。采用這種高溫合金單晶葉片 的航空發(fā)動(dòng)機(jī) ,有效地增加了航空發(fā)動(dòng)機(jī)的推力和效率 , 使其性能大幅度提高。2. 快速凝固技術(shù)即在比常規(guī)工藝條件下的冷卻速度 ( 10-4 - 10K/S) 快得多的冷卻條件 (103 - 109 K/S) 下 ,使液態(tài)合金轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的工藝方法
。它使合金 材料具有優(yōu)異的組織和性能 , 如很細(xì)的晶粒 ( 通常 <0.1-0.01 um>甚至納米級(jí)的晶粒 ) , 合金元偏析缺陷和高分散度的超細(xì)析出相 , 材料的高強(qiáng)度
、高韌性等
。 快速凝固技術(shù)可使液態(tài)金屬脫開常規(guī)的結(jié)晶過程 (形核和生長(zhǎng)) , 直接形成非晶結(jié)構(gòu)的固體材料 , 即所謂的金屬玻璃
。此類非晶態(tài)合金為遠(yuǎn)程無序結(jié)構(gòu) ,具有特殊的電學(xué)性能、磁學(xué)性能
、電化學(xué)性能和力學(xué)性能 ,己得到廣泛的應(yīng)用
。如用作控制變壓器鐵心材料、計(jì)算機(jī)磁頭及外圍設(shè)備中零件的材料
、纖焊材料等
。快速凝固正日益受到多方的重視
。3.復(fù)合材料 制備凝固技術(shù)的另一發(fā)展是用于復(fù)合材料的制備口所謂復(fù)合材料 , 就是在非金屬或金屬基體中引人增強(qiáng)相或特殊成分 ,通過控制凝固使增強(qiáng)相按所希望的方式分布或排列的一種具有特殊性能的材料
。由于復(fù)合材料的基體 具有較高的斷裂性 , 加上增強(qiáng)相的存在 ,故能表現(xiàn)出與普通單相組織材料不同的性能 , 如高強(qiáng)度、良好的高溫性能和抗疲勞性能 , 已發(fā)展了多種制取復(fù)合材料的工藝方法 ,如結(jié)合順序凝固技術(shù)制備自生復(fù)合材料
。此領(lǐng)域的應(yīng)用前景將越來越廣
。4. 半固態(tài)鑄造半固態(tài)金屬鑄造成形技術(shù)經(jīng)過 20 多年的研究及發(fā)展 , 已進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用階段。其原理是在液態(tài)金屬的凝固過程中進(jìn)行強(qiáng)烈的攪拌 (可以采用機(jī)械
、電磁或其它方式 ) , 使普通鑄造易于形成的樹枝晶網(wǎng)絡(luò)骨架被打碎而形成分散的顆粒狀組織形態(tài) , 從而制得半固態(tài)金屬液 ,它具有一定的流動(dòng)性 ,然后可利用常規(guī)的成形技術(shù)如壓鑄
、擠壓、模鍛等成形生產(chǎn)坯料或鑄件
。半固態(tài)金屬鑄造成形克服了傳統(tǒng)鑄造成形易產(chǎn)生的縮孔
、縮松、氣孔及尺寸偏差等缺點(diǎn), 具有成形溫度低, 延長(zhǎng)模具壽命 , 節(jié)約能源 , 改善生產(chǎn)條件和環(huán)境 , 提高鑄件質(zhì)量 ( 減少氣孔和凝固收縮 ) ,減少加工余量等許多優(yōu)點(diǎn)。半固態(tài)金屬成形工藝將成為 21 世紀(jì)極具發(fā)展前途的近凈形化成形技術(shù)之一
早期中國(guó)商朝的重875公斤的司母戊方鼎
,戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的曾侯乙尊盤,西漢的透光鏡
,都是古代鑄造的代表產(chǎn)品
。 早期的鑄件大多是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、宗教
、生活等方面的工具或用具
,藝術(shù)色彩濃厚。那時(shí)的鑄造工藝是與制陶工藝并行發(fā)展的
,受陶器的影響很大
。發(fā)展中國(guó)在公元前513年,鑄出了世界上最早見于文字記載的鑄鐵件-晉國(guó)鑄型鼎,重約270公斤
。歐洲在公元八世紀(jì)前后也開始生產(chǎn)鑄鐵件
。鑄鐵件的出現(xiàn),擴(kuò)大了鑄件的應(yīng)用范圍
。例如在15~17世紀(jì)
,德、法等國(guó)先后敷設(shè)了不少向居民供飲用水的鑄鐵管道
。18世紀(jì)的工業(yè)革命以后
,蒸汽機(jī)、紡織機(jī)和鐵路等工業(yè)興起
,鑄件進(jìn)入為大工業(yè)服務(wù)的新時(shí)期
,鑄造技術(shù)開始有了大的發(fā)展。近代進(jìn)入20世紀(jì)
,鑄造的發(fā)展速度很快
,其重要因素之一是產(chǎn)品技術(shù)的進(jìn)步 ,要求鑄件各種機(jī)械物理性能更好
,同時(shí)仍具有良好的機(jī)械加工性能
;另一個(gè)原因是機(jī)械工業(yè)本身和其他工業(yè)如化工、儀表等的發(fā)展
,給鑄造業(yè)創(chuàng)造了有利的物質(zhì)條件
。如檢測(cè)手段的發(fā)展,保證了鑄件質(zhì)量的提高和穩(wěn)定
,并給鑄造理論的發(fā)展提供了條件
;電子顯微鏡等的發(fā)明,幫助人們深入到金屬的微觀世界
,探查金屬結(jié)晶的奧秘
,研究金屬凝固的理論
,指導(dǎo)鑄造生產(chǎn)。當(dāng)代鑄造業(yè)的發(fā)展
,鑄造是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的基礎(chǔ)工藝之一
,因此鑄造業(yè)的發(fā)展標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的生產(chǎn)實(shí)力。據(jù)2008年統(tǒng)計(jì)
,我國(guó)年產(chǎn)鑄件3350萬噸
,是世界鑄造第一大國(guó)。隨著我國(guó)鑄造產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展
,國(guó)內(nèi)鑄造產(chǎn)業(yè)將打造“四有”創(chuàng)新企業(yè)
,即有創(chuàng)新思想、創(chuàng)新計(jì)劃
、創(chuàng)新的制度和體系以及創(chuàng)新的工作方式
。而在轉(zhuǎn)型升級(jí)方面,則要打造具有六大特征的新型企業(yè):一
,制造前端市場(chǎng)研發(fā)和后端服務(wù)變大
,制造環(huán)節(jié)縮小的業(yè)務(wù)模式創(chuàng)新的企業(yè)。二
,從賣商品轉(zhuǎn)變到賣方案
,提供完整解決方案的企業(yè)。三
,以智能和集成為標(biāo)志的數(shù)字化企業(yè)
。四,三五年翻一番的速度型企業(yè)
。五
,先進(jìn)科技
、綠色制造
、持續(xù)創(chuàng)新的企業(yè)。六
,打造高端產(chǎn)品
、精品,引導(dǎo)消費(fèi)
、品牌制勝的企業(yè)
。這樣的產(chǎn)業(yè)革新,相信我國(guó)鑄造業(yè)未來將更加輝煌
影響鑄件質(zhì)量的因素很多:
第一是鑄件的設(shè)計(jì)工藝性
。進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)
,除了要根據(jù)工作條件和金屬材料性能來確定鑄件幾何形狀
、尺寸大小外,還必須從鑄造合金和鑄造工藝特性的角度來考慮設(shè)計(jì)的合理性
,即明顯的尺寸效應(yīng)和凝固
、收縮、應(yīng)力等問題
,以避免或減少鑄件的成分偏析
、變形、開裂等缺陷的產(chǎn)生
。
第二要有合理的鑄造工藝
。即根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)、重量和尺寸大小
,鑄造合金特性和生產(chǎn)條件
,選擇合適的分型面和造型、造芯方法
,合理設(shè)置鑄造筋
、冷鐵、冒口和澆注系統(tǒng)等
。以保證獲得優(yōu)質(zhì)鑄件
。
三是鑄造用原材料的質(zhì)量。金屬爐料
、耐火材料
、燃料、熔劑
、變質(zhì)劑以及鑄造砂
、型砂粘結(jié)劑、涂料等材料的質(zhì)量不合標(biāo)準(zhǔn)
,會(huì)使鑄件產(chǎn)生氣孔
、針孔、夾渣
、粘砂等缺陷
,影響鑄件外觀質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使鑄件報(bào)廢
。
第四是工藝操作
,要制定合理的工藝操作規(guī)程,提高工人的技術(shù)水平
,使工藝規(guī)程得到正確實(shí)施
。
鑄造生產(chǎn)中,要對(duì)鑄件的質(zhì)量進(jìn)行控制與檢驗(yàn)
。首先要制定從原材料
、輔助材料到每種具體產(chǎn)品的控制和檢驗(yàn)的工藝守則與技術(shù)條件
。對(duì)每道工序都嚴(yán)格按工藝守則和技術(shù)條件進(jìn)行控制和檢驗(yàn)。最后對(duì)成品鑄件作質(zhì)量檢驗(yàn)
。要配備合理的檢測(cè)方法和合適的檢測(cè)人員
。一般對(duì)鑄件的外觀質(zhì)量,可用比較樣塊來判斷鑄件表面粗糙度