铸造技术作为一门古老又常新的金属成型方法已经有两千的历史。她在推动社会的进步、孕育人类文明以及人类认识自然、改造自然的历史进程中发挥了基础性的作用。在当代社会中,铸造技术仍然是材料加工中的手段和方法。随着铸造技术的发展,为了适应新的条件下对材料加工技术的新要求,各种的铸造技术也层出不穷,其中包括消失模铸造、无模铸造、半固态铸造以及铸造(即失蜡铸造)。
1.我国铸造技术发展现状
2.我国铸造技术发展趋势之—运用和铸造
熔模铸造模具、模料,用硅溶胶或硅酸乙酷做粘结剂造型;采用、大型、薄壁熔模铸件成形技术;采用成形技术替代传统蜡模成形技术,简化工艺,缩短生产周期;研制适合我国的压蜡设备,制壳机械手,燃油型壳焙烧炉;型壳粘结剂,增加可铸合金种类、扩大工艺适用面。这一系列在可预见的将来可实现的铸造改性技术将是我国铸造技术发展趋势之一。
3.我国(失蜡)铸造技术的研究现状
密铸造”。熔模铸造技术适用于机车车辆、机械、汽车、船舶等行业的铸件的生产。
铸造工艺特点:
1)尺寸,光洁度好
尺寸精度较好可达到名义尺寸的5%,粗糙度水平为Ra0.8-3.2μm,从而减轻了后续机械加工的工作负担。在近净形甚至净形情况下,机械加工几乎全部被取消。
2)铸件的机械性能优越,成型成本低
由于该工艺本身的优越性和稳定性,铸件的机械性能可以保持在较上。失蜡铸造特别适合于结构形状复杂的情况。合理设计的单一铸件有时可以代替多个零件的装备,其中可以包括普通铸造、机械加工、冲压、锻造、注塑、板金等。同时鉴于该工艺的灵活性,成型显得容易,零部件的重量可以明显减轻,从而降低加工成本。此外,还非常有利于节约和环保。
3)广泛的材质适应性
硅溶胶失蜡铸造适合于大部分铸造合金,包括各种铸铁、碳素钢、低合金钢、工具钢、不锈钢、耐热钢、镍合金、钻合金、钦合金、青铜、黄铜、铝合金等。并且其总体加工效果比较稳定,尤其适合难于锻造、焊接、机械加工的材料。
4)优良的生产柔性
对于大批量、小批量、甚至单件生产均非常适合,有时甚至没有生产成本的区别。无需非常复杂的机械设备,模具加工方案也灵活多样。此外,我国的铸造类企业和其他的研究单位还研究出了一些新的熔模铸造工艺及技术。如:多孔道铸造工艺设备模具及铸造用易熔合金模具技术等。
其中多孔道铸造工艺设备模具是用于在超塑性和蠕变状态下大规格薄壁零部件的铸造的工艺技术设备。它特别适用于航空流体动力复杂结构荷载部件的小批量生产制作。该工艺技术设备广泛应用于航空制造、船舶制造、无线电工业和其它机械制造工业。该工艺技术设备的技术特性是设备具有通用性、模具几何形状可以变化、成型质量较高。
4.铸造技术的新进展
4.1RPM技术在铸造中的应用
成型和铸造是互补的,这两种方法都适用于复杂形状零件的制造。如果没有自动成型,铸模的生产就是铸造的瓶颈过程;然而没有铸造,自动成型的应用也会存在很大的局限性。成型技术在铸造中的应用,可以分为三种:一是消失成型件(模)过程,用于小批量件生产;二是直接型壳法,用于小量生产;三是决速蜡模模具制造,用于大批量生产。
4.2CAE在铸造中的应用
随着成型(RP)技术,特别是激光选区烧结工艺(SLS)的发展,三维模型可以通过RP设备,转变成铸造所需的原型,打破了模具设计的瓶颈。另外在传统铸造中,一个新的铸件,工艺定型需通过多次试验,反复摸索,较后根据多种试验方案的浇铸结果,选择出能够满足设计要求的铸造工艺方案。多次的试铸要花费很多的人力、物力和财力。采用凝固过程数值模拟,可以指导浇注工艺参数优化,预测缺陷数量及位置,地提高铸件成品率。
铸造技术就是将计算机辅助工程应用到铸造过程中,并结合其他的铸造技术,以、低成本、短周期来完成复杂产品的和试制。目前,利用CAE精铸技术,已完成多种航天、航空、兵器等关键部件的试制,取得满意的效果。