精密鑄造的RPM技術(shù)應(yīng)用及氣孔預(yù)防

1、RPM技術(shù)在鑄造中的應(yīng)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(fù)性好，鑄件只需少量的機(jī)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(fù)雜的零件成為了可能，能生產(chǎn)鍛造或機(jī)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(fù)雜且冗長。壓制蠟?zāi)５匿X模制作，視其復(fù)雜程度和尺寸大小，一般要花幾周到幾個(gè)月時(shí)間。鋁模后，還要幾周時(shí)間才能鑄件。這幾周主要是用于制作型殼。除了耗時(shí)外，鑄造還很費(fèi)工，50%-80%的費(fèi)用都出自于人工。此外，小批量生產(chǎn)中的模具費(fèi)用分?jǐn)傊率箚蝺r(jià)昂貴。

成型和鑄造是互補(bǔ)的，這兩種方法都適用于復(fù)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(yīng)用也會存在很大的局限性。成型技術(shù)在鑄造中的應(yīng)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?zāi)Ｄ＞咧圃?，用于大批量生產(chǎn)。

2、CAE在鑄造中的應(yīng)用

鑄造的較大優(yōu)點(diǎn)是表面光潔，尺寸，而缺點(diǎn)是工藝過程復(fù)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(yán)。在生產(chǎn)過程中，模具設(shè)計(jì)和制造占很長的周期。一個(gè)復(fù)雜薄壁件模具的設(shè)計(jì)和制造可能需一年或更長的時(shí)間。隨著世界工業(yè)的進(jìn)步和人們生活水平的提高，產(chǎn)品的周期越來越短，設(shè)計(jì)要求響應(yīng)時(shí)間短。特別是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需做些修改時(shí)，前期的模具制造費(fèi)用和制造工期都白白地浪費(fèi)了。因而模具設(shè)計(jì)和制造成為新產(chǎn)品的瓶頸。計(jì)算機(jī)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。三維CAD可以把設(shè)計(jì)從畫圖板中解放出來，簡化了設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)過程，減少出錯(cuò)的幾率。并且隨著成型(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(jì)的瓶頸。另外在傳統(tǒng)鑄造中，一個(gè)新的鑄件，工藝定型需通過多次試驗(yàn)，反復(fù)摸索，較后根據(jù)多種試驗(yàn)方案的澆鑄結(jié)果，選擇出能夠滿足設(shè)計(jì)要求的鑄造工藝方案。多次的試鑄要花費(fèi)很多的人力、物力和財(cái)力。采用凝固過程數(shù)值模擬，可以指導(dǎo)澆注工藝參數(shù)優(yōu)化，預(yù)測缺陷數(shù)量及位置，地提高鑄件成品率。CAE鑄造技術(shù)就是將計(jì)算機(jī)輔助工程應(yīng)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(fù)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。

鑄造技術(shù)的發(fā)展必然要適應(yīng)社會進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大局，在改進(jìn)以往的鑄造技術(shù)的同時(shí)也要不斷探索新的鑄造工藝與技術(shù)，讓這門古老的藝術(shù)在新的時(shí)代背景下煥發(fā)蓬勃的生命力，服務(wù)于我國現(xiàn)代化的建設(shè)藍(lán)圖。鑄造技術(shù)之類的新進(jìn)鑄造技術(shù)的發(fā)展與成熟，必將整個(gè)工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈向著科技化、產(chǎn)業(yè)化、綠色化、人性化和精益化的明天邁進(jìn)。

鑄造氣孔的預(yù)防

1、對復(fù)雜的薄壁鑄件，為提高鑄造型殼透氣性，在可能情況下，在高處可設(shè)排氣孔。合理設(shè)置澆注系統(tǒng)，防止?jié)沧⒕須?，并有利于型腔中氣體排出。

2、適當(dāng)提高澆注溫度，盡量降低澆包嘴至澆口杯距離，降低澆注速度，使金屬液能平穩(wěn)充型，防止卷入氣體，使型腔中及液體金屬中氣體能順利排出。

3、脫蠟時(shí)應(yīng)將模料排除干凈，殘余模料應(yīng)盡量少。

4、型殼焙燒要充分，應(yīng)有足夠高的溫度；硅溶膠和硅酸乙酯型殼950～1100攝氏度，水玻璃型殼850～900攝氏度；以鑄造型殼焙燒透，發(fā)氣物質(zhì)充分排除。焙燒的型殼為白色或淡灰色，不應(yīng)有黑斑。

適應(yīng)不銹鋼精鑄件鑄造性能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

1、公道壁厚。在滿足鑄件小答應(yīng)壁厚的條件下，盡量可能薄一點(diǎn)，即能熔融金屬具有良好的活動性，又能避免產(chǎn)生因收縮量過大而引起的鑄造缺陷（如縮孔）。

2、均勻壁厚。是指各部分的壁厚冷卻速度均勻。內(nèi)壁隔墻薄、四周壁應(yīng)厚。目的：減小應(yīng)力、變形和開裂；防止熱節(jié)產(chǎn)生縮孔。

3、過渡連接。結(jié)構(gòu)圓角：避免熱節(jié)形成；應(yīng)力分布；避免砂型損壞和產(chǎn)生砂眼。均勻交接：鑄件上不同方向的壁或肋交接時(shí)，應(yīng)避免造成金屬聚集（熱節(jié)），而產(chǎn)生縮孔。采用圓角、斜面、圓錐逐步過渡目的：防止應(yīng)力集中而開裂。

4、大平面傾斜。目的：利用填充和排氣排查。

5、減小變形。（同熱處理）對稱結(jié)構(gòu)、增設(shè)加強(qiáng)肋。

6、自由收縮。目的：鑄造有利減小因收縮應(yīng)力而引起的應(yīng)力開裂和變形。

澆注成型是硅溶膠鑄造中一個(gè)重要的步驟，那么硅溶膠鑄造有哪些常見的澆注方法呢？

1.壓力下結(jié)晶。將型殼放在壓力罐內(nèi)進(jìn)行澆注，結(jié)束后，立即封閉壓力罐，向罐內(nèi)通入高壓空氣或惰性氣體，使鑄件在壓力下凝固，以增大鑄件的致密度。

2.真空吸氣澆注。將型殼放在真空澆注箱中，通過型殼中的微小孔隙吸走型腔中的氣體，使液態(tài)金屬能地充填型腔，復(fù)制型腔的形狀，提高鑄件精度，防止氣孔、澆不足的缺陷。這種方法較常見。

3.定向結(jié)晶。一些熔模鑄件如渦輪機(jī)葉片、磁鋼等，如果它們的結(jié)晶組織是按方向排列的柱狀晶，它們的工作性能便可提高很多，所以熔模鑄造定向結(jié)晶技術(shù)正地發(fā)展。

4.熱型重力澆注。這是用得廣泛的一種澆注形式，即型殼從焙燒爐中取出后，在高溫下進(jìn)行由澆注。