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鑄造行業有什麼新技術

發布時間:2023-05-18 22:22:11

㈠ 消失模鑄造新工藝新技術與生產應用實例及鑄件缺陷防止和有色合金

分析原因主要是:
1、塗料質量問題造成表面粘砂。
2、負壓過高造成粘砂、稜角白口等(冷速度過快);
3、材料本身成分和金相控制不當;
4、開箱過早;
5、採用消失模後盲目提高澆注溫度是過冷度過大;
6、解決辦法包括鑄造過程避免上述問題,已出現問題鑄件可以退火處理!
QQ95473811

㈡ 怎麼改善鑄造鋁合金錶面耐腐蝕性能的技術

鋁鑄件的損壞主要發生在表面,鋁合金材料表面增強具有重要的經濟價值。鑄造鋁合金錶面耐腐蝕性能的改善通過微弧氧化、電沉積、多弧離子鍍、化學復合鍍和化學轉化膜等電化學方法來實現。鑄造鋁合金可以通過電化學方法獲得改性層,其目的是賦予表面耐腐蝕性、耐磨性、裝飾性以及其他特性。
1微弧氧化陶瓷層
微弧氧化(Microarcoxidation,MAO)又稱微等離子體氧化(Microplasmaoxidation,MPO),是通過電解液與相應電參數的組合,在鋁、鎂、鈦及其合金錶面依靠弧光放電產生的瞬時高溫高壓作用,生長出以基體金屬氧化物為主的陶瓷膜層。由於在微弧氧化過程中,化學氧化、電化學氧化、等離子體氧化同時存在,微弧氧化工藝將工作區域引入到高壓放電區域,極大地提高了膜層的綜合性能。微弧氧化膜層與基體結合牢固,結構緻密,韌性高,具有良好的耐磨、耐腐蝕、耐高溫沖擊和電絕緣等特性。該技術操作簡單和易於實現膜層功能調節,而且工藝不復雜,不造成環境污染,是一項全新的綠色環保型材料表面處理技術,在航空航天、機械、電子、裝飾等領域具有廣闊的應用前景。
合金元素Cu、Mg有利於微弧氧化的進行,而Si元素則有礙於微弧氧化。侯朝輝等[1]對含硅量為8%~12%的ZL系列鑄鋁合金的微弧氧化工藝條件、膜層結構以及成膜過程進行了研究。結果表明:鑄鋁合金在水玻璃復合體系中進行微弧氧化,可以得到一層細膩、均勻、較厚、顯微硬度較高的陶瓷氧化膜;微弧氧化電解液體系中,水玻璃能夠使鑄鋁合金的微弧氧化順利進行;Na2WO4和EDTA二鈉復配可提高膜層硬度;該研究條件下獲取ZL109合金微弧氧化膜的工藝條件為NaOH:2~4g/L,水玻璃:5~7mL/L,Na2WO4:2~4g/L,EDTA二鈉:2~4g/L,微弧氧化電流密度30~40A/dm2,溶液溫度30~40℃,強攪拌。此外,龔建飛等[2]也對ZL109的微弧氧化進行了研究,獲得了緻密層厚度76μm以上,顯微硬度HV1600均勻氧化陶瓷膜層。
ADC12壓鑄鋁合金廣泛應用於汽車、摩托車和儀器等行業的活塞、帶輪等零部件和結構件。張金彬等[3]研究了ADC12鋁合金錶面微等離子體氧化法制備黑色陶瓷膜的電解液成分和電參數等對膜層性能的影響,結果表明,磷酸鈉濃度較低,表面粗糙,濃度過高易析鹽和膜層崩落,最佳濃度為12~15g/L;添加劑M1和M2組分中的金屬元素氧顫嘩化物K在膜層中的比重越大,膜層黑色飽和度越高越穩定,其最佳濃度分別為10.0~11.0g/L和15.0~18.0g/L;使膜層黑色均勻的最佳pH值為8.0~9.0;形成飽和深黑色的最佳電流密度為3.0~4.0A/dm2;採用最佳的電解液配方制備的黑色膜層厚度在20~30μm,硬度HV500~700,黑色飽和度在0.8~1.0。
王宗仁等[4]將等離子體增強的電化學表面陶瓷化(PECC技術)工藝應用在Y112壓鑄鋁合金錶面強化處理上,使其表面耐洞孫生成α-Al2O3和γ-Al2O3相的陶瓷膜。據稱該膜性能均優於特富隆技術塗層。
金玲等[5]對ZL109合金和SiCp/ZL109復合材料表面進行微弧氧化,研究發現,ZL109合金和SiCp/ZL109復合材料都可以進行表面微弧氧化,其微弧氧化層由兩層結構組成,分別為疏鬆層和緻密層。ZL109合金微弧氧化層主要由不同結構的Al2O3相組成,SiCp/ZL109復合材料微弧氧化層由Al2O3和MgAl13O40組成。
交流電源恆流條件下鋁合金錶面微弧氧化-黑化一體化處理[6]研究顯示,釩酸鹽對微弧氧化陶瓷膜的黑化效果具有決定性作用;黑色陶瓷膜色澤穩定,具有較高的顯微硬度,並能對基體金屬提供有效的腐蝕防護;黑色陶瓷膜主要元素組成包括O、Al、Si、V和P,膜中化合物主要以無定形態和/或微晶態形式存在,只發現少量的γ-Al2O3和ε-Al2O3晶體;黑色陶瓷膜為較為疏鬆的單層結構,其表面在微觀尺度上粗糙不平,存在較為昌鏈密集的尺寸為μm量級的微孔,並有明顯的高溫燒結痕跡和微裂紋;黑色陶瓷膜的微觀結構與其形成機制有關。
ZL101鑄造鋁2硅合金微弧氧化陶瓷膜[7]生長分為3個階段,氧化初期,電流密度較高,但膜層生長較慢。在膜快速生長階段,膜生長速率達到極大值;膜生長進入平穩期後,基本保持恆定,樣品的外部尺寸不再增加,膜逐漸轉向基體內部生長;合金化元素硅的影響主要表現為氧化初期對膜生長的阻礙作用;鑄造鋁合金經過微弧氧化處理後,腐蝕電流大幅下降,極化電阻增加了幾個數量級;較薄的微弧氧化膜同樣大幅度提高了鋁-硅合金的耐蝕性。
中性鹽霧腐蝕試驗法研究高強度鑄造鋁合金ZL205微弧氧化陶瓷膜[8]的結果表明,微弧氧化處理能顯著提高ZL205的耐腐蝕性能,隨著厚度的增加,陶瓷膜的耐腐蝕性能提高,但在厚度達到一定值後,陶瓷膜的耐腐蝕性能提高不明顯;隨著厚度的增加,微弧氧化膜的表面形貌和相結構都發生變化,從而導致微弧氧化膜的耐腐蝕性能發生變化。
2電沉積層
電沉積(electrodeposition)是金屬或合金從其化合物水溶液、非水溶液或熔鹽中電化學沉積的過程。是金屬電解冶煉、電解精煉、電鍍、電鑄過程的基礎。這些過程在一定的電解質和操作條件下進行,金屬電沉積的難易程度以及沉積物的形態與沉積金屬的性質有關,也依賴於電解質的組成、pH值、溫度、電流密度等因素。吳向清等[9]利用電化學方法對ZL105鋁合金錶面電沉積Ni2SiC復合鍍層的耐蝕性能進行了研究。結果表明,Ni2SiC復合鍍層的表面形貌與純Ni鍍層截然不同,耐蝕性能優於純Ni鍍層,經過300℃×2h熱處理後,耐蝕性能進一步得到提高。
3多弧離子鍍層
多弧離子鍍是真空室中,利用氣體放電或被蒸發物質部分離化,在氣體離子或被蒸發物質粒子轟擊作用的同時,將蒸發物或反應物沉積在基片上。離子鍍把輝光放電現象、等離子體技術和真空蒸發三者有機結合起來,不僅能明顯地改進了膜質量,而且還擴大了薄膜的應用范圍。
其優點是薄膜附著力強,繞射性好,膜材廣泛等。離子鍍種類很多,蒸發遠加熱方式有電阻加熱、電子束加熱、等離子電子束加熱、高頻感應加熱等。多弧離子鍍採用的是弧光放電,而並不是傳統離子鍍的輝光放電進行沉積。簡單的說,多弧離子鍍的原理就是把陰極靶作為蒸發源,通過靶與陽極殼體之間的弧光放電,使靶材蒸發,從而在空間中形成等離子體,對基體進行沉積。在ZL201鋁合金錶面多弧離子鍍Ti-Cr-N塗層,並在Ti-Cr-N塗層上制備一層脂類薄膜[10]。結果表明:Ti-Cr-N塗層中的Cr以固溶體的方式存在於TiN晶體中,沒有形成單獨的CrN相;塗層可以有效提高ZL201鋁合金的抗鹽霧腐蝕的能力。

4化學復合鍍層
在鍍覆溶液中加入非水溶性的固體微粒,使其與主體金屬共同沉積形成鍍層的工藝稱之為復合鍍。若採用電鍍的工藝則稱之為復合電鍍;若採用化學鍍的工藝則稱之為復合化學鍍。所得鍍層稱為復合鍍層。原則上,凡可鍍覆的金屬均可作為主體金屬,但研究和應用較多的是鎳、鉻、鈷、金、銀、銅等幾種金屬。作為固體微粒主要有兩類,一類是提高鍍層耐磨性的高硬度、高熔點的微粒;一類是提高鍍層自潤滑特性的固體潤滑劑微粒。在鑄鋁表面制備Ni-P-金剛石化學復合鍍層[11],結果表明,硫酸高鈰能促進金剛石微粒進入鍍層,隨硫酸高鈰含量增加鍍液穩定性大幅提高後趨於平穩,Ni-P-金剛石復合鍍層耐磨性優於Ni-P鍍層,添加2mg/L硫酸高鈰後進一步顯著提高,與Ni-P鍍層相比,復合鍍層耐蝕性差,添加硫酸高鈰後有所改善。
5化學轉化膜
化學轉化膜是使金屬與特定的腐蝕液相接觸,在一定條件下發生化學反應,在金屬表面形成一層附著力良好的、難溶的生成物膜層。這些膜層,或者能保護基體金屬不受水和其它腐蝕介質的影響,或者能提高有機塗膜的附著性和耐老化性,或者能賦予表面其它性能。化學轉化膜由於是基體金屬直接參與成膜反應而生成,因而與基體的結合力比電鍍層和化學鍍層大的多。幾乎所有的金屬都可以在選定的介質中通過轉化處理,得到不同應用目的的化學轉化膜,但目前工業上應用較多的是鋼鐵、鋁、鋅、銅、鎂及其合金。化學轉化膜同金屬上別的覆蓋層(例如金屬的電沉積層)不一樣,它的生成必須有基底金屬的直接參與,與介質中陰離子生成自身轉化的產物(MmAn),因此也可以說化學轉化膜的形成實際上可看作是受控的金屬腐蝕的過程。化學轉化膜按膜的主要組成物的類型分為:氧化物膜,磷酸鹽膜,鉻酸鹽膜,草酸鹽膜等。
鋁合金在大氣環境下容易發生晶間腐蝕而破壞。目前應用的高強度鑄造鋁合金一般含有硅、銅、鎂等元素,這些元素的加入增加了合金的腐蝕敏感性。其次是表面硬度低,容易磨損,外表光澤不能保持長久,所以要求有較高的保護措施。其中在鋁合金錶面上生成化學轉化膜具有設備簡單、成本低、投資省等優點。彭靚等[12]採用鉻酸鹽法在Y112合金上生成化學轉化
膜,實驗結果表明,該轉化膜具有高的耐腐蝕性,並具有美觀的金黃色外表面。
以錳酸鹽和鋯鹽為主鹽,在鋁合金錶面化學氧化得到的化學氧化膜[13]的腐蝕電位比鋁合金試樣的腐蝕電位正0.45V左右,腐蝕電流密度僅0.286μA/cm2;交流阻抗譜圖低頻端的阻抗值比鋁合金試樣的值大一個數量級;鋁合金化學氧化膜外觀呈金黃色,具有規則排列的柱狀生長結構。
葛聖松等[14]用無鉻化學方法在鑄鋁合金錶面製得黑色轉化膜,利用點滴試驗評價了膜的耐蝕性能。分別採用掃描電鏡及電子探針觀察膜的形貌、測定其組成元素,最後提出了黑色膜的形成機理和耐蝕機理。

㈢ 特種鑄造包括哪些種類

砂型鑄造雖然有很多優點,但是砂型鑄造的鑄件其尺寸精度和表面質量及內部質量在某些方面不能滿足要求,因此出現了與砂型鑄造有顯著區別的其他鑄造方法,統稱為特種鑄造。常用的有熔模鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、離心鑄造等。

特種鑄造方法有很多優點,絕大多數方法獲得的鑄件尺寸精度高、表面光滑,易於實現少切削、無切削加工;鑄件的力學性能和內部質量較好;金屬澆注液消耗少,工藝出品率高;多數工藝方法簡單,易於實現機械化和自動化,可以改善勞動條件、提高勞動生產率。

(3)鑄造行業有什麼新技術擴展閱讀:

基本特點:

(1)改變鑄型的製造工藝或材料

(2)改善液體金屬充填鑄型及隨後的冷凝條件

以上兩方面為特種鑄造的基本特點,對於每一種特種鑄造方法,它可能只具有某一方面的特點,也可能同時具有兩方面的特點。如壓力鑄造、採用金屬型或熔模型殼的低壓鑄造、採用石膏型的差壓鑄造、離心鑄造等均具有兩方面的特點。

而陶瓷型精密鑄造、消失模鑄造等只是改變了鑄型的製造工藝或材料,金屬液充填過程仍是在重力作用下完成的。

㈣ 機械鑄造行業現狀

在科學技術迅猛發展的今天,由於鑄造成形工藝的特殊優勢,有些復雜結構件目前尚無其他製造工藝可替代。鑄造工藝仍是最經濟且便捷的金屬成形工藝。隨著全球經濟一體化,在國際間的合作日益密切、競爭日趨激烈之時,中國汽車鑄造業應更充分地發揮鑄造資源優勢,發展自己的鑄造工業。
在科學技術迅猛發展的今天,由於鑄造成形工藝的特殊優勢,有些復雜結構件目前尚無其他製造工藝可替代。鑄造工藝仍是最經濟且便捷的金屬成形工藝。隨著全球經濟一體化,在國際間的合作日益密切、競爭日趨激烈之時,中國汽車鑄造業應更充分地發揮鑄造資源優勢,發展自己的鑄造工業。
1. 中國鑄造業現狀
中國是當今世界上最大的鑄件生產國家,據資料介紹,我國鑄造產品的產值在國民經濟中約佔1%左右。最近幾年,鑄件進出口貿易增長較快,鑄件的產量已達到9%左右。我國鑄造廠點多達2萬多個,鑄造行業從業人員達120萬之多。「長三角」地區的鑄件產量佔全國的1/3,該地區主要以民營企業為主,汽車和汽車零部件行業的發展有力地拉動了鑄造行業的發展。萬豐奧特是亞洲最大的鋁合金車輪企業,年產值超過10億元,出口額達6 000美元。崑山富士和機械有限公司生產汽車發動機和制動系統的鑄件,年產量達4萬t,銷售收入5.5億元。華東泰克西是一個先進的現代化氣缸體鑄件生產企業,具有年產1 00萬件
轎車氣缸體鑄件能力。山西是鑄造資源大省,有豐富的生鐵、煤炭、鋁鎂、電力、勞力資源、使山西的鑄造產業有得天獨厚的優勢,具有500個鑄造企業,80%為民營企業。山西國際、河津山聯、山西華翔年產量分別達4萬t、2萬t、12萬t。「東三省」有一汽集團、哈飛集團等骨幹汽車企業帶動了汽車鑄件產量的增長。一汽集團鑄造公司,已經形成40萬t鑄件的生產能力。遼寧北方曲軸有限公司,到「十一五」末將形成年產15萬台發動機、100萬件曲軸、產值20億的曲軸生產基地。「珠江三角洲」壓鑄行業發達,有700多個壓鑄企業,年產量達20萬t。東風日產、廣州本田、廣州豐田和零部件企業有力帶動了壓鑄業的發展,轎車氣缸體、氣缸蓋的壓鑄件產量逐年增長。
2. 國外鑄造業現狀
近幾年來,全球鑄造業持續增長,2004年鑄件產量比上一年度增長8.4%,中國生產鑄件2242萬t,全球排名第一,比上一年增長23.6%。全球十大鑄件生產國的產量與增長率見表1。從表1可見,2004年中國的鑄件產量約佔全球鑄件產量的1/4。巴西鑄件產量增長最快,達到25.8%。增長率超過2位數的國家有巴西、中國、墨西哥、印度,都是發展中國家。而發達國家的鑄件增長率普遍較低。美國鑄件產量自2000年以來,已經退居到第2位。2004年美國鑄件總產量為1231萬t,其中灰鐵件佔35%、球鐵件佔33%、鑄鋼件佔8.4%、鋁合金件佔16%。從需求上看,球鐵鑄件和鋁鑄件的需求在增長。2003年進口鑄件占總需求的1 5%,進口鑄件的價格比美國國內低20%~50%。近年來因鑄造環保要求高、能源消耗大、勞動力昂貴等原因,美國大型汽車公司生產普通汽車鑄件的鑄造廠紛紛關閉,逐步將鑄件的生產轉向中國、印度、墨西哥、巴西等發展中國家。日本的鑄造業不景氣,其從業人員在減少。2004年日本鑄件總產量為639萬t,其中灰鐵件佔42%、球鐵件佔30%、鑄鋼件佔4%、鋁合金件佔21%。從需求上看,球鐵鑄件和鋁鑄件的需求在增長。日本鑄造界在技術創新方面作了大量工作,開發了球型低膨脹鑄造砂、高減振鑄鐵材料、中硅耐熱球鐵等材料。其真空壓鑄的鑄件能焊接和熱處理,半固態鑄造生產用於汽車鋁輪轂,提高了強度和伸長率。鎂合金壓鑄進一步發展,並取代重力鑄造,其性能提高,成本降低。
3. 汽車鑄造技術的發展方向
汽車技術正向輕量化、數值化、環保化方面發展。據有關資料報道,汽車自重每減少10%,油耗可減少5.5%,燃料經濟性可提高3%-5%,同時降低排放10%左右。鑄件輕量化主要有兩個途徑。一是採用鋁、鎂等非鐵合金鑄件,美國2003年統計有2/3的鋁鑄件用於汽車上,每車達到107 kg。二是減小鑄件壁厚、設計多零件組合鑄件,生產薄壁高強度復合鑄件,並減少加工餘量,生產近終形鑄件。隨著汽車技術的快速發展,為縮短鑄件生產准備周期和降低新產品開發的風險,要求採用快速制模技術、計算機模擬模擬、三維建模、數控技術。而清潔生產、廢物再生是鑄造業的發展趨勢,降低能耗是其持續發展的主題。我國汽車鑄造業必須走高效、節能、節材、環保和綠色鑄造之路,因為國家和社會要求嚴厲管控汽車鑄造業的能源消耗大戶和污染大戶,以利改善鑄造業熱、臟、累的勞動密集型行業員工的勞動環境。
4. 汽車鑄造技術發展趨勢
國內外汽車鑄造技術發展趨勢很多,現僅簡介一些在汽車行業大量流水線生產中的鑄件技術及發展趨勢。
4.1 砂型鑄造成形技術
潮模造型經過手工緊實一震擊+壓實緊實→高壓+微震緊實→氣沖緊實→靜壓緊實幾個發展階段。靜壓造型技術的實質是「氣中預緊實+壓實」,其有以下優點:鑄型輪廓清晰,表面硬度高且均勻,拔模斜度小,型板利用率高,工藝裝備磨損小,鑄型表面粗糙度低,鑄型型廢率低。因此,是目前最新、最先進的造型工藝,並已成為當今的主流緊實工藝。目前,高壓造型和單一氣沖造型已逐漸被靜壓造型所替代,原先高壓造型線和氣沖造型線的主機已逐漸更新為靜壓造型主機,新建鑄造廠均首選採用靜壓造型技術。當前,國外比較有名的製造靜壓造型設備的廠家有德國的KW公司、HWS公司和義大利薩威力公司。國內汽車鑄造廠家大都選用 HWS公司或KW公司製造的設備,如一汽鑄造公司、東風汽車鑄造廠、上海聖德曼鑄造公司、華東泰克西、山西三聯、廣西玉柴、無錫柴油機廠等。
4.2 近凈形技術
(1)消失模鑄造成形工藝
消失模鑄造也稱氣化模鑄造、實型鑄造、無型腔鑄造。該工藝尺寸精度高達0.2 mm以內,表面粗糙度可達Ra5μm~Ra6μm,被鑄造界譽之為「21世紀的鑄造新技術」、「鑄造的綠色工程」。該工藝方法是採用無粘結劑干砂加抽真空技術。據2003年統計,我國有150家企業用該工藝生產箱體類、管件閥體類、耐熱耐磨合金鋼類等三大類鑄件,總產量超過10萬t。國內汽車鑄造廠,有的採用國產鑄造生產線:有的採用簡易生產線或單機生產;有的採用國外引進鑄造生產線生產。一汽集團公司1993年從美國福康公司引進造型用振動台,生產 EPS模的預發泡機和成型機等設備,生產汽車進氣管。長沙發動機總廠從義大利引進自動化鑄造線生產鋁合金氣缸體、氣缸蓋鑄件。合肥叉車集團用4段泡沫模片粘結成整體的工藝生產復雜箱體鑄件,尺寸精度可達到 CT7-CT8級,產品出口美國。成都成工集團,用8塊泡沫模片粘結成整體的工藝生產裝載機變速器,鑄件質量達320 kg,與砂型鑄造比較,毛坯減重15%,成品率達95%以上。消失模工藝近幾年在美國有較大的發展,通用汽車公司投資建造了6條消失模鑄造生產線,大批量生產鋁合金氣缸體、氣缸蓋鑄件。今後,該工藝將大量採用快速制模技術和模擬模擬技術,以縮短生產准備周期,實現鑄件的快捷生產。未來的發展方向必定是質量好、復雜、精密、壽命長的高檔模具。提高該技術的模具材料、成形工藝、塗料技術、工裝設備的技術水平,使EPS鑄件獲得更廣闊的發展前景。
(2)熔模精密鑄造成形工藝
我國汽車熔模精密鑄造技術有了長足的發展,採用近凈形技術可以生產出無餘量的鑄造產品。熔模精密鑄造工藝有水玻璃制殼工藝、復合制殼工藝、硅溶膠制殼工藝。汽車產品材料有碳素鋼、合金鋼、有色合金與球墨鑄鐵。國外有高合金鋼、超合金材料。熔煉設備國內採用普通、快速中頻爐;國外採用真空爐、翻轉爐、高頻爐技術。採用硅溶膠制殼工藝的零件表面粗糙度可達Ra1.6μm、尺寸精度可達CT4級,最小壁厚可達0.5~1.5mm。歐、美、日等國家開始關注精鑄件在汽車業的應用與拓展。我國汽車用精鑄件的市場需求量也在不斷快速增長和發展,2003年精鑄件的產量為60萬t,產值達到110億元。東風汽車精密鑄造有限公司採用硅溶膠+水玻璃復合型制殼工藝,生產高技術含量、高附加值產品,將原來鑄件、鍛件、機加工及多件組裝結構設計製造成一個整體精密鑄件,顯著降低了製造成本。
熔模精密鑄造成形工藝將來的發展趨勢是鑄件產品越來越接近零部件產品,傳統的精鑄件只作為毛坯,已經不適應市場的快速應變。零部件產品的復雜程度和質量檔次越來越高,研發手段越來越強,專業化協作開始顯現,CAD、CAM、 CAE的應用成為零部件產品開發的主要技術。東風汽車公司、一汽集團公司的精鑄企業作為中國精鑄行業的領軍者,一定能憑強大的研發實力和先進的技術快速發展。
4.3 制芯技術
目前,國內外汽車鑄造制芯有3種制芯工藝,在現代汽車鑄造中常並行採用的主要工藝有熱芯盒制芯、殼芯制芯、冷芯盒制芯等,傳統的合脂或油砂制芯已被淘汰。冷芯盒技術工藝有兩個特點:一是硬化速度快,初始強度高,生產率高;二是砂芯尺寸精度高,可滿足生產薄壁高強度鑄件的砂芯。因此,制芯工藝技術有以冷芯盒技術為主的發展趨勢。一汽鑄造公司、東風汽車鑄造廠、上海聖德曼鑄造公司、華東泰克西、山西國際鑄造公司等均採用冷芯盒制芯技術。當代先進的110L冷芯盒制芯機見圖1。
最先進的制芯工藝是結合鎖芯(Key Core)和冷芯盒等技術的制芯中心,整個射芯、取芯、修整毛刺、多個芯子定位組合成一體、上塗料、烘乾等工序,全部用一台或多台制芯機與機械手自動化完成。國外比較有名的制芯中心生產廠有西班牙LORMENDl公司、德國 Laempe公司和Hottinger公司、義大利的FA公司等。東風汽車鑄造廠、一汽鑄造公司、上海聖德曼鑄造公司、華東泰克西、上海柴油機、洛拖二鐵、濰柴、江西五十鈴等均採用冷芯盒制芯中心技術。
4.4 鑄鐵熔煉技術
目前,國內外鑄鐵熔煉技術有兩種主要方式:一是採用大型熱風除塵沖天爐與工頻保溫爐雙聯熔煉工藝;二是採用中頻感應電爐熔煉工藝技術。美國因達公司和彼樂公司生產的中頻爐技術開始越來越受到重視,該技術日益成熟,其清潔、環保、節能、高效、安全的優勢突出,是今後發展的方向。
因此,鑄鐵則由過去用工頻爐熔煉逐步過渡到用高效省電的中頻電爐熔化。一、汽鑄造公司、東風汽車公司採用因達公司和彼樂公司生產的中頻爐和保溫爐技術,已經開發應用球化劑、孕育劑、蠕化劑和其他各種添加劑產品,形成商品化、標准化、規格化、系列化。鑄鐵孕育多用帶光電控制的隨流孕育機。新開發出的喂絲球化方法及其與
現代化檢測技術相結合的SINTER CASTZ藝是鑄鐵球化及蠕化處理的一種很有優勢的工藝,應用者日益增多。國外金屬爐料經過破碎、凈化、稱量,大大提高熔化效率和鐵水質量。國內的天津豐田、天津勤美達、蘇州勤美達等鑄造廠已對爐料採用破碎處理工藝。
4.5 鋁合金氣缸體、氣缸蓋壓鑄成形技術
鋁合金是汽車上應用最快和最廣的輕金屬,因為鋁合金本身的性能已經達到質量輕、強度高、耐腐蝕的要求。最初,鋁合金僅用於一些不受沖擊的部件。後來,通過強化合金元素,鋁合金的強度大大提高,由於質輕、散熱性好等特性,可以滿足發動機活塞、氣缸體、氣缸蓋在惡劣環境下工作的要求。鋁合金氣缸體、氣缸蓋壓鑄成形核心技術可以提高凈化、精煉、細化、變質等材質質量控制,使得鋁鑄件質量達到一致性和穩定性。隨著我國汽車業的發展,特別是家用轎車的快速增加和汽車零部件出口量的增大,汽車鋁鑄件將有很大的增長。我國2003年鑄件總產量為1 987萬t,其中鋁鎂合金為117萬t,占總產量的5.8%。豐田汽車希望在近兩年將鋁制氣缸體由現在的35%提高到50%。日產汽車計劃在2010年以前,70%的汽油機轎車的氣缸體採用鋁制材料,近100%的氣缸蓋及變速器殼體採用鋁制材料。本田汽車公司早在1994年,將汽油發動機氣缸體全部換成鋁制氣缸體。鋁合金氣缸體、氣缸蓋等有色金屬則多採用壓鑄(包括真空壓鑄)、低壓壓鑄、高壓壓鑄、金屬型重力鑄造以及很有發展前途的半固態壓鑄成形技術。東風本田發動機公司、東風日產發動機分公司鋁壓鑄車間採用2500t壓鑄機生產鋁氣缸體,並實現了國產化。鋁氣缸蓋成形工藝主要有兩種,一是以歐美為代表的重力鑄造成形工藝,上海皮爾博格、南京泰克西等公司選用義大利法塔公司重力鑄造機生產鋁氣缸蓋;二是以日韓為代表的低壓鑄造成形工藝,東風日產發動機分公司鋁壓鑄車間、廣東肇慶鑄造公司、天津豐田鑄造公司都選用日本新東等公司的低壓鑄造機生產鋁氣缸蓋。
4.6 鎂合金成形技術
鎂合金的比強度和比剛度高i優於鋼和鋁合金,遠大於工程塑料。鎂合金還具有耐高溫、抗腐蝕和抗蠕變性能。鎂是目前汽車工業中應用的最輕的金屬,它比鋁輕1/3,比鋼鐵輕3/4,比非金屬的塑料還輕1/5。因此,鎂合金是汽車減輕質量的理想材料,鎂合金壓鑄件可以代替一些復雜的結構件,如儀錶板骨架幾十個鋼部件經沖壓、焊接而成,一質量約10 kg,若改為鎂合金壓鑄件,一次壓鑄成形,質量僅為4 kg,生產成本大大降低。隨著、鎂合金新材料的不斷開發和加工技術的完善,鎂合金在汽車市場中將不斷拓寬和持續穩定增長。鎂合金生產以壓鑄為主的成形技術,一直是汽車工業關注的焦點,鎂合金壓鑄件需求量佔到汽車工業對鎂合金需求量的80%,汽車用鎂合金壓鑄材料,除滿足耐高溫和抗蠕變性能外,還必須充分考慮設計、加工、表面處理及相關壓鑄成形工藝。由於壓鑄鎂合金有可鑄造性的突出優勢.鑄造壁厚可以達到1~1.5 mm,拔模斜度1°-2°盡管鎂合金鑄造的重點仍放在壓力壓鑄方面,但仍面臨壓鑄鎂合金的性能與成本問題。因此,一種新型工藝——鎂合金的半固態加工技術出現。該技術工藝已經主要用於生產一體化的鎂、鋁合金鑄件。國外鎂合金在汽車上應用前景廣闊,歐、美國家鎂合金壓鑄件產量以每年25%的速度增長。 Audi A6轎車變速器殼體為鎂合金壓鑄件,質量僅為14.2 kg,奧迪公司最早將鎂鑄件用於儀錶板骨架。福特汽車公司用鎂合金生產座椅骨架,取代鋼制骨架,使座椅質量從4 kg減為1 kg。福特公司正在研究用鎂合金生產氣缸體。日本三菱公司與澳大利亞科技部合作開發一種質量僅為7.5 kg的超輕質量的鎂合金發動機。寶馬公司直列六缸鎂合金氣缸體已經批量投產。美國通用生產鎂壓鑄件進氣岐管。雷諾公司已生產出鎂合金車輪鑄件。東風汽車鑄造廠已經批量生產鎂合金壓鑄件,目前東風汽車公司和一汽鑄造公司正在開發承擔國家科技部的重點科技攻關項目、,如變速器殼、齒輪室罩蓋、氣門室罩蓋、轉向盤骨架等鎂合金壓鑄件。上海乾通汽車附件有限公司率先生產出轎車鎂合金變速器外殼壓鑄件。近幾年,國內還相繼建立了一些大型的外資鎂壓鑄企業,如上海鎂鎂、蘇州GF等公司。
4.7 半固態壓鑄成形技術
半固態技術發源於美國,在美國這一技術已經基本成熟並處於全球領先地位。此技術被稱之為21世紀最有前途的材料成形技術。Alumax公司率先將該技術轉化為生產力,生產的鋁合金汽車制動總泵體毛坯尺寸接近零件尺寸,加工量占鑄件質量的13%,同樣的金屬型鑄件的加工餘量則占鑄件質量的40%。20世紀80年代以來,歐洲等國在半固態應用方面作了大量研究和應用工作。義大利是半固態加工技術應用最早的國家之一,Stampal-saa公司用該技術為 Ford汽車公司生產齒輪箱蓋和搖臂零件。目前,日本的Speed Star Wheel公司已經利用該技術生產重約5 kg的鋁合金輪轂鑄件。我國半固態金屬加工技術起步較晚,始於20世紀70年代後期。與國外相比,我國在半固態金屬成形技術領域的研究還很落後。就目前我國的研究現狀來看,該技術發展動向是金屬觸變成形技術已經基本成熟,而流變成形技術的發展緩慢。因此,今後將有更多的研究人員轉向流變成形理論和應用方面的研究。目前,半固態金屬成形技術主要應用於鋁、鎂、鉛等低熔點金屬的成形,對高熔點黑色金屬的應用較少,這是今後研究的方向。目前,國內外學者已經開發出了半固態成形過程數值模擬軟體,但是還有不足,需要加強應用計算機技術。
4.8 鑄鐵材質
(1)薄壁高強度灰鑄鐵件技術
我國2003年鑄件總產量為1987萬t,其中灰鑄鐵件為1049萬t,占總產量的53%。灰鑄鐵件在汽車上的大量應用是由於該材料具有較低的成本和良好的鑄造性能優勢。隨著汽車技術輕量化要求,灰鑄鐵的增長和發展將受到一定的影響,因此其發展趨勢是加強薄壁高強度氣缸體、氣缸蓋鑄件技術的開發與應用。薄壁高強度氣缸體、氣缸蓋鑄件技術的難點是使最薄壁厚僅為3-5 mm的本體斷面硬度差<40HBS,組織細密均勻。轎車氣缸體和大功率柴油機氣缸體、氣缸蓋鑄件的硬度、珠光體量、碳化物含量、石墨形態等金相組織的技術要求高。如大功率柴油機氣缸體、氣缸蓋要求本體硬度分別為1 70~228 HBS、179~235HBS,強度和尺寸要求高,表面粗糙度Ra<50 pm。灰鑄鐵的材質牌號在不斷提高,HT300已用於氣缸體、氣缸蓋的生產,有的產品可能要達到HT350。國內汽車鑄造廠在材料工藝、熔煉工藝、造型工藝、制芯工藝、模具製造工藝、檢測技術等方面作了大量工作,並將這些技術應用在轎車氣缸體和大功率柴油機氣缸體、氣缸蓋等鑄件上。
(2)蠕墨鑄鐵技術
蠕墨鑄鐵具有球墨鑄鐵的強度,與灰鑄鐵相比又有類似的防振、導熱能力及鑄造性能.有好的塑性和耐熱疲勞性能,可以解決大功率氣缸蓋的熱疲勞裂紋問題。鐵素體機體蠕鐵的工作溫度可達到700℃;高硅鉬蠕鐵的工作溫度可達870℃。蠕墨鑄鐵不會取代球墨鑄鐵,也不會取代灰鑄鐵。蠕墨鑄鐵廣泛應用的巨大潛在市場是汽車業,其主要產品則是發動機氣缸體和大功率柴油機氣缸蓋。隨著汽車輕量化和比功率(功率/排量)的提高,氣缸體和氣缸蓋的工作溫度越來越高,許多部位的工作溫度超過200℃,在此溫度下,鋁合金的強度大幅度下降,而蠕鐵則具有很大的優勢。它將成為唯一能滿足技術、環保和性能要求的先進的汽車發動機材料。因為蠕墨鑄鐵具有強度高、壁薄的特點,可以減輕質量。歐寶公司的研究表明,同樣功率的發動機氣缸體如果採用蠕鐵,壁厚可以由原來的7 mm減為3 mm,鑄件質量可減輕25%。
蠕墨鑄鐵的蠕化處理范圍很窄,核心技術是採用合適的生產技術與相應的蠕化劑。國外寶馬汽車公司、戴姆勒一克萊斯勒汽車公司、達夫公司的發動機氣缸體用蠕墨鑄鐵生產。福特(Ford)公司與辛特(Sinter)合作,於1999年在巴西每年生產10萬件氣缸體。德國Halberg鑄造廠,從1 991年開始為奧迪生產V8蠕鐵氣缸體,壁厚3.5 mm,147 kW的氣缸體質量僅74 kg。東風汽車公司鑄造廠,於1 984年5月正式在流水線上批量生產蠕墨鑄鐵排氣管,成為我國第一家在流水線上批量生產蠕墨鑄鐵件的工廠。在20世紀90年代初,又先後成功開發了蠕鐵變速器殼體和上海大眾桑塔納轎車排氣管。一汽鑄造公司無錫柴油機分公司於20世紀80年{BANNED}始大批量生產蠕鐵氣缸蓋。上海聖德曼鑄造有限公司為上海大眾生產中硅鉬蠕鐵排氣管。
(3)球墨鑄鐵技術
球墨鑄鐵由於具有高強度、高韌性和低價格.所以在汽車市場上仍有很大發展。我國球鐵產量也在持續增長,2003年產量占總產量的24%,同時制定許多球鐵標准,研究開發了適應球鐵在流水線上大量生產的先進工藝,如搖包、氣動脫硫,型內、蓋包球化,多種瞬時孕育,音頻、超聲、熱分析檢測技術。當前,在工業發達國家中,球墨鑄鐵件的產量在鑄件總產量中佔25%以上,美國2003年球鐵產量占鑄件總產量的33%。汽車鑄造業球鐵產品技術工藝的發展趨勢有以下4個方面。
一是鑄態珠光體、高強度(QT700-2、QT740-3)的載貨車和轎車曲軸,鑄態鐵素體、高伸長率(QT400—18、QT440-10)的汽車排氣管和橋殼底盤類鑄件。更高牌號QT800-2、QT900-2也在開發應用之中。
二是保安類鑄件,鑄態生產轎車轉向節的材質技術條件十分嚴格,要求鑄件零缺陷,100%的無損檢測,目前已有3項自動檢測技術用於生產。
三是耐熱球鐵件,即高硅鉬、中硅鉬、高鎳球鐵,該材質生產的排氣管件,有很好的抗高溫性能:目前國內汽車公司鑄造廠已經生產出鑄態中硅鉬鐵素體球鐵排氣管件。
四是奧貝球鐵,該材料特有的材質性能成為鑄造業的焦點,這是一種很有開發應用潛力的材料,主要用於生產曲軸等產品。
除上述外,汽車鑄造廠已經生產出鑄態球鐵冷激凸輪軸。
4.9 鑄造過程計算機應用技術
隨著汽車鑄造技術的快速發展,為縮短鑄件生產准備周期和降低新產品開發的風險,採用快速原型技術、計算機模擬模擬、三維建模、數控技術的應用越來越廣。快速原型技術在鑄造生產中的應用有了很大的發展。它除了應用開發新產品試制用的模具及熔模鑄造的蠟模外,還可以製做酚醛樹脂殼型、殼芯,可以直接用來裝配成砂型。國外公司在接到客戶提供三維CAD數據後,根據不同的產品結構,最快可在3周時間內為客戶提供鑄件。模擬造型過程正在成為國際汽車鑄造關注的前沿領域之一,清華大學、日本新東工業等對濕型砂緊實過程進行模擬。值得注意的是,德國亞琛工業大學、清華大學正在對射芯過程進行數據模擬。國內汽車鑄造業CAD-CAM-CAE一體化設計開發得到充分應用,特別是CAE凝固模擬虛擬技術,應用Magma、華鑄軟體對新產品的鑄件充型、凝固的溫度場和流動場模擬分析處理,預測和分析鑄件的缺陷。鑄造專家系統得到進一步應用,如型砂質量管理、鑄造缺陷分析、壓鑄工藝參數設計及缺陷診斷。
4.10 鑄造檢測技術
鑄造檢測技術是保證鑄件質量的關鍵手段。鑄件尺寸檢查,有常用的檢查卡具、卡板,有專用的檢測夾具。對於氣缸體、氣缸蓋等復雜件,採用三坐標儀自動測量鑄件尺寸和超聲波儀檢測鑄件的壁厚。無損檢測技術的應用越來越廣,對重要件時常採用熒光磁粉檢測表面裂紋;採用超聲波或音頻檢測球鐵的球化率;採用渦流檢測鑄件的基體組織(珠光體含量)。為滿足重要件的檢測要求,可將上述3項檢測儀器組合成一條自動檢測線。採用X射線檢測鑄件內部的縮孔與縮松缺陷,日本本田對球鐵轉向節鑄件100%用X射線探傷:採用工業內窺鏡檢測鑄件內腔質量,氣密性滲漏檢測。化學成分檢測,真空直讀光譜儀和碳硫測定儀在爐前、爐後鐵水質量上得到普遍應用.微量元素和氣體元素N、O、H的分析得到重視:爐前快速熱分析得到推廣應用,快速預報鑄鐵的碳硅當量、孕育效果、基體組織和力學性能。
4.11 綠色鑄造技術
「綠色鑄造」是使鑄造產品從設計、製造、包裝、運輸、使用到報廢處理整個產品的生命周期中,對環境的負面影響最小,資源效率最高。鑄造行業歷來被認為是高能耗、高污染的行業,要不斷開發新的節能、清潔、低排放、低污染的鑄造材料以投入生產使用。對於樹脂,要想辦法降低游離甲醛和游離酚等有害物質的含量;逐步加大冷芯盒技術應用,以減少樹脂砂對環境的影響,實現達標排放:降低熱芯盒、殼芯砂的固化溫度,制芯工藝由熱芯盒法向溫芯盒法轉變,以節約能源。我國汽車鑄造廠每年消耗新砂近千萬噸,舊砂排放的污染,以及新砂資源大量的耗費,不堪重負,因此舊砂的再生利用技術勢在必行。先進工業國家廢砂排放量降到10%以下,在歐洲、日本等地區舊砂的再生利用技術得到廣泛應用。哈爾濱東安汽車發動機公司引進義大利的熱法再生設備,已在生產中應用。一汽鑄造公司引進日本技術,熱法再生和機械再生結合,處理芯砂和型、芯砂混合砂已在生產中得到應用。目前,東風汽車公司也正在加速舊砂再生技術開發應用工作。加大廢鋼及回爐料的利用,以減少新生鐵和鋁資源的耗費。汽車鑄造業面向循環經濟的鑄造技術,要以循環經濟3R為行業准則,即以減量化(Rece)、再利用(Reuse)、再循環(Recycle)來開展工作。
5. 我國汽車鑄造業面臨的問題
我國汽車鑄造業在經過「計劃經濟」轉入「市場經濟」的過程中,經歷了起步、穩定、發展、成熟4個階段,取得了令世人矚目的成績。但是,我們必須清醒地認識汽車鑄造業的歷史重任及與發達國家的現實差距,牢牢把握國內外鑄造技術的發展趨勢,適時適宜地採用先進的鑄造技術,實施鑄造業的可持續發展戰略,目前汽車鑄造業主要有以下問題。
鑄造企業平均規模與經濟規模和國外比有較大差距。我國的鑄件產量雖然已經連續5年位居世界首位,有一批產量較高的大中型企業,但大多數鑄造企業規模偏小。就整個鑄造行業而言.其現狀仍然是廠點散(鑄造廠點達2萬多個),從業人員多(達120萬人之多),效益低下(廠均鑄件僅為500 t/年),只相當於美、日、德、法、意等工業發達國家的1/9-1/4。
鑄造企業整體技術裝備水平和國外比有較大差距。企業間技術裝備水平差距較大,少數企業的個別生產車間的技術裝備水平,已接近或達到國際先進水平,但是整體水平不高。據統計,我國已從國外進口自動造型線210多條,還有國產造型生產線250多條,這些生產線主要集中在汽車內燃機件的大批量生產企業中。

㈤ 什麼是特種鑄造常用有哪些方法

鑄造是一種液態金屬成型的方法。在各種鑄造方法中,用得最普遍的是砂型鑄造。這是因為砂型鑄造對鑄件形狀、尺寸、重量、合金種類、生產批量等幾乎沒有限制。
但隨著科學技術的發展,對鑄造提出了更高的要求,要求生產出更加精確、性能更好、成本更低的鑄件。為適應這些要求,鑄造工作者發明了許多新的鑄造方法,這些方法統稱為特種鑄造方法,即特種鑄造。
常用的特種鑄造方法有熔模精密鑄造、石膏型精密鑄造、陶瓷型精密鑄造、消失模鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、差壓鑄造、真空吸鑄、擠壓鑄造、離心鑄造、連續鑄造、半連續鑄造、殼型鑄造、石墨型鑄造、電渣熔鑄等。

㈥ 2019年,面對環保,想了解鑄造行業有哪些新工藝,新技術,智能化技術,環保新材料,去哪裡看

2019年4月24-25日在蘇州舉行,如悄洲際傳媒主辦的,第十三屆中國鑄造發展應用大會——鑄造行業戰略轉型升級暨第八洞模屆國際鑄納橡緩件定製洽談會,會分享鑄造行業前沿的新工藝、智能化技術、綠色環保新材料,以及國際化市場信息。往屆參會人數較多,值得去。

㈦ 什麼是鑄造技術

鑄造技術是將通過熔煉的金屬液體澆注入鑄型內,經冷卻凝固獲得所需形狀和性能的零件的製作藝術。其優點是:製造成本低,工藝靈活性大,可以獲得復雜形狀和大型的鑄件,在機械製造中佔有很大的比重,如機床佔60~80%,汽車佔25%拖拉機佔50~60%。鑄件的質量直接影響著產品的質量,因此,鑄造在機械製造業中佔有重要的地位。

基本介紹
鑄造技術是將通過熔煉的金屬液體澆注入鑄型內,經冷卻凝固獲得所需形狀和性能的零件的製作藝術。其優點是:製造成本低,工藝靈活性大,可以獲得復雜形狀和大型的鑄件,在機械製造中佔有很大的比重,如機床佔60~80%,汽車佔25%拖拉機佔50~60%。鑄件的質量直接影響著產品的質量,因此,鑄造在機械製造業中佔有重要的地位。

鑄造是一種古老的製造方法,在我國可以追溯到6000年前。隨著工業技術的發展,鑄大型鑄件的質量直接影響著產品的質量,因此,鑄造在機械製造業中佔有重要的地位。鑄造技術的發展也很迅速,特別是19世紀末和20世紀上半葉,出現了很多的新的鑄造方法,如低壓鑄造、陶瓷鑄造等,在20世紀下半葉得到完善和實用化。

由於現今對鑄造質量、鑄造精度、鑄造成本和鑄造自動化等要求的提高,鑄造技術向著精密化、大型化、高質量、自動化和清潔化的方向發展,例如我國這幾年在精密鑄造技術、連續鑄造技術、特種鑄造技術、鑄造自動化和鑄造成型模擬技術等方面發展迅速.

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