铸造技术路线图：熔模铸造.pdf

《铸造技术路线图：熔模铸造.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、AOr．2017VOI_66NO．4垂篙帅煮铸造技术路线图：熔模铸造第一节概述熔模铸造工艺具有铸件表面质量好、尺寸精度高、适用合金种类多、铸件复杂、批量灵活等优势。同时，熔模铸造工艺流程复杂，生产周期长，一般用于附加值相对高的铸件的生产。我国20世纪50年代从苏联引进了用于工业产品铸造的熔模铸造工艺，并开始在航空、汽轮机、汽车、拖拉机等制造领域推广。之后又多次引进相关技术，经过消化吸收及后续自主开发，形成了我国目前的熔模铸造工业体系【”。一般把我国的熔模铸造工业分成三个类别：采用水玻璃型壳的熔模铸造工艺，

2、采用硅溶胶或硅酸乙酯型壳(现已较少采用)生产高附加值铸件的工艺，采用硅溶胶型壳生产一般商用铸件的工艺[2】。我国采用硅溶胶型壳工艺生产一般商用铸件的工艺技术日趋成熟，在模料、硅溶胶、型壳耐火材料等原材料生产供应，压蜡、制壳、脱蜡、熔炼、清理等设备开发以及熔模铸造工艺设计优化，现场管理等方面都取得了长足的进步。水玻璃型壳工艺在我国的发展有特定的市场环境条件，技术发展主要体现在低温模料和制壳硬化剂改进、型壳质量控制、生产机械化等方面。目前，熔模铸件几乎覆盖了航空、航天、军工、能源、石化、交通、工程机械等的各个

3、工业领域及医疗、体育、艺术品等诸多行业。在我国，发展熔模铸造工艺对于“两机”(航空发动机和燃气轮机)工程的建设具有重要战略意义。我国已经明确提出了大涵道比大型涡扇航空发动机、F级及G／H级重型燃气轮机等重点型号的研制路线图【3]，对应的高温涡轮叶片、大型整体铸造机匣等高难度熔模铸件的研制是型号成功的重要前提。在熔模铸造技术的发展中，航空发动机和燃气轮机定向惮品涡轮叶片熔模铸造技术是先进熔模铸造技术的综合体现，直接促进了熔模铸造在高温合金熔炼及浇注工艺、定向／单晶凝固控制、型壳材料和陶瓷型芯技术等方面的进步

4、。另外，钛合金熔模铸造在面层型壳制备和熔炼技术方面不断发展，以氧化钇为耐火材料、醋酸锆为粘接剂的型壳体系得到成功推广，而硅基面层粘接剂的工艺性更优，也受到关注并实际应用。真空白耗电极电弧凝壳炉是当前钛合金熔模铸造的主要熔炼设备，感应式熔炼设备的研发在积极推进。铝合金熔模铸造除了采用沾浆制壳方式获得铸型，还可以采用石膏作为粘接剂，以灌浆方法制备铸型。石膏型熔模铸造的关键技术之一在于石膏混合料的材料选择和配制，现在已经形成商业化的供应。真空浇注、加压凝固、振动凝固等技术在铝合金熔模铸造中也得到应用。大型熔模铸

5、造的发展也促进了熔模铸造整体工艺的革新，大型压蜡设备、重载制壳机械手、大型脱蜡釜、加热设备、熔炼浇注设备等不断涌现，有针对性的工艺研究也在持续进行。新材料、新技术的引入对熔模铸造工艺产生积极影响，例如快速成形技术与熔模铸造技术结合，实现了更加灵活的生产组织。基于熔模铸造工艺特点的零件结构优化技术为熔模铸造打开了更广的市场空间。绿色、节能技术保障了熔模铸造可持续发展。虽然熔模铸造技术不断进步，但随着装备制造业的发展，金属结构件的形状更复杂，精度要求更高，特别是航空航天、军工、能源等产业对铸件的要求更趋于严苛

6、。熔模铸造工艺也面对一些困难和挑战。(1)熔模铸件组织和性能控制更加严格。组织是铸件获得优良性能的保障，但熔模铸造工艺过程中，影响组织的因素多，机理复杂，特别是定向凝固组织和单晶的实现，对于航空发动机和燃气轮机涡轮叶片的高温性能实现具有重要意义。(2)复杂陶瓷型芯制造和脱芯技术需求更加迫切。陶瓷型芯是熔模铸造形成内腔的重要手段。陶瓷型芯的难度在于既要保证力学强度，还要有利于从铸件中脱除。如何平衡型芯抗破坏和变形能力与方便脱除的矛盾是工艺难点。当铸件内腔结构日趋复杂时，对陶瓷型芯的成形工艺也会提出更大挑战。

7、(3)大型铸件生产中需要适用装备和采用相应工艺措施。尺寸精度控制、金属液充型能力和补缩能力保证等技术手段也要相应提高。(4)熔模铸造的数字化、智能化存在挑战。由于熔模铸件形状复杂、热型浇注、充型方案多样等特点使其模型的边界条件更加复杂，材料热物性参数对铸造过程的模拟结果影响更大。熔模铸件的合金种类也更多，关键热物性参数的获得和特殊条件下工艺模型的建立是技术难点和需要解决的问题。熔模铸造因为工艺环节多，人为因素对整个工艺的可靠性影响大，通过机械化、特别是智能化改造，有利于熔模铸造工艺技术水平的整体提升，但实

8、现上存在技术难度。(5)绿色铸造的挑战。为了适应不断提高的环保要求，型壳材料的回用和废物利用问题，废水、废气处理，除尘，噪声控制等仍需关注和进一步解决。总体看，熔模铸造工艺面对问题和挑战，仍在不断寻求突破，整体向铸件要求极端化，合金种类多样化，工艺手段综合化和过程控制精细化方向发展。·318·FOUNDRYADr．2017VOI．66NO．4第二节关键技术一、定向、单晶空心叶片制造技术1．现状随着航空发动机和燃气轮机涡轮前端工