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鑄造技術未來的發展方向
[來源:重力鑄造] [作者:東莞鑄造廠][日期:2018-12-09]

    
鑄造是現代機械製造工業的基礎工藝之一。鑄造作為一種金屬熱加工工藝,在我國發展逐步成熟。鑄造機械就是利用這種技術將金屬熔煉成符合一定要求的液體並澆進鑄型裏,經冷卻凝固、清整處理後得到有預定形狀、尺寸和性能的鑄件的能用到的所有機械設備,又稱鑄造設備。
新的鑄造技術,可舉出下述七個方麵:
(1)向輕量化挑戰,超微細化和超薄壁化。很多采用砂型鑄件,在於砂子有適當的耐火性、砂型有使瓦斯通過的通氣性、價格便宜、可反複利用,砂型畢竟是原始的,但依然是鑄造法的主流。通常砂型的鑄造技術,在砂粒空隙(0.1mm)以下是不行。曆來代表小型鑄件是加牙齒的齒套。中川公司等利用精鑄技術試製成音盤,使聲音可以再生。野口公司製作出如螞蟻大小的鑄件,用0.7微米的鋁氧粉造型用離心鑄造,螞蟻的義眼模樣也可以再生出來。這方麵鑄造的開展會引起新的需求。薄壁化是以壓鑄為中心而發展起來的,是利用高壓的壓鑄法。例如平均為1.0mm以下音頻箱殼就是用1200噸壓鑄機高速鑄造法製造出來的。這種薄壁化的進展會加速鑄件取代板金件。在壓鑄中有效地利用芯子,從而由於中空而達到輕量化的目的。例如增壓器的葉輪過去都用重力鑄造法生產的,在壓鑄法上用可旋轉的金屬芯子的方法開發出中空的葉輪。用壓鑄法代替重力鑄造從而取近淨型的產品提高了效益。
(2)複雜形狀部件的整體化;鑄件一般多用於單體物件,最近已開始向複雜形狀的部件發展。例如將蝸輪增壓器和排氣岐管兩種鑄件合成整體,用耐熱高速鋼的減壓吸引鑄造法而鑄成的最薄壁厚隻有2mm的整體鑄件。
(3)鑄件焊接:迄今可焊接的都是鋼件,最近鑄鐵件在具表麵經過脫碳處理等工藝後也可以焊接了。汽車用的鑄件排氣歧管和高速鋼管焊接在一起,從麵解決了由於鑄鐵件耐熱性不足而采用了高速鋼管的焊接結構以適應燃燒溫度。今後為達到廉價,性能好的目的分別製造焊接到一起的工藝也會有發展。
(4)觸變鑄造(半熔融鑄造)液體固體在共存的狀態下用高壓方法進行鑄造的一種方法。這項技術是以鑄鐵為中心開展起來的,也在向鋁合金方麵展開。其利點不僅是熔融溫度低,也表現在:A、由於固相的存在凝固潛減從而提高了生產效率。B、冷卻速度快使組織細微化從而提高了強度。C、凝固收縮量減少從而提高了鑄件的質量。但也有模具壽命低,成型性差等方麵的問題。這種方法有利之點也在於凝固時由高壓作用可得到高強度高可靠性的物件,由於成本高還不能大幅度應用於生產,但在鑄造行業對這種技術今後必將付於相應地位。
(5)RP(快速原型技術)CAD、CAM技術的突飛的發展,對鑄造技術也帶來大的影響。例如不用木型和砂型對樣品(試製品)試行直接鑄造。這種技術基本上是立足於印刷的原理(激光和噴墨)。有用樹脂包覆鑄造砂用激光燒結成型,激光燒型和將砂拉用噴墨型式塗敷成型,也期待有新的RP技術發展。這種技術也可以作成樹脂型用類似脫蠟精鑄法的技術也在發展。直接用切削的方法也在研討之中。脫蠟精鑄法由於模具成本高,難以用於小批量生產。將石蠟直接用五軸加工中心切削加工用於製造試製品也在開發中。消失模法有將聚苯乙烯在模型內發泡和將發泡聚苯乙烯進行機械加工兩種方法。前者適用小件、後者適用於大件。特別是後者依靠CAD、CAM技術有了顯著進展。重達12.3噸的雙吸入漩渦水泵的大型球鐵鑄件是用三次元CAD圖形將發泡的聚苯乙烯在加工中心切削加工後,塗敷上陶磁粒子鑄造出業的。用於高速鋼等低碳鋼鑄造時為防止聚苯乙烯供應碳素必須塗敷陶磁粒子。
(6)向複合材料方向發展。由於鑄造是用熔融金屬,適合於金屬基複合材料。例如用陶磁、纖維預成型的圓筒型,在其縫隙浸進鋁熔液而製成金屬基複合材料的缸體。今後這類金屬基複合材料鑄造技術將有很大影響。
(7)向機能材料方向發展。Nomag非磁鑄鐵、IMER低膨脹鋼都是機能材料鑄件。最近半導體行業需要的低熱膨脹材料鑄鐵、也在開發中。空氣與金屬的複合材料發泡金屬,也將占有一席之地。轎車用刹車係統的鑄鐵件也是一項機能材料,鑄鐵的減衰能特性有利於轎車的安靜環境。
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