砂型铸造、熔模铸造以及金属型铸造,在我国已有几千年的历史,是我国最传统的铸造方法。在我国历代生产出种类繁多、精湛绝伦的铸件,为世界铸造技术发展做出了重大贡献。
这次展出中,这些工艺方法显示了强大的生命力,并有了新发展。如:一汽铸造有限公司组芯铸造的V12发动机ZL114A气缸体,铸件形状复杂,重量62kg,轮廓尺寸688mm×450mm×317mm,平均厚度5.5mm,表面粗糙度值Ra=12.5μm,用于高档轿车。泊头京美铸铝有限公司生产的ADC12铝合金EDB6阀体,重37kg,采用了粘土砂湿型铸造,不用化学粘结剂,是名符其实的绿色铸造,节约了能源,保护了环境。
由于金属型导热快,可以得到细小、致密结晶组织,提高了铸件材质的力学性能和致密性。如:高要市鸿兴精密铸造有限公司生产的AC2B铝合金缸盖罩,重6.2kg,轮廓尺寸300mm×585mm,用于通用汽车公司汽车发动机轴盖,气密性要求高。为了保证质量,由压铸改为半自动化生产、倾斜浇注的金属型铸造,日产400件。广东肇庆动力技研有限公司生产的AC2B铝合金进气歧管和浙江振义汽车部件有限公司生产的ZL111进气管,重量均为9kg,气密性要求0.4MPa不得有渗漏,前者替代了进口发动机,两者都采用了金属型铸造。
熔模铸造最大的特点是可以铸造高熔点合金铸件。如:鹰普航空零部件(无锡)有限公司为PWC(加拿大普惠公司)生产的Cr16Ni4合金轴承座,用于航空发动机上,它由8个陶瓷芯成形内腔,用于轴承通油,尺寸要求严格,型芯形状及位置控制难度极大。山东开泰耐磨件精铸有限公司生产的KmTBCr20Mo钢的分丸轮,用于抛丸清理机核心部位抛丸器,以80m/s速度分流冲击铸件表面的高速弹丸流,因此要求该铸件有极好的抗冲击和耐磨性能。
江西桐青金属工艺品有限公司生产的红铜兽面钟及洒金三足炉等,为高档艺术品市场及各大寺庙提供了造型美观、鉴赏性很好的艺术品。
中国压铸件产量在世界上名列前茅,除满足国内需求外,越来越多的国外压铸件转入中国生产。这次展会展出的压铸产品,足以证明中国正在向世界压铸强国大踏步迈进。
压铸件中产量最大的是汽车零部件。当今,人们对汽车低能耗、轻量化的要求很高。加之,电梯梯级等大型压铸件用量激增,以及电动车、高铁、建筑、五金、仪器仪表、3C产品、灯具、玩具及旅游产品等压铸件的多元化,促进了中国很多压铸件的生产转向高端发展。
例如:大连亚明汽车部件股份有限公司生产的AlSi9Cu3(Fe)铝合金福特Fox前盖,重5.2kg,轮廓尺寸423mm×223mm×433mm,平均厚度3.5mm,用于ford汽车发动机B515,铸件尺寸精度要求高,内部不能有缩孔、冷隔、夹渣等铸造缺陷,铸件表面损坏不允许大于1.0mm,生产时采用了型芯通水点冷,以保证铸件质量。
广东鸿特精密技术股份有限公司生产的A380铝合金差速器壳体,轮廓尺寸238mm×209mm×309mm,结构复杂,需7个抽芯,各类指标要符合福特汽车指定的工程规范。
香港顺景园精密铸造(深圳)有限公司,以新的思路,开发了用ADC12铝合金制作厚度仅为0.6mm的超薄压铸乒乓球拍。无论能否被批准正式使用,作为自行创新研发的超薄铝合金压铸技术——多点喷铸或称多点压射,可推广用于其他类似超薄压铸件的生产。
低压铸造在大型复杂、薄壁铝合金铸件的制造上具有很强的技术优势,能实现产品的精密、薄壁轻量化。
例如:浙江拓卡斯机械科技有限公司,采用AC4CT6铝合金生产的金属型低压铸造的气缸体,重11.2kg,轮廓尺寸345mm×225mm×240mm,f180mm内孔不允许有针孔,用于动车组制动系统,该产品原为进口件,目前已完全实现国产化。
南通爱尔思轻合金精密成型有限公司,采用AlSi7Mg铝合金、树脂砂型低压铸造生产的燃气涡轮发动机进气口配件,重达405kg,轮廓尺寸f2200mm×1700mm×680mm,是西门子公司最新设计的燃气机上的重要部件,产品平面大,壁厚仅14mm,产品不能有缩孔、疏松,表面不得有f≥0.8mm的孔洞,不得有裂纹、疏松;产品需阳极氧化处理,提高耐腐蚀、耐磨性,为此表面组织必需致密;产品结构为“匚形”,平面面积大,热处理、机加工易变形,尺寸公差和形位公差要求高,平行度误差≤0.05mm。
以Al代Fe、以Zn代Cu技术
此次展会中,出现了以铝合金代替铸铁实现轻量化,以锌合金代替铜合金解决资金匮乏的范例。例如:广东鸿图科技有限公司,以压铸铝合金A380代替原为铸铁件的飞轮壳,用于北京福田戴姆勒OM45T发动机12L排量的重型载货汽车上,作为发动机上的重要支承部件,作用是联接发动机与变速器,并承担它们部分重量,保护离合器和飞轮,其质量直接影响发动机性能。这一改进,已满足产品内部质量ASTME5052级或以上要求,大大减轻了重量。
据相关报道,全球精炼铜市场供需缺口将达到44万t。因此,尽力减少铜合金铸件,采用代用合金十分必要。芜湖市龙兴机械制造有限公司用ZZnAl27Cu2合金挤压铸造的高强度挤压锌基耐磨件,如轴套、蜗轮、螺母及导向板等,代替了部分铜基耐磨件。
Ti合金铸件生产的技术进步
钛及其铸造钛合金是最年轻的结构材料,有很高的比强度和抗蚀性。但其与常用的耐火材料产生化学反应,因此铸造难度大,需借助高科技手段来实现。目前,我国钛合金叶片铸造技术已突破世界难题,使制造成本大幅下降。
本次展会上,沈阳铸造研究所展出了ZTA15钛合金用钇稀土陶瓷型壳熔模精密铸造的进气道,该铸件为航天发动机的关键部件,重13kg,轮廓尺寸850mm×220mm×160mm,平均厚度3.5mm。表面粗糙度值Ra=6.3μm,尺寸精度达到CT6级,该铸件已实现批量供货,满足了航天装备的需求,并取得了显著的经济效益。