我國鑄造技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及工藝特點

鑄造技術(shù)作為一門古老又常新的金屬成型方法已經(jīng)有兩千的歷史。她在推動社會的進步、孕育人類文明以及人類認識自然、改造自然的歷史進程中發(fā)揮了基礎(chǔ)性的作用。在當代社會中，鑄造技術(shù)仍然是材料加工中的手段和方法。隨著鑄造技術(shù)的發(fā)展，為了適應新的條件下對材料加工技術(shù)的新要求，各種的鑄造技術(shù)也層出不窮，其中包括消失模鑄造、無模鑄造、半固態(tài)鑄造以及鑄造(即失蠟鑄造)。

1.我國鑄造技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

總體上，我國鑄造的學術(shù)研究并不落后，很多研究成果居水平，但轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力的少。國內(nèi)鑄造生產(chǎn)技術(shù)的于少數(shù)企業(yè)，行業(yè)整體技術(shù)水平落后，鑄件質(zhì)量低，材料、能源消耗高，經(jīng)濟效益差，勞動條件惡劣，污染嚴重。具體表現(xiàn)在，模樣仍以手工或簡單機械進行模具加工；鑄造原輔材料生產(chǎn)供應的社會化、化、商品化差距大，在品種質(zhì)量等方面遠不能滿足新工藝、發(fā)展的需要；鑄造合金材料的生產(chǎn)水平、質(zhì)量低；生產(chǎn)管理落后；工藝設(shè)計多憑個人經(jīng)驗，計算機技術(shù)應用少；鑄造技術(shù)裝備等基礎(chǔ)條件差；生產(chǎn)過程手工操作比例高，現(xiàn)場工人技術(shù)素質(zhì)低；僅少數(shù)大型汽車、內(nèi)燃機集團鑄造廠采用的造型制芯工藝，大多鑄造企業(yè)仍用震壓造型機甚至手工造型，制芯以桐油、合脂和粘土等粘結(jié)劑砂為主。大多熔模鑄造廠以水玻璃制殼為主；低壓鑄造只能生產(chǎn)非鐵或鑄鐵中小件，不能生產(chǎn)鑄鋼件；用EPC技術(shù)穩(wěn)定投人生產(chǎn)的于排氣管、殼體等鑄件，生產(chǎn)率在30型/h以下，鑄件尺寸精度和表面粗糙度水平低；雖然建成了較完整的鑄造行業(yè)標準體系，但多數(shù)企業(yè)被動執(zhí)行標準，有的企業(yè)廢品率高達30%。結(jié)合鑄造企業(yè)特點的質(zhì)量管理研究薄弱。由此看來，提升鑄造生產(chǎn)部門的生產(chǎn)技術(shù)水平，采用、、經(jīng)濟、環(huán)保的鑄造技術(shù)，以提高企業(yè)的生產(chǎn)效益和鑄造產(chǎn)品的成品率以及生產(chǎn)效率，減小能耗和廢棄物的排放，已成為刻不容緩關(guān)乎企業(yè)生死存亡的重要命題。

2.我國鑄造技術(shù)發(fā)展趨勢之—運用和鑄造

熔模鑄造模具、模料，用硅溶膠或硅酸乙酷做粘結(jié)劑造型；采用、大型、薄壁熔模鑄件成形技術(shù)；采用成形技術(shù)替代傳統(tǒng)蠟模成形技術(shù)，簡化工藝，縮短生產(chǎn)周期；研制適合我國的壓蠟設(shè)備，制殼機械手，燃油型殼焙燒爐；型殼粘結(jié)劑，增加可鑄合金種類、擴大工藝適用面。這一系列在可預見的將來可實現(xiàn)的鑄造改性技術(shù)將是我國鑄造技術(shù)發(fā)展趨勢之一。

3.我國(失蠟)鑄造技術(shù)的研究現(xiàn)狀

密鑄造”。熔模鑄造技術(shù)適用于機車車輛、機械、汽車、船舶等行業(yè)的鑄件的生產(chǎn)。

鑄造工藝特點：

1)尺寸，光潔度好

尺寸精度較好可達到名義尺寸的5%，粗糙度水平為Ra0.8-3.2μm，從而減輕了后續(xù)機械加工的工作負擔。在近凈形甚至凈形情況下，機械加工幾乎全部被取消。

2)鑄件的機械性能優(yōu)越，成型成本低

由于該工藝本身的優(yōu)越性和穩(wěn)定性，鑄件的機械性能可以保持在較上。失蠟鑄造特別適合于結(jié)構(gòu)形狀復雜的情況。合理設(shè)計的單一鑄件有時可以代替多個零件的裝備，其中可以包括普通鑄造、機械加工、沖壓、鍛造、注塑、板金等。同時鑒于該工藝的靈活性，成型顯得容易，零部件的重量可以明顯減輕，從而降低加工成本。此外，還非常有利于節(jié)約和環(huán)保。

3)廣泛的材質(zhì)適應性

硅溶膠失蠟鑄造適合于大部分鑄造合金，包括各種鑄鐵、碳素鋼、低合金鋼、工具鋼、不銹鋼、耐熱鋼、鎳合金、鉆合金、欽合金、青銅、黃銅、鋁合金等。并且其總體加工效果比較穩(wěn)定，尤其適合難于鍛造、焊接、機械加工的材料。

4)優(yōu)良的生產(chǎn)柔性

對于大批量、小批量、甚至單件生產(chǎn)均非常適合，有時甚至沒有生產(chǎn)成本的區(qū)別。無需非常復雜的機械設(shè)備，模具加工方案也靈活多樣。此外，我國的鑄造類企業(yè)和其他的研究單位還研究出了一些新的熔模鑄造工藝及技術(shù)。如：多孔道鑄造工藝設(shè)備模具及鑄造用易熔合金模具技術(shù)等。

其中多孔道鑄造工藝設(shè)備模具是用于在超塑性和蠕變狀態(tài)下大規(guī)格薄壁零部件的鑄造的工藝技術(shù)設(shè)備。它特別適用于航空流體動力復雜結(jié)構(gòu)荷載部件的小批量生產(chǎn)制作。該工藝技術(shù)設(shè)備廣泛應用于航空制造、船舶制造、無線電工業(yè)和其它機械制造工業(yè)。該工藝技術(shù)設(shè)備的技術(shù)特性是設(shè)備具有通用性、模具幾何形狀可以變化、成型質(zhì)量較高。

4.鑄造技術(shù)的新進展

4.1RPM技術(shù)在鑄造中的應用

鑄造是所有鑄造方法中較的一種，精度一般優(yōu)于0.5%，且可重復性好，鑄件只需少量的機加工就可以投人使用。由于鑄模是一次性使用，使得制造內(nèi)部結(jié)構(gòu)復雜的零件成為了可能，能生產(chǎn)鍛造或機加工不能生產(chǎn)的零件。盡管鑄造有著很多的優(yōu)越性，但其生產(chǎn)過程復雜且冗長。壓制蠟模的鋁模制作，視其復雜程度和尺寸大小，一般要花幾周到幾個月時間。鋁模后，還要幾周時間才能鑄件。這幾周主要是用于制作型殼。除了耗時外，鑄造還很費工，50%-80%的費用都出自于人工。此外，小批量生產(chǎn)中的模具費用分攤致使單價昂貴。

成型和鑄造是互補的，這兩種方法都適用于復雜形狀零件的制造。如果沒有自動成型，鑄模的生產(chǎn)就是鑄造的瓶頸過程；然而沒有鑄造，自動成型的應用也會存在很大的局限性。成型技術(shù)在鑄造中的應用，可以分為三種：一是消失成型件(模)過程，用于小批量件生產(chǎn)；二是直接型殼法，用于小量生產(chǎn)；三是決速蠟模模具制造，用于大批量生產(chǎn)。

4.2CAE在鑄造中的應用

鑄造的較大優(yōu)點是表面光潔，尺寸，而缺點是工藝過程復雜，生產(chǎn)周期長，影響鑄件質(zhì)量的因素多，生產(chǎn)中對材料和工藝要求很嚴。在生產(chǎn)過程中，模具設(shè)計和制造占很長的周期。一個復雜薄壁件模具的設(shè)計和制造可能需一年或更長的時間。隨著世界工業(yè)的進步和人們生活水平的提高，產(chǎn)品的周期越來越短，設(shè)計要求響應時間短。特別是結(jié)構(gòu)設(shè)計需做些修改時，前期的模具制造費用和制造工期都白白地浪費了。因而模具設(shè)計和制造成為新產(chǎn)品的瓶頸。計算機輔助工程的發(fā)展，使得傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)與的融合成為可能。

隨著成型(RP)技術(shù)，特別是激光選區(qū)燒結(jié)工藝(SLS)的發(fā)展，三維模型可以通過RP設(shè)備，轉(zhuǎn)變成鑄造所需的原型，打破了模具設(shè)計的瓶頸。另外在傳統(tǒng)鑄造中，一個新的鑄件，工藝定型需通過多次試驗，反復摸索，較后根據(jù)多種試驗方案的澆鑄結(jié)果，選擇出能夠滿足設(shè)計要求的鑄造工藝方案。多次的試鑄要花費很多的人力、物力和財力。采用凝固過程數(shù)值模擬，可以指導澆注工藝參數(shù)優(yōu)化，預測缺陷數(shù)量及位置，地提高鑄件成品率。

鑄造技術(shù)就是將計算機輔助工程應用到鑄造過程中，并結(jié)合其他的鑄造技術(shù)，以、低成本、短周期來完成復雜產(chǎn)品的和試制。目前，利用CAE精鑄技術(shù)，已完成多種航天、航空、兵器等關(guān)鍵部件的試制，取得滿意的效果。