不銹鋼
精密鑄造行業(yè)不同于傳統(tǒng)的鑄造行業(yè)，我國(guó)雖然是鑄造大國(guó)，但是
精密鑄造處于發(fā)展階段，與發(fā)達(dá)******還存在較大的差距。近年來(lái)，我國(guó)大力推進(jìn)工業(yè)化，科技水平不斷提高，在精密鑄造方面已經(jīng)有一些相對(duì)成熟的技術(shù)手段。與此同時(shí)，我國(guó)對(duì)精密鑄造產(chǎn)品的需求也在不斷增加。因此，精密鑄造（特別是不銹鋼精密鑄造）在我國(guó)將具有廣闊的發(fā)展空間。
不銹鋼精密鑄造發(fā)展前景廣闊
不銹鋼精密鑄造又叫作熔模精密鑄造。該工藝在鑄造過(guò)程中盡量減少或者根本不進(jìn)行切削，是一種少切削或無(wú)切削的鑄造工藝，是鑄造行業(yè)中一項(xiàng)優(yōu)異的工藝技術(shù)。其應(yīng)用范圍非常廣，不僅適用于各種類型、各種合金的鑄造，而且生產(chǎn)出的鑄件尺寸精度、表面質(zhì)量比其他鑄造方法要高。同時(shí)，耐高溫、不易于加工的鑄件，均可采用熔模精密鑄造方式。這種鑄造方式由于鑄造過(guò)程中并不處于超高溫狀態(tài)，更適于鑄造航空航天、國(guó)防等高精尖產(chǎn)業(yè)的元件。
朂早的不銹鋼精密鑄造可以追溯到上世紀(jì)三四十年代，美國(guó)朂早用不銹鋼精密鑄造法對(duì)其當(dāng)時(shí)科技領(lǐng)先的航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的渦輪葉片進(jìn)行鑄造，成品受到了各方面的好評(píng)，進(jìn)而使這種方法得到推廣。我國(guó)對(duì)不銹鋼精密鑄造的研發(fā)和使用則是在新中國(guó)成立之后，隨著我國(guó)國(guó)防工業(yè)的發(fā)展，遼寧、貴州、北京、陜西、湖南等地都開設(shè)了不銹鋼精密鑄造研究所或鑄造廠。不過(guò)，客觀地說(shuō)，我國(guó)不銹鋼精密鑄造行業(yè)仍然在發(fā)展階段，尚不能滿足我國(guó)航空航天、國(guó)防工業(yè)等行業(yè)的發(fā)展需求。
不銹鋼精密鑄造行業(yè)不同于傳統(tǒng)的鑄造行業(yè)，因?yàn)椴讳P鋼精密鑄造的產(chǎn)品附加值較高。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)（2013年數(shù)據(jù)），在歐美******的航空航天設(shè)備和******發(fā)動(dòng)機(jī)中，精密鑄造原件的產(chǎn)品附加值將近占總附加值的70%，但是我國(guó)的占比則不足35%。我國(guó)目前雖然已經(jīng)是鑄造量更大的******，但是鑄造價(jià)值仍然處于中上游水平，尚不能達(dá)到******水平。因此，發(fā)展不銹鋼精密鑄造的根本意義，一是國(guó)防和科技的根本需求，二是發(fā)展經(jīng)濟(jì)的必由之路。
技術(shù)不斷成熟，但亟待改進(jìn)
目前，在不銹鋼精密鑄造方面，已經(jīng)有多種成熟的技術(shù)和工藝。
硅溶膠型殼工藝。硅溶膠制殼工藝普遍應(yīng)用于較為******的內(nèi)燃機(jī)零件鑄造行業(yè)。該方法使用的涂料穩(wěn)定性較好，不需要化學(xué)硬化過(guò)程，并且耐高溫，具備更好的抗變形能力。但是，該技術(shù)的缺點(diǎn)就是對(duì)蠟?zāi)５臏貪?rùn)性較差，雖然可通過(guò)添加表面活性劑進(jìn)行改善，但會(huì)在一定程度上增加投入。
水玻璃型殼工藝。水玻璃型殼工藝發(fā)明時(shí)間很早，我國(guó)也在上世紀(jì)五六十年代從蘇聯(lián)引進(jìn)了該技術(shù)。該技術(shù)成本低，操作相對(duì)簡(jiǎn)單，同時(shí)對(duì)原材料的要求也不高，在不銹鋼精密鑄造中使用較為廣泛。不過(guò)，該技術(shù)相比于硅溶膠制殼工藝的更大問(wèn)題是所得鑄件的表面質(zhì)量一般，尺寸精度較低。但因其成本具有優(yōu)勢(shì)，我國(guó)在部分民用或者低精度的內(nèi)燃機(jī)上仍然沿用這一技術(shù)。該技術(shù)自引進(jìn)以來(lái)，我國(guó)科研人員對(duì)其進(jìn)行了比較大的改進(jìn)，主要表現(xiàn)在改善型殼涂料、優(yōu)化硬化劑、采用復(fù)合型殼等方面。
改善型殼涂料的主要改進(jìn)是在型殼的背部涂料中加入了一定量的耐火黏土，讓型殼的強(qiáng)度有了較大的提高，實(shí)現(xiàn)了單殼焙燒和燒注。在優(yōu)化硬化劑方面，傳統(tǒng)硬化劑多用氯化銨，但是這種材料在鑄造過(guò)程中會(huì)釋放大量氨氣和氮氧化物氣體，對(duì)大氣造成污染。所以，硬化劑改用氯化鋁溶液，進(jìn)一步改用氯化鋁結(jié)晶，這種硬化劑效果與氯化銨類似。
在采用復(fù)合型殼方面，因?yàn)樗Ａ苛闲蜌さ谋砻尜|(zhì)量存在一定的缺陷，所以很多原件的鑄造都采用多層模復(fù)合的形式進(jìn)行鑄造，一方面節(jié)約了成本，另一方面也提高了鑄件的表面質(zhì)量。
此外，在新工藝發(fā)展方面，目前較為成熟的新工藝有自吸鑄工藝、泡沫塑料模和熔模型殼鑄造等工藝。不過(guò)，這些工藝在某些方面都具有明顯的優(yōu)缺點(diǎn)，未來(lái)仍需要科技工作者不斷改進(jìn)。
多技術(shù)交叉和融合發(fā)展趨勢(shì)明顯
在今后的發(fā)展方向中，不銹鋼精密鑄造技術(shù)的交叉與融合會(huì)越來(lái)越明顯，新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命的發(fā)展方向不會(huì)僅僅依賴于一兩類學(xué)科或某種單一技術(shù)，而是多學(xué)科、多技術(shù)領(lǐng)域的高度交叉和深度融合。因此，不銹鋼精密鑄造也要與相關(guān)技術(shù)融合發(fā)展。
與快速成型技術(shù)的交叉使用。科學(xué)技術(shù)的交叉使用多半是為了互補(bǔ)。不銹鋼精密鑄造的蠟?zāi)Ｖ谱鬟^(guò)程中的設(shè)計(jì)和模具制造較為復(fù)雜，并需要耗費(fèi)大量時(shí)間。而快速成型技術(shù)則能很好地彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)。不過(guò)，受材料限制，單獨(dú)使用快速成型技術(shù)則無(wú)法達(dá)到要求。因此，近年來(lái)，很多工作者首先使用高分子技術(shù)獲得鑄件的原型，進(jìn)而制造蠟?zāi)＃瑥亩度氲讲讳P鋼精密鑄造行業(yè)使用。
例如，光固化立體造型技術(shù)（SLA）和選擇性激光燒結(jié)技術(shù)（SLS）是目前與熔模鑄造術(shù)聯(lián)合使用較為成熟的技術(shù)。SLA技術(shù)能夠提供較高的尺寸精度，尤其是零件外表面的精度；而SLS的原材料價(jià)格相對(duì)較低，精度也低于SLA技術(shù)。這兩項(xiàng)技術(shù)在使用過(guò)程中，必須注意控制好快速成型技術(shù)與不銹鋼精密鑄造技術(shù)的關(guān)鍵結(jié)合點(diǎn)，包括成本控制和零件的鑄造精度問(wèn)題的綜合考慮等。選擇合適的平衡點(diǎn)是快速成型技術(shù)與熔模鑄造術(shù)有機(jī)結(jié)合的關(guān)鍵問(wèn)題。
與計(jì)算機(jī)技術(shù)的交叉融合。不銹鋼精密鑄造過(guò)程中的方案設(shè)計(jì)和優(yōu)化工作是一項(xiàng)較為耗費(fèi)人力和時(shí)間的工作。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，很多需要大量計(jì)算和精度計(jì)算的行業(yè)都引入了計(jì)算機(jī)技術(shù)，并開發(fā)了各種相應(yīng)的計(jì)算軟件，如ProCAST、Auto CAD、AFSolid、Anycasting等多種軟件。這些軟件可以對(duì)不銹鋼精密鑄造的設(shè)計(jì)和鑄造過(guò)程進(jìn)行計(jì)算或者模擬，通過(guò)數(shù)據(jù)計(jì)算的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)方案優(yōu)化，對(duì)不銹鋼精密鑄造的發(fā)展起到了良好的推動(dòng)作用。
清華大學(xué)在常規(guī)的通用模擬軟件開發(fā)上已經(jīng)走在了世界前列，更是針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件鑄造模擬軟件、TiAi合金渦輪葉片等高端鑄造中的計(jì)算機(jī)模擬軟件進(jìn)行了研發(fā)；哈爾濱工業(yè)大學(xué)已經(jīng)對(duì)空間站、火箭等航空鑄造中的重要結(jié)構(gòu)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室軟件模擬鑄造的研究工作；華中科技大學(xué)則是針對(duì)中高端的熔模鑄造開發(fā)出華鑄CAE系統(tǒng)，具備更加廣泛的適用面，也是我國(guó)當(dāng)前較為領(lǐng)先的計(jì)算機(jī)技術(shù)與熔模鑄造術(shù)交叉使用的典范。
但是，在當(dāng)前的使用過(guò)程中，我們還應(yīng)當(dāng)注意計(jì)算機(jī)軟件的建模適用性、材料本身的熱物性參數(shù)等問(wèn)題，這些問(wèn)題良好的解決能夠在大大縮短不銹鋼精密鑄造的研發(fā)時(shí)間。
不銹鋼精密鑄造技術(shù)
穩(wěn)健發(fā)展需多路齊進(jìn)
長(zhǎng)久以來(lái)，我國(guó)不斷對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，高新技術(shù)板塊在我國(guó)科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中越來(lái)越重要。在這樣的大環(huán)境下，未來(lái)不銹鋼精密鑄造前景廣闊，其穩(wěn)健發(fā)展需多路齊進(jìn)。
首先，應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持自主研發(fā)，堅(jiān)持自力更生。雖然技術(shù)引進(jìn)和改進(jìn)的方式能夠極大地縮短我國(guó)與先進(jìn)******的科技水平差距，但是這種引進(jìn)方式仍然是一種“走別人的路”的方式，并且受其他******的掣肘。因此，在新形勢(shì)下，我國(guó)應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持以發(fā)展具備自己特色的科技為主，掌握核心科技，才能讓我國(guó)的精密鑄造行業(yè)不斷發(fā)展、不斷進(jìn)步。
其次，應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持發(fā)展理念，樹立企業(yè)榜樣。不銹鋼精密鑄造行業(yè)是一個(gè)較為******的行業(yè)，應(yīng)當(dāng)在眾多企業(yè)中選出******和榜樣，通過(guò)它們帶動(dòng)我國(guó)不銹鋼精密鑄造的發(fā)展。
朂后，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)研發(fā)與生產(chǎn)的結(jié)合。我國(guó)當(dāng)前從事不銹鋼精密鑄造研究的高等學(xué)府并不多，并且往往與各大生產(chǎn)廠商的聯(lián)系不緊密，只是在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研發(fā)。這對(duì)于我國(guó)的不銹鋼精密鑄造行業(yè)大批量生產(chǎn)和大范圍推廣來(lái)說(shuō)是一個(gè)弊端。因此，生產(chǎn)廠商可以和高校建立聯(lián)合研發(fā)生產(chǎn)的合作機(jī)制，讓技術(shù)不僅僅生存在實(shí)驗(yàn)室里，更能夠投入到生產(chǎn)線上。
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