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精密铸造工艺流程录
&&主要介绍精密铸造的一些工艺流程及注意点。
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　　精密铸造行业是一个相对劳动密集和技术密集的行业，很多工序如制壳、焙烧、浇注、清理及打磨等工序劳动强度高，环境恶劣，同时对操作技能要求也高。其工艺过程的部分工序如制壳工序的机械手和机器人的应用在国外已有30年。
　　最早出现的机械手是液压、气动或电驱动的，降低了工人劳动强度，但柔性不够，仅能做背层制壳。
电动专用制壳机械手 & & & & & & & & & & & & & & & & & &单臂制壳机械手
　　部分工序如制壳、浇注、清理的搬运也有采用助力机械手来减少工人劳动强度。
助力机械手在震壳中的应用 & & & & & & & & &通用伺服机器人在制壳干燥线的应用
　　由于精铸生产绝大部分企业面临多品种小批量生产，生产柔性非常重要，精铸行业开始出现以伺服电机驱动的数字机器人和上位机控制结合的制壳自动化生产线。代表企业为国外VATECH公司和Shell-O-Matic公司等。这类系统以条形码为产品进行编号和记录，与悬挂干燥线配合，可以进行面层制壳生产，可以在连续生产过程中对不同产品进行不同的工艺控制和生产记录，保证了精铸生产的质量稳定性和可控性。但整体价格比较高，单线采购价格过千万，目前仅相关军工企业和大型企业才有购买。
通用伺服机器人在沾浆制壳中的应用
　　机器人同时也应用于精铸行业的浇注、切割及打磨工序，有些还可以针对复杂曲线的叶片进行打磨和抛光。
通用机器人在翻转炉浇注上应用
　　但目前国内熟悉精铸行业的机器人集成商太少，大部分的应用均是国外公司，价格和服务对一般精铸企业有一定困难。
　　正因为如此，直到目前为止，国内绝大多数的精密铸造厂中仍然由人力来完成许多繁重的工作。铸造厂中的劳动环境和繁重的体力劳动早已将实现自动化生产提到了议事日程上。而采用机器人则是一个重要的解决途径。以工业机器人及自动化为核心的智能化装备正掀起一场装备行业颠覆性的革命，在铸造、金属加工等一些极端特殊行业及繁重作业领域，以武汉中精金属制品有限公司为代表的创新型企业，致力于工业机器人的应用开发与系统集成，在精密铸造业掀起了一场装备产业的升级革命，让工业机器人无比伦比的柔性化生产优势，在重要关键工序大显神通，为企业获取商机、赢得未来提供了可能。
　　机器人应用于铸造行业可大大提高铸件的生产效率及品质稳定性，可以有效降低工人的劳功强度和劳动技能，可以避免一些人身伤害事故和职业病产生，对业务宣传也有积极作用。目前，国外一些有实力的大型铸造企业已经大规模使用机器人来替代人工生产了，效益显著提高，而我国目前只有极少数的铸造企业使用机器人。一直以来以人工为主、劳动力密集的铸造行业，机器人的应用将是大势所趋。特别是当前，铸件品质的稳定性直接决定着其市场反响如何，为此铸造厂不断谋求更多地引入自动化进程，以降低废品率，提高生产效率。
　　我公司多年来一直从事精密铸造模具和精铸后处理设备开发。为了促进中国精密铸造行业的又好又快的跨越式发展，降低精铸行业重体力工序工人劳动强度和劳动技能，我公司自2011年开始，与ABB机器人合作开展机器人在精密铸造企业的应用工程，目前已经完成了沾浆制壳、去除毛边飞翅、抛光打磨以及在线视频检测等机器人自动化项目。另外，还开发了全自动内浇口打磨机等自动化设备。
　　二、沾浆制壳
　　通过对传统人工精密铸造沾浆制壳生产线的智能化改造，让工业机器人在合适的时间、工位，采用合适的动作模式，担当合适的功能，当理想的沾浆制壳工艺确定之后，机器人将严格按照程序操作，使工艺达到极高的可重复性，保证了型壳质量的稳定与生产节拍的可控性；机器人还尤如大力神一般，搬运能力最大可达到500kg，臂展达到3.5m，一举克服了劳动密集型人工操作存在的所有难题，将力量与精度完美结合，大幅提升生产效率。而且能自动采集各个环节的信息，并反馈给电脑，实现与ERP等管理软件的无缝对接。
　　对于一些复杂的铸件如航空叶轮来说，其内腔形状复杂，制壳层数多达10层，到第8层时就会变得非常沉重，可达80kg以上，传统的人工沾浆制壳，得两名年富力强的工人抬着操作，而且由于各种化学粘结剂、消泡剂、润湿剂的使用，会产生大量的灰尘以及有刺激性的气体，从而使现场的工作条件变得非常恶劣。如果每天用手工来搬运大量的如此沉重的零件，工人的劳动强度将会很高。但机器人的防护级别可以在有灰尘及有刺激性气体的条件下24h不间断工作，也不需要特殊的维护。
　　由于现代机器人均是数字化控制，同时由于电子芯片技术的应用，自动编程和自动记录成为可能，即使多品种小批量生产，也可以实现制壳过程取消工艺卡片，可生产数据自动记录等，大大简化了生产管理和统计的工作量，使企业的现代化管理提高档次，质量稳定性得以保证。
人工沾浆制壳
机器人沾浆制壳
　　三、去除浇冒口飞边、抛光打磨
　　近年来在工业发达国家的铸造厂中机器人在清理工部中的应用正在增加，机器人正在逐步取代铸件清理过程中的人工劳动。机器人可高效准确的去除铸件的飞边毛刺，提高铸件的标准性，并有效降低人为原因出现的质量参差不齐现象，解决用工难人工成本贵的弊端。
　　1.由机器人夹持工具
　　该方案适合于大中型铸件清整，其优点：一是可以从工具库中选择所需的工具；二是可磨削铸件的内部表面。
机器人夹持工具去毛刺打磨
　　其主要限制是：
　　（1）被磨削的铸件表面质量直接取决于工具的坚硬程度，机器人的肘部是不允许使用坚硬工具的。
　　（2）机器人的标定工作速率是磨削机的一半。
　　（3）机器人的程序主要是在线编制而需停止生产。
　　（4）铸件最大尺寸受到机器人工作范围的限制。
　　2．由机器人夹持铸件
　　该方案适用于有一定批量的小型铸件。其优点：一是：可以跟随很复杂的几何形状；二是在磨削后可将铸件直接放到发货架上。
机器人夹持工件去毛刺打磨
　　其主要限制是：
　　（1）由于机器人腕部的震动只能提供低的速率和力量。
　　（2）对于每种铸件要有相应的手抓。
　　（3）对于每种新铸件需要待机来编程。
　　（4）铸件重量的增加将使机器人的工作精度降低。
　　四、铸造机器人应用展望
　　在智能化机器人赢得质量与效率双幅提升的同时，对于降低成本，减少用工，铸造机器人自动化的优势也显露无遗。随着年轻一代员工逐步老一代员工成为企业的主力军，相比其父辈，他们在职场上展现了知识优势，对工作环境期望更高，但缺乏吃苦耐劳、艰苦奋斗的拼搏精神，他们更想在工作中享受乐趣，运用自己的知识来体现价值，铸造机器人自动化与智能化很好地迎合了时代发展的需求，显现出极强的生命力。
　　值得我们关注的，与国外发达国家相比，我国每万名操作工人中拥有机器人的数量仍十分有限，不到发达国家的1/3，国内传统制造企业总体上仍以劳动密集型的人工作业为主，装备智能化、自动化程较低。而对一些处于价值链低端的生产企业，由于产品附加值较低，仍以粗犷的简单劳动求得生存，无法引入相对来说较为昂贵的工业机器人，这些企业的成长及未来发展将明显处于不利地位。因此，工业机器人与自动化的推广与应用任重而道远。
　　企业最终赢得未来并实现可持续发展无非归结于优秀的人才、良好的机制、优秀的管理、有竞争力的产品等软实力要素，以及用先进制造装备武装的高度柔性化生产线。随着国内产业升级步伐加快，工业机器人将以每年30%的速度递增，预计在10年时间内，中国将大步迈进工业机器人时代。装备制造业作为中国的基础支柱产业，在未来中国经济前行中将发挥着不可替代的作用。随着全球经济一体化程度的深入，中国铸件总产量不断攀升，技术持续进步，中国正在由“铸造大国”向“铸造强国”迅速转变！而中国铸造要从大国迈向强国，实现绿色铸造、低碳铸造目标，以工业机器人为核心的智能化与自动化装备革新，无疑将为越来越多的铸造企业提升竞争力，体现先进制造优势，赢得市场商机提供更加有力的支撑。
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硅溶胶精密铸造的工艺
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你可能喜欢精铸硅溶胶模壳的制作流程_永嘉盛丰模具有限公司
精铸硅溶胶模壳的制作流程
发布于： 09:02   编辑：盛丰模具　浏览：
& & & 用石蜡-硬脂酸低温模料，生产铸件的熔模和用精密铸造硅溶胶，作为制壳粘结剂，制造铸件的模壳的工艺要求。主要研究熔模制造工艺、硅溶胶模壳工艺和焙烧工艺。五年多来的生产实践充分证明精密铸造硅溶胶模壳制造工艺是成熟的，为生产合格模壳和精密铸件提供了技术保障。
用石蜡-硬脂酸低温模料，制造涡轮叶轮、喷嘴环等盘类精密铸件的熔模（习称腊模）；用精密铸造硅溶胶，作为制壳粘结剂，制造涡轮叶轮、喷嘴环等铸件模壳。主要研究熔模制造工艺、硅溶胶模壳工艺和焙烧工艺，从而为生产合格模壳和精密铸件提供技术保障。
模料的成分及性能应满足原材料检验要求，熔化蜡料，各种化腊工具均需作好清洁工作，化蜡器械每月至少清理一次，不允许水、污物进入蜡液，严禁蜡液过热。糊状蜡制备时将刨好的蜡花慢慢加入不断搅拌的蜡液中，加入量视具体情况而定。糊状蜡的温度45℃～48℃。糊状蜡搅拌充分均匀，防止搅拌过程中吸入空气造成蜡模气泡缺陷，避免因糊状蜡过稠造成压不足、皱皮或因太稀而冷却时间过长造成开裂变形。
& & & & 模料配比：石蜡50%，硬脂酸50%（重量比）；模料熔化后保温温度：70℃～75℃；蜡液温度不超过90℃。
压制蜡模制蜡间温度：18℃～27℃；蜡料温度：45℃～48℃；压型温度：20℃～25℃；压注压力：0.1MPa～0.3&MPa；压蜡枪预热温度：35℃～45℃；蜡模冷却水温度：15℃～25℃；开型时间：1min左右。
压腊前先检查模具型号是否符合要求。压腊前必须清理压型表面残余蜡、水滴及其它附着物，清理时尽量不使用钢刀，以免损坏模具，压型及活块保持干净，压蜡完毕后模具应擦净上油，按规定存放。压蜡过程中压型及活块表面应及时涂上脱模剂，以便脱模快速方便。脱模剂用变压器油，用干纱头或纱布沾上脱模剂后，在模具活块上擦拭，力求稀薄均匀，决不允许肉眼能看见油迹。蜡模取出后，放置于冷却水中的时间不超过20min。
除去蜡模上多余的飞边毛刺及注蜡口的修平，其它部位不允许修整，修整时不允许碰坏铸件工作表面，机加工基准面不允许焊接及修整。
蜡模经自检和专检合格后方可进行焊接。按模组要求进行焊接，蜡模间距大于5mm。蜡模及浇口焊接温度80℃左右，焊接必须光滑，保证蜡模及浇口间的光滑过度，不允许有蜡痘、凹缝存在，浇口必须用烫刀烫平，不允许刮平，无凹凸缺陷。不允许有虚焊存在，保证焊接强度。
&&&&配制浓度为0.2%～0.3%的中性皂液，皂液温度20℃～25℃，模组先在皂液中清洗，用软毛刷去除表面油污，然后在20℃～25℃的水中清洗干净，除去过剩皂液，保证蜡模表面涂挂性能。
以自检为主，专检为辅，不合格的蜡模不允许焊接成模组。检验员对蜡模组进行检验，包括外观质量检验（蜡模100%进行外观检验，表面不允许存在缩陷、裂纹、皱皮、鼓包）和尺寸检验（抽检蜡模尺寸形状），并对制蜡工艺进行控制。&&&&&&&&&&&
熔模铸造用硅溶胶无国家标准，只有航空工业标准&HB《熔模铸造用硅溶胶》技术要求（见表1）.硅溶胶是一种优质硅溶胶熔模铸造用水基粘结剂，生产用于所有层（面层和背层）。硅溶胶易配制成高粉液比的优质涂料，涂料稳定好。用于硅溶胶制成的型壳不需化学硬化，型壳制造过程中无空气污染。
表1&&熔模铸造用硅溶胶技术要求
化学成分/%
密度/g&cm-3
运动粘度/mm2&s-1
SiO2胶粒直径/mm
1.15～1.19
乳白或淡青色无夹杂
1.20～1.22
&&&&正确地选择各种原材料配比，保证涂料有适当的比重和粘度，是涂料控制的关键（见表2）。硅溶胶涂料中，除了硅溶胶和耐火粉以外，还有一定量的表面活性剂（江苏省海安石油化工厂生产的脂肪醇聚氧乙烯醚即JFC）及消泡剂（正辛醇）。
表2&&硅溶胶涂料液的配方
&&&&控制涂料粘度以达到稳定制壳质量的目的，配制时按当时的实际情况，当零件壁薄、复杂或带有深陷时，涂料粘度取下限，反之取上限。
按涂料的配方取一定量的耐火材料、润湿剂、消泡剂，先将润湿剂及消泡剂加入涂料桶中，然后加入硅溶胶，开始搅拌，在不断搅拌过程中加入耐火材料，待全部加入完后，继续搅拌6h～12h，稳定后测其粘度，过高加硅溶胶稀释，过小则加入一定量的耐火粉料补充，直至粘度合格为止。
涂料间温度：22℃～25℃；相对湿度45%～65%；通风条件：良好。
将清洗好的蜡模（要求干燥后）慢慢浸入L型涂料搅拌桶中，并转动上下移动，让涂料充分并均匀湿润模组后，取出慢慢转动至无涂料堆积、滴落现象时再挂砂，使砂粒均匀附于涂料之上，每层涂料的粘度、撒砂粒度要求（见表3）。面层涂料时要用专用筛网过滤涂料中的砂粒等杂质，以防止模壳中产生砂粒等脱落而造成铸件夹灰夹砂。
表3&&硅溶胶涂料的性能要求
型壳层数/面
涂料粘度/s
密度/g&cm-3
撒砂粒度/目
1.81～2.03
80/100（锆英砂）
1.84～1.85
30/60（煤矸粉）
1.83～1.84
30/60（煤矸粉）
1.81～1.82
16/30（煤矸粉）
1.80～1.81
16/30（煤矸粉）
6（最外层）
1.79～1.80
硅溶胶在干燥过程中必须严格控制温度，相对湿度及空气流速等，具体工艺参数（见表4）如下。
表4&&硅溶胶型壳工艺参数
干燥温度/℃
相对湿度/%
风速/m&s-1
当环境温度和相对湿度不易调整时，可控制为一定相对稳定额数值：温度为22℃～25℃；湿度45%～65%。
采用水浴脱蜡，水温90℃～95℃，脱蜡时间&20min，以防止水沸腾造成砂粒或涂料进入模壳中。
&&&&模壳的自检由操作工自己完成，当有分层、走泡、开裂、烂头者为不合格，浇口中有多余的涂料，不均匀附着者必须除去，否则为不合格。
每次脱模结束后将蜡水放出浇成蜡锭，浇蜡锭时要用要用160目～200目的筛网过滤去除蜡液中渣滓，并将槽中的水全部放掉并将脱蜡槽打扫干净，下次脱蜡时重新加入清洁的水。
模口朝下，放置于炉膛内，焙烧温度900℃～1050℃，到温后保温1h～2h后开始取出浇注；当需要装箱时待小于450℃出炉、装箱。
认真仔细检查模壳质量，凡有型腔开裂、剥落、起皮等现象不予装箱。清除浇口翻边及浮砂，模壳口朝下，四周均匀拍摆模壳，清除夹灰、夹砂及型腔表面的浮尘。用压缩空气吹净型腔内夹灰及其表面浮尘100%进行清水清洗模壳型腔，去除内部渣滓。再次轻轻拍摇模壳后装箱，填砂后用石棉板盖住浇口并用两半缺口的石棉板盖住砂箱上口（石棉板大小保证盖满整个砂箱上口并伸出挡砂箱爆皮的边沿）,以防止焙烧至浇注过程中砂箱爆皮落入模壳中而造成铸件夹灰。如有浇口损坏，杯口有砂粒外露者，则停止使用，经修补并经检验合格后方再次使用。小于450℃装箱，箱式电阻焙烧炉焙烧至900℃，保温2h后方可浇注。
本工艺于2000年2月在浙江某精铸工厂试验，经过三个月生产表明：精密铸造硅溶胶模壳制造工艺能满足优质铸件的生产要求。2002年9月以后在无锡与张家洼等地精铸工厂反复试验，也能满足优质铸件的生产要求。五年多来的生产实践充分证明精密铸造硅溶胶模壳制造工艺是成熟的，为生产合格模壳和精密铸件提供技术保障。