我國鑄造技術發展現狀及工藝特點

鑄造技術作為一門古老又常新的金屬成型方法已經有兩千的歷史。她在推動社會的進步、孕育人類文明以及人類認識自然、改造自然的歷史進程中發揮了基礎性的作用。在當代社會中，鑄造技術仍然是材料加工中的手段和方法。隨著鑄造技術的發展，為了適應新的條件下對材料加工技術的新要求，各種的鑄造技術也層出不窮，其中包括消失模鑄造、無模鑄造、半固態鑄造以及鑄造(即失蠟鑄造)。

1.我國鑄造技術發展現狀

總體上，我國鑄造的學術研究并不落后，很多研究成果居水平，但轉化為現實生產力的少。國內鑄造生產技術的于少數企業，行業整體技術水平落后，鑄件質量低，材料、能源消耗高，經濟效益差，勞動條件惡劣，污染嚴重。具體表現在，模樣仍以手工或簡單機械進行模具加工；鑄造原輔材料生產供應的社會化、化、商品化差距大，在品種質量等方面遠不能滿足新工藝、發展的需要；鑄造合金材料的生產水平、質量低；生產管理落后；工藝設計多憑個人經驗，計算機技術應用少；鑄造技術裝備等基礎條件差；生產過程手工操作比例高，現場工人技術素質低；僅少數大型汽車、內燃機集團鑄造廠采用的造型制芯工藝，大多鑄造企業仍用震壓造型機甚至手工造型，制芯以桐油、合脂和粘土等粘結劑砂為主。大多熔模鑄造廠以水玻璃制殼為主；低壓鑄造只能生產非鐵或鑄鐵中小件，不能生產鑄鋼件；用EPC技術穩定投人生產的于排氣管、殼體等鑄件，生產率在30型/h以下，鑄件尺寸精度和表面粗糙度水平低；雖然建成了較完整的鑄造行業標準體系，但多數企業被動執行標準，有的企業廢品率高達30%。結合鑄造企業特點的質量管理研究薄弱。由此看來，提升鑄造生產部門的生產技術水平，采用、、經濟、環保的鑄造技術，以提高企業的生產效益和鑄造產品的成品率以及生產效率，減小能耗和廢棄物的排放，已成為刻不容緩關乎企業生死存亡的重要命題。

2.我國鑄造技術發展趨勢之—運用和鑄造

熔模鑄造模具、模料，用硅溶膠或硅酸乙酷做粘結劑造型；采用、大型、薄壁熔模鑄件成形技術；采用成形技術替代傳統蠟模成形技術，簡化工藝，縮短生產周期；研制適合我國的壓蠟設備，制殼機械手，燃油型殼焙燒爐；型殼粘結劑，增加可鑄合金種類、擴大工藝適用面。這一系列在可預見的將來可實現的鑄造改性技術將是我國鑄造技術發展趨勢之一。

3.我國(失蠟)鑄造技術的研究現狀

密鑄造”。熔模鑄造技術適用于機車車輛、機械、汽車、船舶等行業的鑄件的生產。

鑄造工藝特點：

1)尺寸，光潔度好

尺寸精度較好可達到名義尺寸的5%，粗糙度水平為Ra0.8-3.2μm，從而減輕了后續機械加工的工作負擔。在近凈形甚至凈形情況下，機械加工幾乎全部被取消。

2)鑄件的機械性能優越，成型成本低

由于該工藝本身的優越性和穩定性，鑄件的機械性能可以保持在較上。失蠟鑄造特別適合于結構形狀復雜的情況。合理設計的單一鑄件有時可以代替多個零件的裝備，其中可以包括普通鑄造、機械加工、沖壓、鍛造、注塑、板金等。同時鑒于該工藝的靈活性，成型顯得容易，零部件的重量可以明顯減輕，從而降低加工成本。此外，還非常有利于節約和環保。

3)廣泛的材質適應性

硅溶膠失蠟鑄造適合于大部分鑄造合金，包括各種鑄鐵、碳素鋼、低合金鋼、工具鋼、不銹鋼、耐熱鋼、鎳合金、鉆合金、欽合金、青銅、黃銅、鋁合金等。并且其總體加工效果比較穩定，尤其適合難于鍛造、焊接、機械加工的材料。

4)優良的生產柔性

對于大批量、小批量、甚至單件生產均非常適合，有時甚至沒有生產成本的區別。無需非常復雜的機械設備，模具加工方案也靈活多樣。此外，我國的鑄造類企業和其他的研究單位還研究出了一些新的熔模鑄造工藝及技術。如：多孔道鑄造工藝設備模具及鑄造用易熔合金模具技術等。

其中多孔道鑄造工藝設備模具是用于在超塑性和蠕變狀態下大規格薄壁零部件的鑄造的工藝技術設備。它特別適用于航空流體動力復雜結構荷載部件的小批量生產制作。該工藝技術設備廣泛應用于航空制造、船舶制造、無線電工業和其它機械制造工業。該工藝技術設備的技術特性是設備具有通用性、模具幾何形狀可以變化、成型質量較高。

4.鑄造技術的新進展

4.1RPM技術在鑄造中的應用

鑄造是所有鑄造方法中較的一種，精度一般優于0.5%，且可重復性好，鑄件只需少量的機加工就可以投人使用。由于鑄模是一次性使用，使得制造內部結構復雜的零件成為了可能，能生產鍛造或機加工不能生產的零件。盡管鑄造有著很多的優越性，但其生產過程復雜且冗長。壓制蠟模的鋁模制作，視其復雜程度和尺寸大小，一般要花幾周到幾個月時間。鋁模后，還要幾周時間才能鑄件。這幾周主要是用于制作型殼。除了耗時外，鑄造還很費工，50%-80%的費用都出自于人工。此外，小批量生產中的模具費用分攤致使單價昂貴。

成型和鑄造是互補的，這兩種方法都適用于復雜形狀零件的制造。如果沒有自動成型，鑄模的生產就是鑄造的瓶頸過程；然而沒有鑄造，自動成型的應用也會存在很大的局限性。成型技術在鑄造中的應用，可以分為三種：一是消失成型件(模)過程，用于小批量件生產；二是直接型殼法，用于小量生產；三是決速蠟模模具制造，用于大批量生產。

4.2CAE在鑄造中的應用

鑄造的較大優點是表面光潔，尺寸，而缺點是工藝過程復雜，生產周期長，影響鑄件質量的因素多，生產中對材料和工藝要求很嚴。在生產過程中，模具設計和制造占很長的周期。一個復雜薄壁件模具的設計和制造可能需一年或更長的時間。隨著世界工業的進步和人們生活水平的提高，產品的周期越來越短，設計要求響應時間短。特別是結構設計需做些修改時，前期的模具制造費用和制造工期都白白地浪費了。因而模具設計和制造成為新產品的瓶頸。計算機輔助工程的發展，使得傳統產業與的融合成為可能。

隨著成型(RP)技術，特別是激光選區燒結工藝(SLS)的發展，三維模型可以通過RP設備，轉變成鑄造所需的原型，打破了模具設計的瓶頸。另外在傳統鑄造中，一個新的鑄件，工藝定型需通過多次試驗，反復摸索，較后根據多種試驗方案的澆鑄結果，選擇出能夠滿足設計要求的鑄造工藝方案。多次的試鑄要花費很多的人力、物力和財力。采用凝固過程數值模擬，可以指導澆注工藝參數優化，預測缺陷數量及位置，地提高鑄件成品率。

鑄造技術就是將計算機輔助工程應用到鑄造過程中，并結合其他的鑄造技術，以、低成本、短周期來完成復雜產品的和試制。目前，利用CAE精鑄技術，已完成多種航天、航空、兵器等關鍵部件的試制，取得滿意的效果。