精密鑄造技術在工業設備制造中的應用現狀分析

蒲云濤

（平度市應急管理局，山東 平度 266700）

引言

從20 世紀90 年代開始，我國的鑄造技術開始進入快速發展階段，國內相關學者在此領域取得了一系列研究成果，大大促進了我國鑄造技術的發展，但總體而言，由于多方面因素的影響，鑄造技術的研究成果多停留在理論研究層面，在將理論成果轉化為生產力方面存在不足。進入21 世紀以來，國家對鑄造領域的研發加大了支持力度，加上計算機技術及自動控制技術在鑄造技術領域的不斷應用，使得我國鑄造技術的智能化程度越來越高，精密鑄造技術應運而生。與此同時，相關學者在此方面展開了一系列的研究，并取得了大量的研究成果。劉洋[1]對SLA 快速成型精密鑄造技術進行了研究，從直接熔模精密鑄造、間接模具制造精密鑄造及直接模具制造精密鑄造等三個方面對精密鑄造快速成型工藝流程、工藝特點及存在問題進行了分析，研究內容對于傳統工藝流程的升級改造具有積極的推動意義。王華僑[2]對鋁合金異型艙殼精密鑄造成型技術進行了研究，介紹鑄件成型的特點及其相關技術指標，對總體的精密鑄造工藝流程進行了介紹，并從艙殼精密鑄造成型難點、整體鑄造潛在問題、異型艙殼鑄造質量控制措施及鑄造方案的階段控制等幾個方面分析了鑄造成型的工藝難點，并研究了核心關鍵技術的解決方案。賀東溥等[3]對在線監測技術及智能修正系統在精密鑄造領域的應用現狀進行了分析，詳細分析了典型精密鑄造結構的工藝方法，并對工藝加工流程進行了試驗驗證，試驗結果表明鑄件的加工精度大大提高，加工效率也大幅提升。本文在此基礎上，也對精密鑄造工藝技術在工藝設備制造中的應用現狀進行分析。

1 鑄造技術發展歷程

1.1 傳統的鑄造技術

鑄造工藝從古代就開始得到應用，我國最早的鑄造工藝可以追溯到大概6 000 年以前。工業革命后，工業技術水平取得了突破性的發展。鑄件質量在一定程度上直接影響著整個產品的質量，從這個意義上講，鑄造在整個制造業行業占有非常重要的地位。從19 世紀末至20 世紀初，鑄造工藝取得了巨大的發展和突破，低壓鑄造工藝、連續鑄造工藝、陶瓷鑄造工藝等先進鑄造技術應運而生。傳統的鑄造工藝，主要是指將一定性能的原砂作為主要造型材料，并將原砂進行鑄造的工藝方法。傳統的鑄造流程為鑄造工藝—激冷系統—鑄造系統—出氣孔—補縮系統—特種鑄造工藝。鑄造工藝的設計過程主要包括鑄件工藝流程圖的相關設計、鑄件圖的相關設計、鑄件裝配圖的相關設計以及工藝卡的制作流程等內容。

1.2 精密鑄造技術

隨著現代化工業設備對鑄件精度的要求越來越高，精密鑄造技術應運而生。精密鑄造是為了獲得精準尺寸鑄件工藝的總稱。和傳統鑄造技術相比，通過精密鑄造技術而獲得的鑄件尺寸更加精確，鑄件大的表面光潔度更好。精密鑄造主要包括金屬型精密鑄造、熔模精密鑄造、壓力精密鑄造、陶瓷型精密鑄造、消失模精密鑄造。精密鑄造技術通常又稱為失蠟鑄造，精密鑄造的產品精密、形狀復雜、其鑄件接近于零件最后形狀，一般情況下可不經過加工或者對其進行很少加工就能直接使用，可見精密鑄造工藝是一種非常先進的鑄造工藝。

2 精密鑄造技術的應用

2.1 水玻璃型殼精密鑄造工藝

近些年來，在水玻璃型殼的制造過程中使用人造石墨砂已經成為一種新興技術，通常在水玻璃型殼的涂料配置中就使用人造石墨砂，通過調整石墨砂的數目對水玻璃的整體狀態進行調節，通常使用的人造石墨砂的數目為270 目，根據水玻璃型殼正面和背面對涂料特性要求的不同，對水玻璃的原液模數進行調整。通常水玻璃型殼的背面所需的原液模數要高壓其正面所需模數，在其涂料配置完成后使用L型攪拌機進行攪拌。涂料的使用可以使得蠟模殼充分浸入涂料之中，在蠟模被取出來后使用排筆涂刷涂料，保證面層涂料的均勻性。根據水玻璃型殼的尺寸參數及其后續的鑄造過程確定涂料的涂抹層數，同時隨著層數的增加，需要完善蠟模相應的固定措施。在完成所有涂掛工藝后，需要對水玻璃型殼表面的石墨砂進行相應的清理工作，并且在此過程中必須保證澆口處長期處于光滑狀態。人造石墨砂在水玻璃型殼上的運用，可以實現對其精密鑄造的目的，大幅提升型殼質量和外觀。

2.2 異型艙殼精密鑄造工藝

對于異型艙殼而言，其成型后內部結構需要滿足相關質量、強度、精度等設計指標要求，異型艙殼的成型的主要工藝流程一般包括鑄造、熱處理、加工、誤差檢測及相關裝配工作等。某異型艙殼采用骨架和蒙皮的整體鑄造結構，由于其殼體存在外形尺寸相對較大、殼體結構相對比較復雜、殼體壁厚差異相對較大等特點，需要嚴格控制其鑄造過程和嚴格把控鑄造工藝流程。該異型艙殼采用大型薄壁鋁合金網格筋，通過采用精密鑄造工藝，能夠解決鑄件變形的問題，在很大程度上提高了鑄件的尺寸精度，減少了鑄件中氣孔和夾雜的存在。異型艙殼整體鑄造，可有效提高鑄件內部質量及材料性能水平，在很大程度上可保證異型艙殼的整體性能和鑄件的尺寸精度，滿足精密異型艙殼鑄造的工藝要求。

2.3 三通件精密鑄造工藝

三通件是熔模鑄造的不銹鋼鑄件，在三通件的鑄造過程中不允許出現縮松及縮孔等缺陷。要避免鑄件出現縮松，就需避免鑄件存在熱節，因為在存在熱節的情況下，如果冒口被直接放置在三通件鑄件的幾何熱節上面，不利于鑄件進行散熱，從而會導致鑄件出現縮松的現象。為了消除三通件上的冒口缺陷，需要對其進行補縮處理，即采用均衡凝固技術，可以有效改善鑄件上面的這一缺陷。通過對改進后鑄件模型進行計算模擬，結果顯示鑄件上的縮松缺陷消失，滿足三通件的精密鑄造工藝的要求。

3 結論

1）從傳統鑄造技術和精密鑄造技術兩個方面分析了鑄造技術的發展歷程，認為精密鑄造技術在傳統鑄造技術發展的基礎上，已經成為了一種先進的鑄造技術。

2）從水玻璃型殼精密鑄造工藝、異型艙殼精密鑄造工藝、三通件精密鑄造工藝三個方面對精密鑄造技術的應用現狀進行了分析，指出了精密鑄造技術在工業設備制造中的應用可以大大提高工業設備的性能。