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新聞動態
東莞不鏽鋼精密鑄造的發展現狀與趨勢
發布於:2018/10/6 11:57:35    文字:【】【】【
東莞不鏽鋼精密鑄造行業不同於傳統的鑄造行業,我國雖然是鑄造大國,但是精密鑄造處於發展階段,與發達國家還存在較大的差距。近年來,我國大力推進工業化,科技水平不斷提高,在精密鑄造方麵已經有一些相對成熟的技術手段。與此同時,我國對精密鑄造產品的需求也在不斷增加。因此,精密鑄造(特別是不鏽鋼精密鑄造)在我國將具有廣闊的發展空間。

不鏽鋼精密鑄造發展前景廣闊

不鏽鋼精密鑄造又叫作熔模精密鑄造。該工藝在鑄造過程中盡量減少或者根本不進行切削,是一種少切削或無切削的鑄造工藝,是鑄造行業中一項優異的工藝技術。其應用範圍非常廣,不僅適用於各種類型、各種合金的鑄造,而且生產出的鑄件尺寸精度、表麵質量比其他鑄造方法要高。同時,耐高溫、不易於加工的鑄件,均可采用熔模精密鑄造方式。這種鑄造方式由於鑄造過程中並不處於超高溫狀態,更適於鑄造航空航天、國防等高精尖產業的元件。

最早的不鏽鋼精密鑄造可以追溯到上世紀三四十年代,美國最早用不鏽鋼精密鑄造法對其當時科技領先的航空發動機中的渦輪葉片進行鑄造,成品受到了各方麵的好評,進而使這種方法得到推廣。我國對不鏽鋼精密鑄造的研發和使用則是在新中國成立之後,隨著我國國防工業的發展,遼寧、貴州、北京、陝西、湖南等地都開設了不鏽鋼精密鑄造研究所或鑄造廠。不過,客觀地說,我國不鏽鋼精密鑄造行業仍然在發展階段,尚不能滿足我國航空航天、國防工業等行業的發展需求。

不鏽鋼精密鑄造行業不同於傳統的鑄造行業,因為不鏽鋼精密鑄造的產品附加值較高。根據相關統計(2013年數據),在歐美國家的航空航天設備和優秀發動機中,精密鑄造原件的產品附加值將近占總附加值的70%,但是我國的占比則不足35%。我國目前雖然已經是鑄造量最大的國家,但是鑄造價值仍然處於中上遊水平,尚不能達到頂尖水平。因此,發展不鏽鋼精密鑄造的根本意義,一是國防和科技的根本需求,二是發展經濟的必由之路。

技術不斷成熟,但亟待改進

目前,在不鏽鋼精密鑄造方麵,已經有多種成熟的技術和工藝。

矽溶膠型殼工藝。矽溶膠製殼工藝普遍應用於較為尖端的內燃機零件鑄造行業。該方法使用的塗料穩定性較好,不需要化學硬化過程,並且耐高溫,具備更好的抗變形能力。但是,該技術的缺點就是對蠟模的溫潤性較差,雖然可通過添加表麵活性劑進行改善,但會在一定程度上增加投入。

水玻璃型殼工藝。水玻璃型殼工藝發明時間很早,我國也在上世紀五六十年代從蘇聯引進了該技術。該技術成本低,操作相對簡單,同時對原材料的要求也不高,在不鏽鋼精密鑄造中使用較為廣泛。不過,該技術相比於矽溶膠製殼工藝的最大問題是所得鑄件的表麵質量一般,尺寸精度較低。但因其成本具有優勢,我國在部分民用或者低精度的內燃機上仍然沿用這一技術。該技術自引進以來,我國科研人員對其進行了比較大的改進,主要表現在改善型殼塗料、優化硬化劑、采用複合型殼等方麵。

改善型殼塗料的主要改進是在型殼的背部塗料中加入了一定量的耐火黏土,讓型殼的強度有了較大的提高,實現了單殼焙燒和燒注。在優化硬化劑方麵,傳統硬化劑多用氯化銨,但是這種材料在鑄造過程中會釋放大量氨氣和氮氧化物氣體,對大氣造成汙染。所以,硬化劑改用氯化鋁溶液,進一步改用氯化鋁結晶,這種硬化劑效果與氯化銨類似。

在采用複合型殼方麵,因為水玻璃塗料型殼的表麵質量存在一定的缺陷,所以很多原件的鑄造都采用多層模複合的形式進行鑄造,一方麵節約了成本,另一方麵也提高了鑄件的表麵質量。

此外,在新工藝發展方麵,目前較為成熟的新工藝有自吸鑄工藝、泡沫塑料模和熔模型殼鑄造等工藝。不過,這些工藝在某些方麵都具有明顯的優缺點,未來仍需要科技工作者不斷改進。

多技術交叉和融合發展趨勢明顯

在今後的發展方向中,不鏽鋼精密鑄造技術的交叉與融合會越來越明顯,新一輪科技和產業革命的發展方向不會僅僅依賴於一兩類學科或某種單一技術,而是多學科、多技術領域的高度交叉和深度融合。因此,不鏽鋼精密鑄造也要與相關技術融合發展。

與快速成型技術的交叉使用。科學技術的交叉使用多半是為了互補。不鏽鋼精密鑄造的蠟模製作過程中的設計和模具製造較為複雜,並需要耗費大量時間。而快速成型技術則能很好地彌補這一缺點。不過,受材料限製,單獨使用快速成型技術則無法達到要求。因此,近年來,很多工作者首先使用高分子技術獲得鑄件的原型,進而製造蠟模,從而投入到不鏽鋼精密鑄造行業使用。

例如,光固化立體造型技術(SLA)和選擇性激光燒結技術(SLS)是目前與熔模鑄造術聯合使用較為成熟的技術。SLA技術能夠提供較高的尺寸精度,尤其是零件外表麵的精度;而SLS的原材料價格相對較低,精度也低於SLA技術。這兩項技術在使用過程中,必須注意控製好快速成型技術與不鏽鋼精密鑄造技術的關鍵結合點,包括成本控製和零件的鑄造精度問題的綜合考慮等。選擇合適的平衡點是快速成型技術與熔模鑄造術有機結合的關鍵問題。

與計算機技術的交叉融合。不鏽鋼精密鑄造過程中的方案設計和優化工作是一項較為耗費人力和時間的工作。近年來,隨著計算機技術的不斷發展,很多需要大量計算和精度計算的行業都引入了計算機技術,並開發了各種相應的計算軟件,如ProCAST、Auto CAD、AFSolid、Anycasting等多種軟件。這些軟件可以對不鏽鋼精密鑄造的設計和鑄造過程進行計算或者模擬,通過數據計算的方式來實現方案優化,對不鏽鋼精密鑄造的發展起到了良好的推動作用。

清華大學在常規的通用模擬軟件開發上已經走在了世界前列,更是針對航空發動機零件鑄造模擬軟件、TiAi合金渦輪葉片等高端鑄造中的計算機模擬軟件進行了研發;哈爾濱工業大學已經對空間站、火箭等航空鑄造中的重要結構進行了實驗室軟件模擬鑄造的研究工作;華中科技大學則是針對中高端的熔模鑄造開發出華鑄CAE係統,具備更加廣泛的適用麵,也是我國當前較為領先的計算機技術與熔模鑄造術交叉使用的典範。

但是,在當前的使用過程中,百家樂下載app還應當注意計算機軟件的建模適用性、材料本身的熱物性參數等問題,這些問題良好的解決能夠在大大縮短不鏽鋼精密鑄造的研發時間。

穩健發展需多路齊進

長久以來,我國不斷對產業結構進行調整,高新技術板塊在我國科技和經濟發展中越來越重要。在這樣的大環境下,未來不鏽鋼精密鑄造前景廣闊,其穩健發展需多路齊進。

首先,應當堅持自主研發,堅持自力更生。雖然技術引進和改進的方式能夠極大地縮短我國與先進國家的科技水平差距,但是這種引進方式仍然是一種“走別人的路”的方式,並且受其他國家的掣肘。因此,在新形勢下,我國應當堅持以發展具備自己特色的科技為主,掌握核心科技,才能讓我國的精密鑄造行業不斷發展、不斷進步。

其次,應當堅持發展理念,樹立企業榜樣。不鏽鋼精密鑄造行業是一個較為尖端的行業,應當在眾多企業中選出龍頭和榜樣,通過它們帶動我國不鏽鋼精密鑄造的發展。

最後,應當加強研發與生產的結合。我國當前從事不鏽鋼精密鑄造研究的高等學府並不多,並且往往與各大生產廠商的聯係不緊密,隻是在學校實驗室進行研發。這對於我國的不鏽鋼精密鑄造行業大批量生產和大範圍推廣來說是一個弊端。因此,生產廠商可以和高校建立聯合研發生產的合作機製,讓技術不僅僅生存在實驗室裏,更能夠投入到生產線上。

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