精密鑄造

精密鑄造：precisioncasting

定義：用精密鑄型獲得精密鑄件的鑄造方法。

所屬學科：機械工程（一級學科）；鑄造（二級學科）；特種鑄造（三級學科）精密鑄造基本概念:

它包括：熔模鑄造、陶瓷型鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、消失模鑄造。

其中較為常用的是熔模鑄造：選用適宜的熔模材料制造熔模；在熔模上重復沾涂料與撒砂工序，硬化型殼及干燥；再將內部的熔模溶化掉，獲得型腔；焙燒型殼以獲得足夠的強度，燒掉殘余的熔模材料，；澆注所需要的金屬材料；脫殼后清砂，從而獲得高精度的成品。根據(jù)產品需要或進行熱處理與冷加工。精密鑄造發(fā)展：

精密鑄造又叫失蠟鑄造,它的產品精密、復雜、接近于零件最后形狀，可不加工或很少加工就直接使用，故熔模鑄造是一種近凈形成形的先進工藝。

我國古代：王子午鼎、銅禁、銅獅等等，都是熔模鑄造的杰作。自20世紀40年代熔模鑄造用于工業(yè)生產后，半個世紀中一直以較快的速度發(fā)展著。特別是歐美國家發(fā)展迅速。現(xiàn)在熔模鑄造用于航空、兵器部門外，幾乎應用于所有工業(yè)部門，特別是電子、石油、化工、能源、交通運輸、輕工、紡織、制藥、醫(yī)療器械、泵和閥等部門。近幾年我國發(fā)展也迅速。

熔模技術發(fā)展使熔模鑄造不僅能生產小型鑄件，而且能生產較大的鑄件，最大的熔模鑄件的輪廓尺寸以近２m，而最小壁厚卻不到２mm．同時熔模鑄件也更趨精密，除線形公差外，零件也能達到較高的幾何公差．熔模鑄件的表面鑄造角度值也越來越小，可達到Ｒa０.４μm。陶瓷型鑄造：

用陶瓷漿料制成鑄型生產鑄件的鑄造方法。陶瓷漿料由硅酸乙酯水解液和質地較純、熱穩(wěn)定性較高的細耐火砂如電熔石英、鋯英石、剛玉等混合而成。為使陶瓷漿料在短時間內結膠，常加入氫氧化鈣或氧化鎂作為催化劑。由于使用的耐火材料成分及其外觀都與陶瓷相似，故稱為陶瓷型。陶瓷型鑄造是在普通砂型鑄造基礎上發(fā)展起來的一種新工藝。陶瓷型有兩種類型：①陶瓷型全由陶瓷漿料澆灌而成。其制作過程是先將模樣固定于型板上，外套砂箱，再將調好的陶瓷漿料倒入砂箱，待結膠硬化后起模,經高溫焙燒即成為鑄型。②采用襯套,在襯套和模樣之間的空隙澆灌陶瓷漿料制造鑄型。襯套可用砂型，也可用金屬型。用襯套澆灌陶瓷殼層可以節(jié)省大量陶瓷漿料，在生產中應用較多。陶瓷型鑄件表面粗糙度可達Ra10～1.25微米,尺寸精度高達3～5級,能達到少無切削加工的目的。陶瓷型鑄造生產周期短，金屬利用率高。最大鑄件可達十幾噸，主要用于鑄造大型厚壁精密鑄件和鑄造單件小批量的沖模、鍛模、塑料模、金屬模、壓鑄模、玻璃模等各種模具。陶瓷型鑄造模具的使用壽命可與用機械加工方法制成的模具相媲美，而制造成本則比用機械加工方法制成的模具低。砂型鑄造簡單介紹

在全部鑄件產量中，60～70％的鑄件是用砂型生產的，而且其中70％左右是用粘土砂型生產的。主要原因是砂型鑄造較之其它鑄造方法成本低、生產工藝簡單、生產周期短。所以象汽車的發(fā)動機氣缸體、氣缸蓋、曲軸等鑄件都是用粘土濕型砂工藝生產的。當濕型不能滿足要求時再考慮使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。粘土濕型砂鑄造的鑄件重量可從幾公斤直到幾十公斤，而粘土干型生產的鑄件可重達幾十噸。一般來講，對于中、大型鑄件，鑄鐵件可以用樹脂自硬砂型、鑄鋼件可以用水玻璃砂型來生產，可以獲得尺寸精確、表面光潔的鑄件，但成本較高。當然，砂型鑄造生產的鑄件精度、表面光潔度、材質的密度和金相組織、機械性能等方面往往較差，所以當鑄件的這些性能要求更高時，應該采用其它鑄造方法，例如熔模（失臘）鑄造、壓鑄、低壓鑄造等等。鑄造方法應和生產批量對應例如砂型鑄造，大量生產的工廠應創(chuàng)造條件采用技術先進的造型、造芯方法。老式的震擊式或震壓式造型機生產線生產率不夠高，工人勞動強度大，噪聲大，不適應大量生產的要求，應逐步加以改造。對于小型鑄件，可以采用水平分型或垂直分型的無箱高壓造型機生產線、實型造型生產效率又高，占地面積也少；對于中件可選用各種有箱高壓造型機生產線、氣沖造型線，以適應快速、高精度造型生產線的要求，造芯方法可選用：冷芯盒、熱芯盒、殼芯等高效制芯方法。中等批量的大型鑄件可以考慮應用樹脂自硬砂造型和造芯。單件小批生產的重型鑄件，手工造型仍是重要的方法，手工造型能適應各種復雜的要求比較靈活，不要求很多工藝裝備。可以應用水玻璃砂型、VRH法水玻璃砂型、有機酯水玻璃自硬砂型、粘土干型、樹脂自硬砂型及水泥砂型等；對于單件生產的重型鑄件，采用地坑造型法成本低，投產快。批量生產或長期生產的定型產品采用多箱造型、劈箱造型法比較適宜，雖然模具、砂箱等開始投資高，但可從節(jié)約造型工時、提高產品質量方面得到補償。低壓鑄造、壓鑄、離心鑄造等鑄造方法，因設備和模具的價格昂貴，所以只適合批量生產。造型方法應適應工廠條件

例如同樣是生產大型機床床身等鑄件，一般采用組芯造型法，不制作模樣和砂箱，在地坑中組芯；而另外的工廠則采用砂箱造型法，制作模樣。不同的企業(yè)生產條件（包括設備、場地、員工素質等）、生產習慣、所積累的經驗各不一樣，應該根據(jù)這些條件考慮適合做什么產品和不適合（或不能）做什么產品。

要兼顧鑄件的精度和成本

各種鑄造方法所獲得的鑄件精度不同，初投資和生產率也不一致，最終的經濟效益也有差異。因此，要做到多、快、好、省，就應當兼顧到各個方面。應對所選用的鑄造方法進行初步的成本估算，以確定經濟效益高又能保證鑄件要求的鑄造方法。經濟危機對國內鑄造行業(yè)的影響

1.經濟危機使鑄造企業(yè)再一次進行“洗牌”

由于全球經濟衰退，鑄件產品出口受阻，國內需求疲軟。目前的鑄件市場資源十分有限，在爭奪這些市場資源的過程中，一些產品質量優(yōu)良、成本低的企業(yè)將會勝出；部分規(guī)模小，資金短缺，以及產品質量和成本沒有競爭力的企業(yè)只能停產或半停產，如果經濟危機的時間再長一些，這些企業(yè)只能倒閉。

201*年和201*年上半年高企的鑄造材料價格已經使一批經營不善的鑄造企業(yè)倒閉，目前經濟危機將使中國的鑄造企業(yè)進行再一次洗牌。優(yōu)勝劣汰，從而有利于中國鑄造行業(yè)發(fā)展的角度來說，也可能是一件好事。2.鑄件產品降價是大勢所趨

受制于鑄造材料價格大幅下挫的影響，鑄件產品全面降價是必然的趨勢。以201*年原材料價格最高的月份為基礎計算，鑄造生鐵不含稅平均市場價目前已降到2800元/t左右，下降了約40%；廢鋼降到201*元/t左右，下降了約53%；鑄造焦炭降為2400元/t左右，下降了約38%。依此計算，每噸鑄件的主要材料成本降低了201*元以上，如果再考慮鐵合金降價因素，鑄件的成本降的更多；同時，焦炭的降價還引起了熔煉成本的降低。這個賬不只是鑄件生產企業(yè)清楚，鑄件用戶也會算，因此鑄件產品的降價浪潮不可避免，關鍵是我們鑄造企業(yè)如何運用智慧同用戶進行博弈，在新一輪價格談判中達到雙贏。3.鑄造企業(yè)生產和經營的困難因素增加

經濟危機使鑄造材料的價格大幅下挫，似乎給鑄造行業(yè)帶來了機遇，但同時也造成了前所未有的困難，總體來看，挑戰(zhàn)大于機遇。中國鑄造新技術發(fā)展趨勢

鑄造是現(xiàn)代機械制造工業(yè)的基礎工藝之一，因此鑄造業(yè)的發(fā)展標志著一個國家的生產實力。我國目前已經成為世界鑄造機械大國之一，在鑄造機械制造行業(yè)近年來取得了很大的成績。

“八五”期間鑄造機械制造受到了原機電部高度重視，投入了建國以來最大的一次專項技改貸款和攻關費用，扶持了鑄造機械行業(yè)產品的開發(fā)和發(fā)展�！按笮蛼佂枨謇頇C的制造”，“垂直分型無箱射壓造型機”，“水玻璃砂舊砂再生設備的研制”，“金屬型鑄造設備”等等相繼被開發(fā)應用。

“九五”期間，鑄造機械行業(yè)承擔并樹立完成了“轎車鑄件毛坯精化高效造型與清理成套技術與裝備”的任務，“缸體高效連續(xù)拋丸清理線的開發(fā)與研制”也取得圓滿成功，1999年完成了國家攻關高水平的氣沖造型線項目的成功。

“十五”期間，鑄造機械行業(yè)主要經濟指標的年均增長都在30%以上，高于機床工具全行業(yè)平均增長水平，特別是利潤增長更快，年均利潤增長高達46%，同時也保持較高的市場銷售水平。另外，樹脂砂鑄造成套設備，基本可以滿足國內市場需求，改變了過去主要依賴進口的局面；已經能夠生產出較高水平的鑄造自動生產線，達到可部分替代進口的水平，部分的解決了轎車發(fā)動機缸體、缸蓋等鑄件毛坯也要進口的情況；高水平自動制芯機、自動鑄件清理機、自動砂處理機、大型自動壓鑄機以及精密鑄造設備等鑄造機械，國內基本上都能生產制造。應當說“十五”期間鑄造機械行業(yè)的產品水平有了很大提高，為中國鑄造機械行業(yè)今后的進一步發(fā)展打下良好基礎。

“十一五”期間，鑄造業(yè)在巨大市場需求的刺激下，仍將繼續(xù)保持較高速度增長。由于鑄造機械產品的技術水平仍然與市場需求差距較大，使行業(yè)的發(fā)展存在巨大的發(fā)展?jié)摿�和擴展空間，為鑄造機械行業(yè)的快速增長帶來

精密鑄造工藝流程：

壓蠟（射蠟制蠟模）---修蠟----蠟檢----組樹（臘模組樹）---制殼（先沾漿、淋沙、再沾漿、最后模殼風干）---脫蠟（蒸汽脫蠟）-------模殼焙燒--化性分析--澆注（在模殼內澆注鋼水）----震動脫殼---鑄件與澆棒切割分離----磨澆口---初檢（毛胚檢）---拋丸清理-----機加工-----拋光---成品檢---入庫

鑄造生產流程大體就是這樣總的來說可以分為壓蠟、制殼、澆注、后處理、檢驗

壓蠟包括（壓蠟、修蠟、組樹）壓蠟---利用壓蠟機進行制作臘模修蠟---對臘模進行修正組樹---將臘模進行組樹

制殼包括（掛沙、掛漿、風干)后處理包括（修正、拋丸、噴砂、酸洗、）澆注包括（焙燒、化性分析也叫打光譜、澆注、震殼、切澆口、磨澆口）后處理包括（噴砂、拋丸、修正、酸洗）檢驗包括（蠟檢、初檢、中檢、成品檢）

擴展閱讀：精密鑄造技術與投資簡介

精密鑄造技術與投資簡介

一.精密鑄造的特點與優(yōu)勢:

精密鑄造又稱熔模鑄造,同其它鑄造方法和零件成形方法相比熔模鑄造有以下特點:

1.鑄件尺寸精度高,表面粗糙度值細,鑄件的尺寸精度可達到46級,表面粗糙度可達0.43.2μm,可大大減少鑄件的加工余量,并可實現(xiàn)無余量制造,降低生產成本.

2.可鑄造形狀復雜,并難于用其它方法加工的鑄件.鑄件輪廓尺寸小到幾毫米大到上千毫米,壁厚最薄0.5mm,最小孔經1.0mm以下.

3.合金材料不受限制:如碳鋼、不銹鋼、合金鋼、銅合金、鋁合金以及高溫合金、鈦合金和貴金屬等材料都可用精鑄生產.對于難以鍛造、焊接和切削的合金材料,更是特別適用精鑄方法生產.4.生產靈活性高,適應性強.既可用于大批量生產,也適用于小批量甚至單件生產.

綜上所述,精密鑄造具有投資規(guī)模小、生產能力大、生產成本低、復雜產品工藝簡單化、投資見效快的優(yōu)點.從而在與其它工藝和生產方式的競爭中處于有利的地位,前景光明.*以不銹鋼殼胚為例:

傳統(tǒng)的機械啤壓加工方法,最簡單的殼胚啤壓2次,其加工成本(模具、啤壓、回火、材料)大約在35元/個,用精鑄技術其加工成本在1.2元/個左右,一套精鑄設備月生產殼胚在1015萬個左右.二.精密鑄造適用范圍:

幾乎應用于所有的工業(yè)部門,特別是航天、航空、造船、汽輪機和燃汽輪機、兵器、電子、石油、化工、核能、交通運輸、輕工、紡織、制藥、醫(yī)療器械、儀器儀表、機械、泵和閥、運動器械、家用電器、近年來大量用于餐具、工具、表業(yè)、首飾和小五金等等.三.精密鑄造的生產設備和輔助設備設施:

1.精鑄主要生產設備一套2.精鑄主要輔助設備:

a:柴油儲罐b:空氣壓縮機c:空調機d:抽濕機e:溫度測量儀f:水糸統(tǒng):冷卻水、冷凍水、應急水四.精密鑄造主要原輔料:

a.金屬材料:不銹鋼、銅合金、鈦合金等各種金屬板材、棒材、邊角料、回爐料等.b.輔助材料:中溫蠟料、硅溶膠、鋯英粉砂、馬來石粉砂等各種耐火材料.五.廠房及電源配置:

1.廠房可根據(jù)各廠房產量及實際情況定,部分車間需恒溫、恒濕;需

配200kw左右的電源.

2.精鑄廠設備,設施規(guī)劃書.

精密鑄造設備清單

1、雙工位換缸式注蠟機1臺2、靜置桶1臺3、除水桶1臺4、保溫箱1臺5、攪拌機2臺6、浮砂機2臺7、電熱脫蠟釜1臺8、焙燒爐1臺9、50kg中頻熔煉爐1臺10、振殼機1臺11、切割機1臺

精密鑄造技術與投資簡介鑄造工廠設施設備規(guī)劃書序號1234工序蠟回收注蠟間修蠟組樹沾漿間使用面積40~6020~3020~3030~35電源配置380V100KW380V20KW220V6KW380V20KW設備配置脫蠟鍋/蠟回收桶/保溫箱模頭射蠟機/射蠟機電烙鐵排煙機漿桶/淋砂機/浮吵桶車間要求石膏板吊頂3M，不裝空調石膏板吊頂2.5M，空調5P一臺石膏板吊頂2.5M，空調3P一臺石膏板吊頂2.5M，空調5P一臺5678910111213

面、二層干燥室背層干燥室鑄造間振殼間切割間酸洗間氬焊、表修、ＱＣ噴沙間空壓間18~3030~4060~1006~86~106~1040~6020~306~10380V10KW380V12KW380V110KW220V0.06KW380V10KW380V/220V1KW380V10KW380V20KW380V7.5KW空調3P一臺/除濕機3升空調5P一臺/除濕機5升中頻爐/燒結爐振殼機切割機抽風機氬焊機/氣動磨機噴砂機空壓機石膏板吊頂2.5M石膏板吊頂2.5M不吊頂/設通風裝置，讓空氣對流不吊頂/設通風不吊頂/設通風房間用塑料板密封/設自來水排水吊頂與否，廠家自行決定量產后規(guī)劃采購不吊頂總面積約:200~400注：以上場地面積可根據(jù)實際情況劃

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