PDF《熔模铸造的现状和未来》

2 1世纪铸造技术论坛 f ∥ 特种铸造及有色合金

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9 8年第

4 熔模铸造的现状和未来清华 大学 姜不 居 一摘要熔模特造快速发展, 应用范围不断拓宽, 其主要原因是技术的进步, 能得到更高质量的绮件.

该工艺有着美好的未来 . 关键词 :熔模铸造 技术进步 一To d a y a nd To J i a n g B u j u ( T s l n g h u a Un i v e r s i t y) 譬AB S T RAC T I n v e s t me n t c a s t i n g i s r a p i d l y d e v e l o p i n g a n d i t s a p p l i c a t i o n r a n g e i s C O n ― t i n u o u s l y wi d e n i n g . Th o s e g a i n s we r e ma d e b e c a u s e o f t e c h n o l o g y p r o g r e s s wh i c h e n s u r e s h i g h ― q u a l i t y c a s t i n g s .Th e p r o c e s s i n d i c a t e s a b r i g h t f u t u r e . Ke y W o r d s: I nv e s t m e n t Ca s t i ng, Te c hno l o gy Pr o g r e s s,H i g h- q ua l i t y Ca s t i ng s

1 回顾1.1发展概况 熔模精密铸造( 简称熔模铸造) 从40年代起用于工 业生 产, 在半个世纪 中一直以较快的速度发展着.图11.2市场结构变化 军 工产品多年来是熔模铸造的主要 市场 .表 1是

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9 1年 以前 一些 国家及 地区熔模 铸造 产 品销 售额分 布, 军工和航空产品占

5 o ~7

0 . 表1羹、英和欧洲熔模铸造销 鲁萄分布 年压圈1美国熔 棰特适50年 F i g.

1 US A

5 0 y e a r s hi s t o r y o f i n ve s t m e n t c a s t i n g 是美国熔模铸造

5 0年中年销售额变 化图, 可见除受全 球经济衰退影响 , 在1967年后和

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9 0年前后各有一段 停止和下降外, 总体增长速度较快 .据报道 ,

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9 6年美 国熔模铸造产品销售额达

2 6 .

1 亿美元 . 有资料报道 ,

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9 6年世 界熔模铸造业( 不包括前苏 联) 销售 总值 北美 占

50、欧洲

2 5 、 亚洲

2 0 、 其余

6 ;

而在欧洲,英国占

42、法国占

26、德国占

19、意大利 占

7、其他 占6.Ta bl e I I nv e s t me nt c ∞ ⅡⅡg t ar a ov c r i n US A ,UK a n d Eu r o p e 随着冷 战时代结束, 各 国军工产品大幅 度减少 , 使熔模铸造行 业原有的一些 市场不 复存在 , 行业进入重大结构调整时期 .下面 介绍除军工外的熔模铸造主要市场 : (

1 )民航 除1991年外, 全世界 民航飞机总量呈 上升趋势.美国每年上升率约

4 , 一些地 区和国家上 升5 .

8 ~6 .

2 . (

2 )工业 涡轮发动机 它是熔模 铸造有 巨大潜力 的市场 , 每年将以

5 ~7 速度增长. (

3 )高尔夫球头 以美 国为例,

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9 4年到

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9 6年 三年中销售额从1 .

5 亿美元增到3 .

8 7 亿美元. } 清华大学, 北京(

1 0

0 0

8 4 ) 收稿 日期 ;

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9 8 一O

4 ―1

0 ・ 姜不居 女t1938年生 , 清华大学教授 . 主要从事特种铸造教学与科研工怍 . 科研项目有 焙模真 空嗳祷新工 艺研究 , 焙模铸造用砂粉粒度优化 缎配对铸件表面质量 的影响 , 热模法离心球铁管椽料研制 , { 肖 失模埭料研究 r 微机控制颗粒分析仪 , 压辟 C A D , 计算机在熔摸铸造 中的应用 等40多项 . 蓝省部缎科技进步奖

1 3项t并享受国务院政府特殊津贴 台著有 铸造 试仪器原理 及应用j , E 熔模 铸造工 艺,《铸件缺 陷和对策手册 . 在 国内外学术刊物上发表论文

1 2 9篇.

1 8 维普资讯 http://www.cqvip.com (

4 )医疗 卫生随着 人 口老 化和各国政 府对医疗 卫生的重视增加 , 如换骨骼手术对人造骨骼 的需求 , 该 市场可望年增长

5 左右. (

5 )阀 通用阀市场已呈现饱和, 但石油化工和核 设施方面的特种台金阀市场仍在不断扩大 , 每年增长率 约5.6.(6)其他 潜艇构件 、 环保用具、 计算机工业、 通用 机械、 汽车工业等也是重要的市场. 总之 ,

9 O年代熔模铸造业开始市场结构变化 , 进一步转向民用商业领域.

1 .

3 在与其他工艺的竞争中前进 在与粉末 冶金 、 精锻等近净形化工艺, 以及机加工 等金属零 件制造工 艺的竞争 中, 熔 模铸造技术 发展 较快, 下面三方面是值得注意的: (

1 )熔模 铸造不仅 能生产小件 , 也能 生产较大 件, 最大轮廓尺寸可达1 .

8 m, 而最小壁厚却不到

2 m m, 最 大件重接近

1 0

0 0 k g .铸件越来越精确 : 在2

5 4 mm 内公差为±O

2 5

4 mm} 从25.4mm 到254mm 每增 加25.4mm, 公差增加

0 .

0 7

6 mm;

尺寸大于

2 5

4 mm 时每 增加2

5 .

4 mm, 公差增加±0 .

1 2

7 mm.表 面粗糙度 Ra 约0 .

6 3 m( 相当

7 ~

8 水平) . 熔模铸件的力学性能 也越来越好. 可以用 精密 、 大型 、 薄壁 这几个字来 反映发展的趋势 , 它使得熔模铸造能生产出更精 、 更大、 更强的高价值的产品 . (

2 )机械化、 自动化的进展打破 了 熔模铸造工艺 不可能实现机械化 的看法 , 在 日本 、 英国、 前苏联 等已 成功地将熔模铸造工艺采用流水线来生产低成本的汽 车等民用零件. (

3 )近年来熔 模铸造叉和快速成形新技术 结合大 大缩短了铸件生产周期. 以上几方面均使熔模铸造应用面得 以扩大 , 竞争力 增强 . 从而在与其他工艺竞争中处于有利地位. 熔模铸 造应该是最具有发展前景的铸造工艺之一.

2 技 术现 状50多年来 , 熔模铸造在制模、 制壳、 熔化浇注、 后处 理各环节都有长足的进步 . 对熔模铸造发展有较大影响 的新材料、 新工艺、 新设备很多 : 如水溶性型芯、 陶瓷型 芯、 金属材质改进 、 大型熔模铸造 技术、 钛 台金精 铸技 术、 定向凝 固和单晶技术 、 过滤技 术、 热等静压技术 、 快 速成形技术 ;

计算机在熔模 铸造 中的应用, 机械化 自动 化等等.这里仅对几个方面加以介绍.

2 .

1 耐热合金 随着飞机发动机发展 , 对叶片等零件 的耐热性 、 高 温抗蠕变性能要求越来越高 . 如涡轮叶片, 从6O年代的 I N一

100、B1

9 0

0 , 发展到

7 0年 代的 MM2

4 7 、 MM2

0 0 ,

8 O 年代的 P WA1

4 8

0 .为适应不同零件的不同要求 已形成 钴基 、 镍基 、 铁一 镍基等完整的超耐热合金材料系列 .如1N7

0 0,1 N7

3 8 LC/ C,X一40,X一45,U一710,M A6

0 0 0, M AR― M

0 0 2, M AR― M

2 47, M G A2

4 00, M M O 07, M u l t i ― me l ,Ni m o c a s t

9 0,Ni mo m i c 75,Re ne

8 0,RR1

0 2.H

4 6, H$2 5. ECY一76 8, Fs x 一414, G TD2 22, B1

9 0 0, D S C M

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7 L C, D S G TDl l等牌 号 的耐热 合 金材 料.近年来. 随着工业燃气机特别是大型 电站用燃气机 发展, 航空发动机用的耐热合金 已被引入工业燃气轮机 中, 并在 继续 改进 .

2 .

2 大型 熔 模铸 件技 术 大型熔模铸件生产技术是建立在制模、 制壳 、 熔炼 等工艺技术水平高度发展 , 以及材 料优 良、 设备先进 的基础上 . 下面仅 就部 分 内容 加 以叙述 . 为生产大 型复杂........