精密鑄造技術是指鍛造後隻需少量加工或不加工就能滿足零件要求的成形技術。精密鑄造技術是先進制造技術的重要組成部分,也是汽車、礦山、能源、建築、兵器等行業廣泛應用的零件制造工藝。精密鑄造技術不僅節省了材料和能源,減少了加工工序和設備,而且顯著提高了生産率和産品質量,降低了生産成本,從而提高了産品的市場競争力。
經過30多年的發展,精密鑄造技術發展迅速,取得了許多研究成果。本文從工藝方法、設備、模具、成形過程模拟和工藝優化五個方面總結了近年來精密鑄造技術的發展,并對精密鑄造技術未來的發展方向進行了展望。
目前,許多精密鑄造工藝已經在生産中得到應用。
1.熱精密鑄造工藝
鍛造溫度高于再結晶溫度的精密鑄造工藝稱為熱精密鑄造。熱鍛材料抗變形能力低,塑性好,容易形成複雜的工件。然而,由于強氧化,工件的表面質量和尺寸精度較低。閉式模鍛是精密鍛造的常用工藝方法。由于落料不準确、模具設計和制造精度不足,閉式模鍛在閉合階段的抗變形能力很高,對設備和模具造成很大的損傷。
解決這一問題常用的方法是分流降壓原理,即在封閉腔體的較後一個充滿處設置一個形狀和尺寸合理的分流降壓腔體孔。當型腔完全充滿時,坯料多餘的金屬從分流型腔孔中擠出,既解決了坯料體積和型腔體積不能嚴格相等的矛盾,又降低了型腔的内壓,有利于延長模具的使用壽命。
2.冷精密鑄造工藝
冷鍛是一種室溫精密鍛造工藝。冷鍛工藝具有以下特點:工件的形狀和尺寸容易控制,避免高溫造成的誤差;工件強度高、精度高、表面質量好。冷鍛過程中,工件塑性差,抗變形能力強,對模具和設備要求高,難以形成結構複雜的零件。為了克服冷精密鑄造工藝變形阻力大、填充效果差的問題,相繼開發了一些新的工藝方法,主要包括閉式鍛造、浮動模鍛、預制分體鍛造等。