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精密铸造工艺流程及精密铸造的工艺特性


精密铸造是用可熔(溶)性一次模和一次(型)芯是金属逐渐成型的铸造方法。现代熔模精密铸造的工艺流程概括如下:

  ⑴CAD产品设计:根据客户的来图、来样等需求,利用计算机辅助设计开发;

  ⑵快速试制:利用先进的快速原型方法进行快速试制;

  ⑶制作压型:高品质模具的制作是生产高品质精密铸造产品的保证;

  ⑷制作蜡模:将液态的蜡料以一定的压力注入模具,冷却后得到熔(蜡)模;

  ⑸组合模具:将模具组合在交口棒上,形成模组;

  ⑹制壳:将模组浸入涂料桶种涂料,然后在表面撒上耐火材料,反复数次,硬化干燥后形成型壳。

  ⑺脱蜡:熔模铸造的核心工艺,利用蒸气或热水快速、完全、彻底的脱除型壳中的蜡;

  ⑻焙烧型壳;通常需要将型壳焙烧至1000℃,烧尽型壳中的杂质,使型壳内部的压力低于外部,便于液态金属的浇注;

  ⑼浇注:将金属溶液浇入焙烧并保持高温的型壳;

  ⑽清沙落件:浇注后冷却、去掉型壳、切除浇冒口和工艺筋、清除逐渐表面毛刺,得到金属铸件,但是他仍然只是毛坯;

  ⑾热处理:通过退火、正火调质等多种热处理方法,改善铸件的内在组织,提高力学性能;

  ⑿精整:包括利用专门的校正模具校正、抛丸、喷沙,使铸件的表面满足技术要求;

  ⒀后处理:包括油漆和镀锌的表面处理。

  同其它铸造方法和零件成型方法相比,熔模铸造有以下特点:

  ⑴逐渐尺寸精确、表面光滑。精密铸件尺寸精度和几何精度高是精密铸造显著的特点。目前,精密铸件尺寸精度可达CT4-6级,表面性粗糙度最小可达Ra0.4-3.2μm,可大大减少铸件的切削加工余量,实现无余量铸造

  ⑵可以铸造形状十分复杂的铸件。精密铸造能够住处形状十分复杂,并且难以用其他方法加工的铸件,入夜论、空心叶片等,给零件设计者很大的自由度,能铸造壁厚为0.5mm,最小孔径1mm以上铸件产品,能生产轮廓尺寸为几毫米、大到上千毫米、重量轻至1g的铸件、最重接近1000Kg的铸件。还可以将原来有许多零件组合、焊接的部件进行优化整铸,并减轻零件重量。

  ⑶合金材质不受限制。各种合金材料,如铸造碳钢、不锈钢、合金钢、铸铁、有色合金以及铸造高温合金、镁合金、钛合金等都可以用精密铸造的方法生产,对于难以焊接、锻造和切削加工的合金材料,更是特别适合用精密铸造的方法生产。

  ⑷可以降低成本。精密铸造能过最大限度提高毛坯与零件之间的相似程度,产品尺寸精度和表面粗糙度比较理想,因而可以减少机加工余量甚至无加工,节省加工工时和刀具消耗。一般来说,用精铸替代锻件、焊接件,可是零件中量减少15%以上,机械加工工时减少30%以上,零件制造综合成本下降15%以上。

  ⑸生产灵活性高、适应性强。精密铸造的工装模具可以采用多种材料和工艺制造,如低点金属压型、轻质铝合金压型、耐用钢压型等,使精密铸造即适宜大批量生产,有适用小批量生产直至单件个性化生产。随着近年来快速原型等新技术的应用,精密铸造的开发和制造周期越来越短,目前最快的零件制造周期可以控制在一周以内。

   但是,同其他金属成形工艺相比,精密铸造在工艺上还是存在一定的局限性。例如:铸件的尺寸不能太大,精密铸造最适宜铸造几克到十几公分的零件,还难以完全做到尺寸和重量几乎不受限制;工艺过程比较复杂,工序多,影响产品质量的因素比较多,生产中对材料和工艺要求比较严格;铸件冷却速度慢,结晶组织粗大,机械性能不够理想。

   需要指出的事,任何一种工艺方法,只是在一定的条件下,才能发挥其优越性,精密铸造工艺也是如此。对于客户而言,满足产品质量和使用性能上的要求最重要。此外,相关的经济分析如材料和能源的消耗、生产成本、价格、使用寿命和可靠性分析等因素也不能够忽视。精密铸造在一般金属成型工艺中,有其鲜明的个性特征,但是如果产品选择得当,零件设计合理,在减少切削加工、装配和节约金属材料等方面能够体现精密铸造的优势。特别是对于那些形状复杂的、精密的、高熔点合金而又难以加工的成型的产品而言,精铸工艺在技术上和经济性上,有着其他工艺无与伦比的魅力。

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