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精密鑄造的相關知識
閱讀：1465 發布時間：2014-8-21
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珩齒機熔模；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。根據產品需要或進行熱處理與冷加工。
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。zui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
優先采用砂型鑄造據統計，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、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相適應
例如砂型鑄造，大量生產的工廠應創造條件采用珩磨工具技術*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；對于單件齒輪測量儀生產的重型鑄件，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。
造型方法應適合工廠條件
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。
要兼顧鑄件的精度要求和成本
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，zui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。
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珩齒機熔模；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。根據產品需要或進行熱處理與冷加工。
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。zui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
優先采用砂型鑄造據統計，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、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相適應
例如砂型鑄造，大量生產的工廠應創造條件采用珩磨工具技術*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；對于單件齒輪測量儀生產的重型鑄件，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。
造型方法應適合工廠條件
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。
要兼顧鑄件的精度要求和成本
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，zui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。