精密铸造技术在工业设备制造中的应用现状分析

蒲云涛

（平度市应急管理局，山东 平度 266700）

引言

从20 世纪90 年代开始，我国的铸造技术开始进入快速发展阶段，国内相关学者在此领域取得了一系列研究成果，大大促进了我国铸造技术的发展，但总体而言，由于多方面因素的影响，铸造技术的研究成果多停留在理论研究层面，在将理论成果转化为生产力方面存在不足。进入21 世纪以来，国家对铸造领域的研发加大了支持力度，加上计算机技术及自动控制技术在铸造技术领域的不断应用，使得我国铸造技术的智能化程度越来越高，精密铸造技术应运而生。与此同时，相关学者在此方面展开了一系列的研究，并取得了大量的研究成果。刘洋[1]对SLA 快速成型精密铸造技术进行了研究，从直接熔模精密铸造、间接模具制造精密铸造及直接模具制造精密铸造等三个方面对精密铸造快速成型工艺流程、工艺特点及存在问题进行了分析，研究内容对于传统工艺流程的升级改造具有积极的推动意义。王华侨[2]对铝合金异型舱壳精密铸造成型技术进行了研究，介绍铸件成型的特点及其相关技术指标，对总体的精密铸造工艺流程进行了介绍，并从舱壳精密铸造成型难点、整体铸造潜在问题、异型舱壳铸造质量控制措施及铸造方案的阶段控制等几个方面分析了铸造成型的工艺难点，并研究了核心关键技术的解决方案。贺东溥等[3]对在线监测技术及智能修正系统在精密铸造领域的应用现状进行了分析，详细分析了典型精密铸造结构的工艺方法，并对工艺加工流程进行了试验验证，试验结果表明铸件的加工精度大大提高，加工效率也大幅提升。本文在此基础上，也对精密铸造工艺技术在工艺设备制造中的应用现状进行分析。

1 铸造技术发展历程

1.1 传统的铸造技术

铸造工艺从古代就开始得到应用，我国最早的铸造工艺可以追溯到大概6 000 年以前。工业革命后，工业技术水平取得了突破性的发展。铸件质量在一定程度上直接影响着整个产品的质量，从这个意义上讲，铸造在整个制造业行业占有非常重要的地位。从19 世纪末至20 世纪初，铸造工艺取得了巨大的发展和突破，低压铸造工艺、连续铸造工艺、陶瓷铸造工艺等先进铸造技术应运而生。传统的铸造工艺，主要是指将一定性能的原砂作为主要造型材料，并将原砂进行铸造的工艺方法。传统的铸造流程为铸造工艺—激冷系统—铸造系统—出气孔—补缩系统—特种铸造工艺。铸造工艺的设计过程主要包括铸件工艺流程图的相关设计、铸件图的相关设计、铸件装配图的相关设计以及工艺卡的制作流程等内容。

1.2 精密铸造技术

随着现代化工业设备对铸件精度的要求越来越高，精密铸造技术应运而生。精密铸造是为了获得精准尺寸铸件工艺的总称。和传统铸造技术相比，通过精密铸造技术而获得的铸件尺寸更加精确，铸件大的表面光洁度更好。精密铸造主要包括金属型精密铸造、熔模精密铸造、压力精密铸造、陶瓷型精密铸造、消失模精密铸造。精密铸造技术通常又称为失蜡铸造，精密铸造的产品精密、形状复杂、其铸件接近于零件最后形状，一般情况下可不经过加工或者对其进行很少加工就能直接使用，可见精密铸造工艺是一种非常先进的铸造工艺。

2 精密铸造技术的应用

2.1 水玻璃型壳精密铸造工艺

近些年来，在水玻璃型壳的制造过程中使用人造石墨砂已经成为一种新兴技术，通常在水玻璃型壳的涂料配置中就使用人造石墨砂，通过调整石墨砂的数目对水玻璃的整体状态进行调节，通常使用的人造石墨砂的数目为270 目，根据水玻璃型壳正面和背面对涂料特性要求的不同，对水玻璃的原液模数进行调整。通常水玻璃型壳的背面所需的原液模数要高压其正面所需模数，在其涂料配置完成后使用L型搅拌机进行搅拌。涂料的使用可以使得蜡模壳充分浸入涂料之中，在蜡模被取出来后使用排笔涂刷涂料，保证面层涂料的均匀性。根据水玻璃型壳的尺寸参数及其后续的铸造过程确定涂料的涂抹层数，同时随着层数的增加，需要完善蜡模相应的固定措施。在完成所有涂挂工艺后，需要对水玻璃型壳表面的石墨砂进行相应的清理工作，并且在此过程中必须保证浇口处长期处于光滑状态。人造石墨砂在水玻璃型壳上的运用，可以实现对其精密铸造的目的，大幅提升型壳质量和外观。

2.2 异型舱壳精密铸造工艺

对于异型舱壳而言，其成型后内部结构需要满足相关质量、强度、精度等设计指标要求，异型舱壳的成型的主要工艺流程一般包括铸造、热处理、加工、误差检测及相关装配工作等。某异型舱壳采用骨架和蒙皮的整体铸造结构，由于其壳体存在外形尺寸相对较大、壳体结构相对比较复杂、壳体壁厚差异相对较大等特点，需要严格控制其铸造过程和严格把控铸造工艺流程。该异型舱壳采用大型薄壁铝合金网格筋，通过采用精密铸造工艺，能够解决铸件变形的问题，在很大程度上提高了铸件的尺寸精度，减少了铸件中气孔和夹杂的存在。异型舱壳整体铸造，可有效提高铸件内部质量及材料性能水平，在很大程度上可保证异型舱壳的整体性能和铸件的尺寸精度，满足精密异型舱壳铸造的工艺要求。

2.3 三通件精密铸造工艺

三通件是熔模铸造的不锈钢铸件，在三通件的铸造过程中不允许出现缩松及缩孔等缺陷。要避免铸件出现缩松，就需避免铸件存在热节，因为在存在热节的情况下，如果冒口被直接放置在三通件铸件的几何热节上面，不利于铸件进行散热，从而会导致铸件出现缩松的现象。为了消除三通件上的冒口缺陷，需要对其进行补缩处理，即采用均衡凝固技术，可以有效改善铸件上面的这一缺陷。通过对改进后铸件模型进行计算模拟，结果显示铸件上的缩松缺陷消失，满足三通件的精密铸造工艺的要求。

3 结论

1）从传统铸造技术和精密铸造技术两个方面分析了铸造技术的发展历程，认为精密铸造技术在传统铸造技术发展的基础上，已经成为了一种先进的铸造技术。

2）从水玻璃型壳精密铸造工艺、异型舱壳精密铸造工艺、三通件精密铸造工艺三个方面对精密铸造技术的应用现状进行了分析，指出了精密铸造技术在工业设备制造中的应用可以大大提高工业设备的性能。