造技术的逐渐完善和质量的提高,不仅可以减少铸造的进口,而且有可能逐步开拓出口"para" label-module="para">

据悉,经济全球化浪潮中,产业发展过程的国际分工正在逐渐形成,基于成本的压力,外商大量的在我国采购铸造件,甚至还在我国设立精密铸造生产基地,可以预见,未来一段时间内,我国仍会承担着国际有色金属铸件及制品的生产制造任务。另一方面,由于铸造同仁的不懈努力,我国铸造模具制作水平和能力业有了很大的提高,铸造质量与先进工业国家差距逐步缩小,价格低廉促使国外采购量剧增,巨大的海外铸造市场的需求对我国铸造产业的兴旺起着很大的推动作用。

为促进铸造产业发展,使精密铸造企业的规模在合理的范围之内。《我国精密铸造产业“十二五”发展规划》中提出,到2015年精密铸造企业数量将从3万家减少到2万家左右,到2020年减少到1万家左右,同时,大幅度降低铸造能源消耗,30%企业达到发达工业化国家水平;铸造企业的废物、废气排放达到国家标准或地方标准;在“十一五”基础上,节能减排目标达到能耗降低10%,排污降低15%,实施“我国精密铸造产业准入条件”,关闭浪费资源、污染环境和不具备安全生产条件的企业。

我国精密铸造铸造技术除厂点多,从业人员多,产量大以外,与发达国家相比,在质量、效率、能源与材料消耗、劳动条件与环境保护等方面都存在差距。据悉,当前世界上工业发达国家精密铸造技术的发展归纳起来大致有四个目标,我国的精密铸造行业也应该向这四个方面挺近:1.提高铸件质量和可靠性,生产优质近终形铸件;2.缩短交货期;3.保护环境,减少以至消除污染;4.降低生产成本。我国精密铸造还不能达到这几点目标,要使我国精密铸造产业达到世界先进水平就必须从我国的实际出发,以尽快促进精密铸造产业发展。

从改革开放以来,随着国内市场对精密铸造工业产品的需求不断增高,我国相关企业也开始摆脱国外产品的制约,开始走向自主开发的转型之路,提供产品的市场竞争力。自2010年,自主研发已经成为国内铸造企业发展的首要目标。国际模协秘书长罗百辉表示,只有从技术上完全脱离依靠才能从根本上独立。为了摆脱这种长期依赖的局势,国内的部门铸造企业开始通过自主开发获取市场。日前苏州市相城区渭塘镇的有色金属铸件厂就通过自主开发加工模具,走出一条精密铸造的转型之路。

据悉,该精密铸造企业共有人员118个,生产800多种有色金属零部件,这两年虽然别的企业在金融危机影响下以出口为主的有色铸造业务大起大落。但相城区有色金属铸件厂非但没有为此“焦虑”,反而认为这是一个调整产品结构的好时机。为了全方位满足客户需求,其开始了自主开发加工模具的道路。加大了市场开拓力度,并在与国际市场的接轨中实现集约化发展。将在很大程度上促进国内精密铸造产业的不断发展。

一般情况下,精密铸造件尺寸精度是受铸件结构、铸件材质、制模、制壳、焙烧、浇注等多方因素影响的,其中任何一个环节设置、操作不合理都会使铸件的收缩率产生变化,导致铸件尺寸精度与要求有偏差。以下是可造成精密铸件尺寸精度缺陷的因素:

(1)铸件结构的影响:a. 铸件壁厚,收缩率大,铸件壁薄,收缩率小。 b. 自由收缩率大,阻碍收缩率小。

(2)铸件材质的影响:a. 材料中含碳量越高,线收缩率越小,含碳量越低,线收缩率越大。 b. 常见材质的铸造收缩率如下:铸造收缩率K=(LM-LJ)/LJ×100%, LM为型腔尺寸,LJ为铸件尺寸。K受以下因素的影响:蜡模K1、铸件结构K2、合金种类K3、浇注温度K4。

(3)制模对铸件线收缩率的影响:a.射蜡温度、射蜡压力、保压时间对熔模尺寸的影响以射蜡温度最明显,其次为射蜡压力,保压时间在保证熔模成型后对熔模最终尺寸的影响很小。 b.蜡(模)料的线收缩率约为0.9-1.1%。 c.熔模存放时,将进一步产生收缩,其收缩值约为总收缩量的10%,但当存放12小时后,熔模尺寸基本稳定。 d.蜡模径向收缩率仅为长度方向收缩率的30-40%,射蜡温度对自由收缩率的影响远远大于对受阻收缩率的影响(最佳射蜡温度为57-59℃,温度越高收缩越大)。

(4)制壳材料的影响:采用锆英砂、锆英粉、上店砂、上店粉,因其膨胀系数小,仅为4.6×10-6/℃,因此可以忽略不计。

(5)型壳焙烧的影响:由于型壳的膨胀系数小,当型壳温度为1150℃时,仅为0.053%,因此也可以忽略不计。

(6)浇铸温度的影响:浇注温度越高,收缩率越大,浇注温度低,收缩率越小,因此浇注温度应适当。

一般情况下,精密铸造件尺寸精度是受铸件结构、铸件材质、制模、制壳、焙烧、浇注等多方因素影响的,其中任何一个环节设置、操作不合理都会使铸件的收缩率产生变化,导致铸件尺寸精度与要求有偏差。以下是可造成精密铸件尺寸精度缺陷的因素:

(1)铸件结构的影响:a. 铸件壁厚,收缩率大,铸件壁薄,收缩率小。 b. 自由收缩率大,阻碍收缩率小。

(2)铸件材质的影响:a. 材料中含碳量越高,线收缩率越小,含碳量越低,线收缩率越大。 b. 常见材质的铸造收缩率如下:铸造收缩率K=(LM-LJ)/LJ×100%, LM为型腔尺寸,LJ为铸件尺寸。K受以下因素的影响:蜡模K1、铸件结构K2、合金种类K3、浇注温度K4。

(3)制模对铸件线收缩率的影响:a.射蜡温度、射蜡压力、保压时间对熔模尺寸的影响以射蜡温度最明显,其次为射蜡压力,保压时间在保证熔模成型后对熔模最终尺寸的影响很小。 b.蜡(模)料的线收缩率约为0.9-1.1%。 c.熔模存放时,将进一步产生收缩,其收缩值约为总收缩量的10%,但当存放12小时后,熔模尺寸基本稳定。 d.蜡模径向收缩率仅为长度方向收缩率的30-40%,射蜡温度对自由收缩率的影响远远大于对受阻收缩率的影响(最佳射蜡温度为57-59℃,温度越高收缩越大)。

(4)制壳材料的影响:采用锆英砂、锆英粉、上店砂、上店粉,因其膨胀系数小,仅为4.6×10-6/℃,因此可以忽略不计。

(5)型壳焙烧的影响:由于型壳的膨胀系数小,当型壳温度为1150℃时,仅为0.053%,因此也可以忽略不计。

(6)浇铸温度的影响:浇注温度越高,收缩率越大,浇注温度低,收缩率越小,因此浇注温度应适当。

熔模精密铸造是指用易熔材料制成可熔性模型,在其上涂覆若干层特制的耐火涂料,经过干燥和硬化形成一个整体型壳后,再用蒸汽或热水从型壳中熔掉模型,然后把型壳置于砂箱中,在其四周填充干砂造型,最后将铸型放入焙烧炉中经过高温焙烧,铸型或型壳经焙烧后,于其中浇注熔融金属而得到铸件。

熔模精密铸造获得的产品精密、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,是一种近净形成形的先进工艺,是铸造行业中一项优异的工艺技术,其应用非常广泛。它不仅适用于各种类型、各种合金的铸造,而且生产出的铸件尺寸精度、表面质量比其他铸造方法要高,甚至其他铸造方法难于铸得的复杂、耐高温、不易于加工的铸件,均可采用熔模精密铸造铸得。

世界的熔模精密铸造成形工艺发展迅速、应用广泛,未来该工艺将来的发展趋势是铸件产品越来越接近零部件产品,传统的精铸件只作为毛坯,已经不适应市场的快速应变。零部件产品的复杂程度和质量档次越来越高,研发手段越来越强,专业化协作开始显现,CAD、CAM、CAE的应用成为零部件产品开发的主要技术。

从发展情况分析,熔模精密铸造技术的应用面非常广泛,未来其发展前景想当广阔。

精密铸造文献

精密铸造特殊球阀 精密铸造特殊球阀

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高铬铸铁空心球阀的精密铸造难度较大,球阀内部必须空心、全封闭,同时高铬铸铁的裂纹敏感性极强。采用δ=2mm薄钢板经冲压、组焊形成球形金属芯代替水玻璃砂芯(或陶瓷芯),成功铸造完成空心球阀阀体。

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不锈钢精密铸造工艺的特性 不锈钢精密铸造工艺的特性

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铸造利润源泉的发动机 陕西网铸互联网信息技术有限公司 1 不锈钢精密铸造工艺的特性 根据长期生产制做, 在多次失败中总结出, 比较合理的科学的新经验, 加入一定量的稀土元素改 善钢的合金质量。在电力、矿山、冶金等行业,物料的输送、输出、都是采用近距离、高压输送,管 道承受着相当大的压力,并经受很严重的磨损,单一材质的管道很难满意此工况的要求。 2009 年国内不锈钢精密铸造,不锈钢管件生产将被迫进入收缩状态,但是,投资的高增长将使 得产能进一步扩大,对不锈钢精密铸造企业而言, 2009 年是一个十分痛苦而压抑之年,如果原材料 成本能够大幅下降, 还可以缓解钢企一定压力, 无非开工率有所下降。 还起细化晶粒作用, 在表面形 成保护膜,加入一定量 Mo使合金在一定高温下,具有一定抗氧化作用,增加使用寿命。不锈钢精密 铸造除含碳外一般还含有少量的硅、 锰、硫、磷按用途可以把碳钢分为碳素

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计算机技术在熔模精密铸造中的应用,包括铸件结构设计、工艺制定、压型、熔模、型壳及型芯制造等的最新成果,展望了计算机技术对未来精铸业带来的巨大变革。

关键词:计算机 精密铸造 压型

熔模精密铸造生产具有许多优点,但其同时具有工序多,工艺过程复杂,生产周期长,影响铸件质量的因素较多的缺点,在一定程度上制约了精密铸造的应用和发展。随着计算机技术的快速发展,计算机技术在精铸中的应用,从精铸件的结构设计、工艺制定到压型设计与制造、蜡模成型、型壳制造、型芯的制造等,给精铸件的生产带来了巨大变革。

1.计算机技术数值模拟技术在熔模精铸件结构设计及工艺制定中的应用

熔模铸件向更轻、薄及精整化方向发展,近年来提出了净形或近净形化铸造,以发挥熔模铸造的优势,满足现代工业对高质量零件的需求。这就要求熔模精铸件的结构更加合理,制定的工艺方案更加优化,对精铸技术提出了越来越高的要求。

传统的精铸件生产工艺,包括以下5个步骤:

1)铸件用户给铸造厂下达设计蓝图;

2)铸造厂作预算并从利于生产和降低成本的角度对设计提出改进意见;

3)铸造厂设计铸造工艺装备;

4)铸造厂向模具车间或造型车间下达工装图纸;

5)浇注铸件,铸件检验。

在铸件结构设计、压型设计、注蜡工艺参数制定、浇注系统等过程,传统的生产主要依靠工程技术人员的实际工作经验,缺乏科学的理论依据。特别对于复杂件和重要件,生产中往往要反复地修改铸件结构、压型或铸造工艺方案来达到最终的技术要求,计算机具有强大的计算能力和图形处理能力,能将数值分析技术、数据库技术、可视化技术结合经典传热、流动和凝固理论,通过模拟铸件充型、凝固及冷却,分析精密铸造过程的流场、温度场和应力场,预测铸件组织和许多铸造缺陷如冷隔、缩孔、热裂和变形等。因此可以通过并行工程,利用计算机技术对铸件的结构工艺性、铸造工艺进行模拟,为技术人员设计较合理的铸件结构和确定合理的工艺方案提供了有效的依据,从而避免传统的依靠经验进行结构设计和工艺制定的盲目性,可以缩短生产准备周期,节约试制成本。数值模拟过程见示意图1。

2。快速样件制造技术在压型及熔模制造中的应用

快速样件制造技术的出现,使压型和熔模的制造周期大大缩短。所谓快速样件制造就是首先在计算机上,形成熔模铸件的三维CAD数据文件,将之沿高度方向切割成许多薄片,然后按次序制造和组合,最终形成一个立体形状的制品。

1)用快速样件成型方法制造压型

根据成型方法,将快速样件成型方法制造压型可分为两种:一种是先用快速样件制作方法制成树脂或蜡质母模(原型),再用它来翻制环氧树脂或硅橡胶压型。此法生产压型可以满足小批量精铸件生产。如在SLA法制作的塑料母模表面喷涂约2mm厚的金属层,并在其后部充填环氧树脂制成金属-环氧树脂复合压型,可以满足数百件批量的精铸件生产。

另一种方法是根据CAD系统生产的压型型块几何模型,直接由SLA、SLS等法制成树脂压型。SLS法制造压型是将加工对象由树脂粉末换成表面带一薄层热固性树脂的钢粉,经激光烧结后,粘结成压型,然后再焙烧制品,将树脂烧掉,最后以铜液渗入,就可获得与金属性能相似的压型。

2)快速样件成型方法制造熔模

快速样件成型方法-SLA法、SLS法、FDM法和LOM法,均可用于快速制造熔模。使用SLS法和FDM法制作的蜡模,可以直接用于精铸件生产用的熔模;LOM法生产的纸制品,需对其外表面喷涂聚氨酯后,方可作为"熔模"进行制壳,或直接将纸制品外涂挂陶瓷型壳,而后将纸模烧掉。SLA法是用新型树脂生产树脂模样,将未固化的树脂倒出,而形成中空模样,硬化后,用蜡将树脂排出口密封,然后装上蜡质浇注系统,就可制壳了。表1 快速样件制造方法的比较

特点熔融堆积法(FDM)立体平板印刷法(SLA)选择激光烧结法(SLS)层合物制造法(LOM)工艺原理热塑性材料熔融,从活动口挤出,冷却固化成层堆积UV光固化液态光敏树脂激光加热烧结铺展的热塑性材料粉末激光切割片材层,粘合.能源挤出头加热器激光器或UV灯或光纤CO2激光器CO2激光器原材料热塑性材料液态光敏树脂热塑性材料粉末胶粘衬底片材目前常用材料ABS树脂、尼龙、蜡专用光聚合树脂树脂粉、蜡粉纸层 厚(um)最小:50 一般:127-254最小:50 一般:127-254最小:60 一般:127最小:94

一般:188制品尺寸精度(mm)±0.127±0.1-0.2±0.2±0.1 3.DSPC法直接制造型壳

直接型壳制造又称DSPC法,与迄今所有的制壳工艺都有本质的不同,主要由型壳设计(SDV)和型壳制造(SPU)两大部分组成。

SDV法是将所制零件的CAD模型转换为型壳的数字化零件,并显示在屏幕上,当确定好每个型壳上零件的数量、型壳壁厚以及收缩率、浇注系统等铸造参数后,计算机就很快显示所制铸件型壳的几何形状,并进行铸造工艺的模拟,然后将有关数据传输给SPU。

SPU控制着一个可以精确上下移动的活塞,活塞上连接着一个料箱;与装有细陶瓷粉料斗相连的喷头,首先在料箱中均匀"喷铺"一薄层细陶瓷粉末;另外,计算机根据SPU数据控制着一个喷射印刷头,从中可以喷射出硅溶胶粘结剂,当印刷头在料箱中掠过细陶瓷粉时,根据指令"喷"出粘结剂。这样在有粘结剂的区域,将耐火材料粘在一起,形成型壳的一个截面,然后活塞向下移动,喷头再喷出一层粉料……。这样一层一层进行,最后制成整体型壳。未被粘结的耐火材料粉料可对粘结层起支撑作用,焙烧后,回收未粘结的粉末,就可以浇注金属液了。其工作原理见图2。DSPC法使熔模铸造省去了制造压型、制造蜡模及涂挂工序,工艺过程大大简化,而且由于不用考虑蜡模变形等因素,可制得近净形零件。利用此工艺的工厂,可在收到定单后的一周内交付熔模铸件。

3. 利用计算机控制激光制作陶瓷型芯

许多精铸件需要制作陶瓷型芯特别是复杂、精细的陶瓷型芯,如涡轮发动机空心叶片等,计算机可以根据CAD数据,控制激光束在陶瓷型芯上精确地加工出各种不同结构的型芯,特别是对于用传统制芯工艺很难制出的型芯,更显出其优点。

4.并行工程和集成技术在精铸业中的应用展望

计算机技术的不断发展和普及,并行工程和集成技术在精铸业中的应用将会逐渐广泛,将成为精铸业未来的发展趋势。

1)并行工程

并行工程就是将精铸件用户与精铸厂之间建立起紧密联系的电子数据通讯网,使用户和铸造厂之间进行并行的产品和工艺设计。用户通过此网向铸造厂下达精铸件的电子化模型图,铸造工程师可从计算机工作站中看到所生产零件的三维图象,确定几组工艺方案后在计算机上进行工艺方案的数值模拟,可以显示出不同工艺条件下可能存在的问题,如热裂、缩孔等,铸造工程师再迅速将有缺陷的电子化模型数据文件传递给用户和设计师,以便作出改进而获得高质量铸件。同样,压型、熔模、型壳制造的过程也可以实现并行,这样可以极大缩短研制、开发生产周期,降低成本,提高产品的市场竞争力。

2)集成技术

对于一个未采用CAD系统设计的零件或要复制某一样件,可以采用CT检测技术、数值模拟和快速样件制造集成技术。

CT技术即计算机层析射线摄影法,是一种X射线检测技术,能用来获得零件断面的二维图象,将各断面二维图象组合,就可以获得被测对象的三维立体形态。利用此技术,可以精确获得铸件的CAD模型数据,结合快速样件制造和数值模拟,可以缩短生产准备时间,降低制造型壳的成本。同时,CT技术测得的零件形状,可以用来对比设计铸件和生产铸件的尺寸;检测实际铸件和设计铸件的缺陷位置和数值模拟预测结果的符合程度。

结束语

计算机在精铸业中的应用,克服了精铸生产过程的缺点,使得精铸生产技术更加灵活,适应性更强,更适应现代工业对铸件快速、优质、复杂的要求。

1.计算机技术数值模拟技术在熔模精铸件结构设计及工艺制定中的应用,为技术人员设计较合理的铸件结构和确定合理的工艺方案提供了有效的依据。

2.快速样件制造技术在压型及熔模制造中的应用,使压型和熔模制造周期大大缩短。

3.DSPC法直接制造型壳,省去了传统制壳一层一层涂挂型壳的漫长周期。

4.利用计算机控制激光制作陶瓷型芯,可以生产出复杂的陶瓷型芯。

5.计算机技术的不断发展和普及,并行工程和集成技术在精铸业中的应用将会逐渐广泛,将成为精铸业未来的发展趋势。

其特点为灰份度低、收缩率小,尤其适合民用领域精密铸造。

精铸用蜡模料KC2656L(适合硅溶胶工艺用蜡)

Test(测试 ) Standard(标准 ) Specifcation(规格 )

Ring&Ball softening point (ICI3.0) :177℉≈80.5℃

( 环球软化点 )

Penetration(针入度) (ASTM1321) :450mg load 29.4dmm100mg load 5.8dmm

Ash Content(灰份含量) (ICI 1.0) :<0.015%

Speific Gravty (比重) :Cps

Viscosity ( 粘度 ) 200℉≈93℃ 60

Brookfield thermosel 190 ≈87℃ 103

Spindle# 170 ≈77℃ 235

Expansion (体膨胀) :48℃ 3.5%

60℃ 7.2%

72℃ 9.3%

Shrinkage (收缩率 ) :≈1%

化蜡温度(Melting temperature) :105℃~110℃

保温温度(Keeping temperature) :55℃~60℃

射蜡温度(Injection temperature)糊状 :55℃~60℃

射蜡温度(Injection temperature)液状 :63℃~68℃

射蜡压力(Injection pressure) :20~30kg/c㎡

模具温度(Mold temperature) :20~25℃

这种方法古代已经有了,在遥远的公元前数百年,我国古代劳动人民就创造了这种失蜡精密铸造技术,用来精密铸造带有各种精细花纹和文字的钟鼎及器皿等制品。根据专家鉴定,我国出土的殷商时期的青铜器和春秋时的曾侯乙墓尊盘等的制造就使用了这种很巧妙的技术。曾侯乙墓尊盘底座为多条相互缠绕的龙,首尾相连,上下交错,形成中间镂空的多层云纹状图案。这些图案用普通精密铸造工艺很难制造出来,而用失蜡法精密铸造工艺,可以利用石蜡没有强度、易于雕刻的特点,用普通工具就可以雕刻出与所要得到的曾侯乙墓尊盘一样的石蜡材质的工艺品,然后再附加浇注系统,涂料、脱蜡、浇注,就可以得到精美的曾侯乙墓尊盘。 在金属首饰以及很多非金属工艺品的制造上,使用这种方法也是源远流长,至今仍然是很多首饰和工艺品生产的主要方法。

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