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熔模铸造的优点主要体现在哪两个方面

2019-07-04 20:17:06

熔模铸造生产的每一个工序就是制造熔模,熔模是用来形成耐火型壳中型腔的模型,所以要获得尺寸精度和表面光洁度高的铸件,首先熔模本身就应该具有高的尺寸精度和表面光洁度。此外熔模本身的性能还应尽可能使随后的制型壳等工序简单易行。为得到上述高质量要求的熔模,除了应有好的压型外,还必须选择合适的制模材料和合理的制模工艺。

制模材料要能够保证方便地制得尺寸精确和表面光洁度高,强度好,重量轻的熔模,它还应为型壳的制造和获得良好铸件创造条件。模料一般用蜡料、天然树脂和塑料配制。

熔模铸造的优点主要体现在两个方面:

1.由于熔模铸件有着很高的尺寸精度和表面光洁度,所以可减少机械加工工作,只是在零件上要求较高的部位留少许加工余量即可,甚至某些铸件只留打磨、抛光余量,不必机械加工即可使用。由此可见,采用熔模铸造方法可大量节省机床设备和加工工时,大幅度节约金属原材料。

2.熔模铸造可以铸造各种合金的复杂的铸件,特别可以铸造高温合金铸件。用熔模铸造工艺生产不仅可以做到批量生产,保证了铸件的一致性,而且避免了机械加工后残留刀纹的应力集中。

熔模铸造的迅速发展是依靠其技术发展和技术进步取得的。熔模铸造工艺的各个环节都有长足的进步,对熔模铸造发展有较大影响的新材料、新工艺、新设备也很多,如水溶性型芯、陶瓷型芯、金属材质改进、大型熔模铸造技术、钛合金熔模铸造、定向凝固和单晶铸造、过滤技术、热等静压、快速成型技术、计算机在熔模铸造中应用以及机械化自动化等。

技术发展使熔模铸造不仅能生产小型铸件,而且能生产较大铸件,较大的熔模铸件的轮廓尺寸已近2m,而最小壁厚却不到2mm。同时熔模铸件也更趋精密,除线性公差外,零件也能达到较高的几何公差。熔模铸件的表面粗糙度值也越来越小,可达到Ra0.4um。

另外,由于材质的改进和工艺技术的发展使得铸件力学性能也越来越好。涡轮叶片就是一个很好的例子,涡轮叶片材质和工艺进步使其性能得到了很大的提高,20世纪60年代到90年代,涡轮叶片的材质(美国牌号)从IN100、B1900到MM200、MM247,再发展到PWA1480;同时由于凝固技术的发展,涡轮叶片从传统的等轴晶(EQ),到定向凝固的柱状晶(DS),再了展到单晶(SC)叶片,从而使涡轮叶片的工作温度由980℃提高到1100℃以上.

钛合金熔模铸造技术的发展,使现代工业中的重要结构材料钛合金能用熔模铸造方法生产出精密复杂零件,如飞机发动机的中间机匣、压气机机匣、医疗置入物等。特别是大型整体钛熔模铸件的出现,它代替组装件,减轻了机器的重量、提高了寿命,取得了很好的效果。据报道,1992年生产的较大钛熔模铸件毂架经焊接加工后重340kg,直径1.918m,高0.591m。

热等静压(HIP)技术已被广泛用于涡轮叶片及其它熔模铸件上。它是利用高温和高压,靠金属蠕变和塑性变形让铸件内部疏松、热裂等缺陷愈合,处理后铸件密度可达到金属理论密度,从而使性能提高。热等静压处理可使镍基高温合金、钛合金和铝合金的高温低周波疲劳性能提高3-10倍;使镍基高温合金和钛合金的持久寿命提高2倍以上;使铸件性能波动和分散程度降低到原来的六分之一。

为缩短生产周期,简化工序,熔模铸造与20世纪80年代出现的快速成形技术(RPT)结合,使用RPT的立体光刻法(SLA)、选择性激光烧结法(SLS)、熔融堆积制造法(FDM)或分层实体制造法(LOM)等工艺所制塑料、蜡和纸原型代替传统蜡模,或使用直接型壳生产法(DSPC)工艺生产的陶瓷型壳进行熔模铸造生产,增强了市场竞争力。

虽然我国的铸造产业发展处在一个比较困难的时期,但是,从长远的角度来看,我国的精密铸造产业发展还是有一定的希望,市场需求已经慢慢的开始回暖,而且加上我国铸造产业发展拥有的雄厚实力,相信我国的铸造产业产业一定会取得喜人的成绩。

专家表示,发展模拟技术,提高预测的准确性,加强工艺控制,提高成品率。规律性的问题掌握得还不是很好,从而影响批量生产中的成品率。产学研结合。企业的自主创新除了创新意识的增强和研发能力的提升外,还需要重视和加强以精密铸造企业为主体的“产、学、研”相结合。重视材料研发。材料是工业的基础,当前还有很多工作要做。在航空航天领域,合金材料尤其是高温合金等一些新型材料的研究、熔炼技术还有待改进,与国外差距还较大。注重装备技术的提升。工艺上主要还是设备的问题,很多关键设备,如一些定向凝固设备主要还是依靠进口,因此精密铸造设备的研发仍是重点。目前世界的熔模精密铸造成形工艺发展迅速、应用广泛,从目前的态势看,未来该工艺将来的发展趋势是铸件产品越来越接近零部件产品,传统的精铸件只作为毛坯,已经不适应市场的快速应变。零部件产品的复杂程度和质量档次越来越高,研发手段越来越强,专业化协作开始显现,CAD、CAM、CAE的应用成为零部件产品开发的主要技术。