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  • 精密铸造工艺在生产中的应用
    发布日期:2019-06-03
    1引言
    在批量产品的生产中,单件、小批量生产的工艺方法就不适应了。本文通过对精密铸造工艺的应用试验,并根据具体情况进行实际应用,探索出一种适合批量生产的工艺方法,解决现实问题,并作为其他工艺、生产管理以及设计人员的参考。
    2精密铸造工艺简介
    精密铸造是一种铸造成型方法,通过这种工艺生产出的铸件无需经过切削或是少切削即可直接使用,通常所说的精密铸造主要是指熔模精密铸造。
    熔模精密铸造(又名失蜡铸造)是用易熔材料制成与零件相同的模型,在模型上涂挂由耐火材料(石英、刚玉等)及高强度粘结剂(硅酸乙酷或水玻璃)组成的涂料,或者用石膏浇注,形成一定厚度的型壳,然后加热熔失模型,模壳经高温焙烧后再浇注铸件的过程。由于熔模铸造是一种少切削、无切削的铸件成型方法,用这种方法生产的铸件具有尺寸精度高CCT4~6级),表面粗糙度好(Ral.6一3.2μm)而且不受材质限制等优点,在工业生产中广泛应用。该法尤其适用于生产形状复杂的铸件和难以切削的金属材料。它可以节省大量的机械加工工时,提高金属材料的利用率,缩短产品制造周期及降低产品成本,提高产品质量。
    3精密铸造工艺的应用
    一个传动支座结构复杂,采用焊接方法制造,先分别加工好四个零件,然后将各零件装配好,再用真空炉钎焊成一个整体,不但制造周期长,而且焊后的传动支座变形大,质量不好保证。经过对传动支座的结构形式、材料、几何尺寸等设计要素以及可能的生产批量分析后,决定采用精密铸造工艺成形,然后再对个别重要尺寸进行机加工,较后达到产品质量要求。精密铸造传动支座通过对传动支座的上面两种工艺的比较,从制造成本、周期等,可以发现两者在批量生产中的不同效果。
    3.1制造成本比较
    通过对机加焊接和精密铸造两种工艺成本的比较,单件费用比为1:1.3,10件费用比为1.5:1,100件费用比为2.7:1。两种方法制造成本的较大差别在于单件材料和工时费,因此在批量生产时,精密铸造的成本比机加焊接的要低很多,这是由工艺方法的不同所决定的。
    3.2制造周期比较
    机加焊接传动支座由于是四个零件组合焊接而成,其中一个零件的制造工序较长为10道,而且涉及费工费时的工序有锻造、热处理、数铣、电火花线切割。然后再组合加工时,还需要16道工序才能完成较后的制造,其中真空钎焊、数铣、电火花线切割以及两次组合夹具装夹工序都较为费时。一般来说,一个批次10件传动支座的制造周期需要3~4个月。
    通过两种工艺方法比较,精密铸造的批量制造成本和周期比机加焊接的都具有很大优点,更重要的是,精密铸造利用的是社会资源,有利于单位制造资源的更好使用。
    4注意问题
    在生产中采用何种工艺方法是受零件结构形式、几何尺寸、材料、质量、周期、成本以及人的观念等诸多因素制约的,这对精密铸造工艺的实际应用也是一样的,在做出决策前,主要注意事项。
    4.1尺寸公差和表面粗糙度
    对铸造工艺而言,铸件尺寸的公差在国标中规定了数值的较小等级为第3级,这和机械加工国标规定的公差等级相差甚远。同样的基本尺寸,铸件公差第3级仅相当于机械加工公差的第11-12级,等同于未注公差的中等级m,因此铸件的尺寸精度是很低的。对铝合金精密铸造,铸件一般能达到的公差等级为CT4~6级。
    同样,对铝合金精密铸造,铸件一般能达到的表面粗糙度值为Ral.6~3.2μm,如果要求更高,对铸造工艺技术水平的要求就很高,但也只能提高一两个等级,而且是事倍功半。
    所以,铝合金精密铸造一般应用于尺寸公差要求不高的结构件、支承件、管路件等,若零件的尺寸精度和表面粗糙度有更高要求,还必需对铸件毛坯进行精密的机械切削加工才能到达。
    4.2表面涂覆和防护性能
    一般而言,铸造件的表面处理会受到很大限制,且处理的质量较差。但对铸造铝合金来说,通过试验,材料为ZL101A的精密铸造件,也可以进行阳极氧化,而且其材料本身的耐腐蚀性能相当高,经过10个周期的交变湿热和48h的盐雾试验后,铸件没有表现出任何不良反应,这比铝合金LY12材料的耐蚀性还好。
    综上所述,精密铸造工艺有着自身的显著优点,可以提高金属材料的利用率,缩短产品制造周期及降低产品成本,提高产品质量,这在科研和生产中应该是一种很好的工艺方法,在科研生产的一定条件下,是可以推广应用的。