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    精密铸造工艺的市场分布及设计原则

    作者:高新铸业 日期:2019-01-12
    内容摘要:熔模精密铸造,在众多的铸造工艺方法中,所具有的竞争优越最全面:尺寸精度高、表面质量好、适用复杂形状、可用于多种合金、生产批量灵活

    1、精密铸造工艺的竞争优越

    熔模精密铸造,在众多的铸造工艺方法中,所具有的竞争优越最全面:尺寸精度高、表面质量好、适用复杂形状、可用于多种合金、生产批量灵活。正因为如此,熔模精密铸件几乎覆盖了工业生产的所有领域,成为重要的金属零件成形手段。

    但是,面对一个零件成形的需求,工艺上能够实现,并不代表商业上能够成功。熔模精密铸造之所以能够制造高质量标准的铸件,源于其特有的一个复杂生产工艺流程,从压型、蜡模、型壳、熔铸、清理、后处理到检验,工序多、流程长。同时还源于更多、更高标准的材料、设备及环境投入,比如高质量的模料、型壳材料,高性能的压蜡机,严格控制环境温度、湿度的制模间、制壳间等。这样算下来,往往成本上与其他铸造工艺方法相比并不占优越。也就是说,依靠低成本竞争,并非熔模精密铸造工艺的强项。

    熔模精密铸造的发展强项是(相对)高附加值。加上“相对”二字,是想说明,并不是只有航空、军工产品才有高附加值,在任何一个领域,都存在相对高附加值的产品,只要产品属于“仅有熔模工艺能做”或者“采用别的工艺,比如特种加工,虽然能做,但成本远高于熔模铸造工艺”。这样的产品一定可以获得高附加值。熔模铸造所生产的(相对)高附加值产品一般应具有以下一种或几种特征:①产品为普通合金但有相对高的尺寸精度要求;②形状复杂,其他工艺难以实现;③中小批量,甚至单件;④钦合金、高温合金等其他铸造工艺难以成形的合金。

    2、精密铸件市场分布

    精密铸造工业在欧美发达国家的发展已有半个多世纪,根据其工艺特点,在一些领域已经形成了显著竞争优越,如航空发动机、工业燃气轮机、医疗器械、汽车等。而以航空零件、工业燃气轮机零件为代表的高附加值铸件在精密铸造产值中占很高比例。以美国为例,2008年的精密铸造产值中,航空产品占50%左右,工业燃气轮机产品约占25%。这些产品中,高温合金、钦合金等占的比例比较高,因此,在美国精密铸件产值中,高温合金占55%}钦合金占11%。

    工业燃气轮机作为高效、节能、低污染的发动机,在发电、输气油管线动力、舰船动力装置等方面具有重要应用,例如,国际上燃气轮机发电已占20%。我国工业燃气轮机发展相对滞后,但相关领域的装备需求面临新的机遇,也必将带动精密铸件生产的发展。

    医疗器械也是精密铸件的市场之一,人工关节就是典型的精密铸件。社会的老龄化往往会促进相关产业的发展,因为随着老年人口的增加,出现关节损伤的几率增加,相关产品的需求量也将增加。

    汽车也是精密铸件应用的一个重要领域。鉴于汽车成本的压力,往往铸件附加值并不高,但批量大。我国目前已经是世界一大汽车生产国,2011年产量预计超过2000万辆,也将拉动相应的铸件需求。

    当然,我国的精密铸造业产品目前还主要集中在国际市场的阀门、五金、工具及其他机械零件方面,大量出口海外,国内高端精密铸件市场尚未广泛开启。但随着人们物质生活水平的提高,消费产品质量要求也将逐步提高,部分产品配件将转化为精密铸件,国内市场将逐步扩大。另外,我国十二五规划中,明确提出大力发展高端装备制造业,并将进行政策支持,我国已进入产业结构调整的关键时期,适应“高、精、尖”产品成形的精密铸造工艺必将迎来新的发展机遇。

    不锈钢精密铸造的回火处理办法如下:

    1、低温回火:回火温度为150~250℃,获得的组织为同火马氏体,即过饱和马氏体中析出一部分碳,在马氏体周围形成碳化物。这种钢的含碳量很少,马氏体中过饱和的碳也少。

    2、中温回火:回火温度为350~500℃,回火组织为回火屈氏体,具有较好的强度和韧性。此种回火工艺广泛应用于低合金铸钢。

    3、高温回火:回火温度为500~650℃,回火组织为弥散、粒状索氏体。淬火+高温回火的处理工艺被称之为调质处理。它适用于多组元强碳化物形成元素的低合金钢,具有高的强韧性。

    不锈钢精密铸造性能结构设计原则如下:

    1、公道壁厚。在满足铸件小答应壁厚的条件下,即能保证熔融金属具有良好的活动性,又能避免产生因收缩量过大而引起的铸造缺陷。

    2、均匀壁厚。是指各部分的壁厚冷却速度均匀。内壁隔墙薄、四周壁应厚。

    3、过渡连接。结构圆角:避免热节形成;改善应力分布;避免砂型损坏和产生砂眼。

    4、大平面倾斜。目的:利用填充和排气排查。

    5、自由收缩。目的:有利减小因收缩应力而引起的应力开裂和变形。

    6、减小变形。(同热处理)对称结构、增设加强肋。

    不锈钢铸件是用在各种不锈钢材料生产的铸钢件,主要用在各种介质腐蚀条件下。对于不锈钢铸件碳量过高一般会造成合金钢铸件成为不良产品,造成资源的一些浪费,很多人都不了解这样的原因,我们就需要避免,那么不锈钢铸件含碳量过高是什么原因?

    1、合金钢铸件的浇注条件设置不合理:如浇注充型的流程设置过长,造成浇注过程中浇注钢液温度低,特别是对铸件壁厚增大位置,浇注钢液的凝固速度慢,加大了铸钢件的渗碳与积碳量。

    2、合金钢铸件的生产熔炼配料中碳含量未严格控制,特别是各种废钢中的含碳量和各种废钢中是否存在有其他合金成分的材料不明。

    3、合金钢铸件的浇注系统设置不合理:特别是抽真空系统与浇注砂箱或铸件浇注工艺造型的配置不合理,造成铸件在浇注过程中,使模样的热分 解产物无法迅速快捷地排出浇注型腔,造成铸件的渗碳或积碳。