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國(guó)內(nèi)熔模鑄造的技術(shù)發(fā)展與現(xiàn)狀
1、航空工業(yè)中常用鑄造方法
1.1常用的鑄造方法及材料
鑄造技術(shù)是一種傳統(tǒng)的制造技術(shù),與其他金屬成形方法相比有著眾多優(yōu)越性,如鑄造方法幾乎不受零件尺寸大小、壁厚和形狀復(fù)雜程度的限制, 材料適應(yīng)性強(qiáng)和成本低廉等鑄造技術(shù)獨(dú)有的優(yōu)越性,使其在航空工業(yè)中具有不可替代的地位,飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)零件、結(jié)構(gòu)件、附件中很多薄壁件,結(jié)構(gòu)復(fù)雜零件,空心零件只能通過(guò)鑄造實(shí)現(xiàn)另外鑄造技術(shù)作為基礎(chǔ)制造技術(shù),其工藝技術(shù)的進(jìn)步和新材料的應(yīng)用,對(duì)加速航空產(chǎn)品更新?lián)Q代,顯著提高新機(jī)性能,縮短航空產(chǎn)品的制造周期,大幅度減輕重量、降低成本具有非常重要的意義。
航空工業(yè)中使用的鑄造方法主要有:熔模鑄造、石膏型鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、差壓鑄造、離心鑄造和砂型鑄造等航空工業(yè)中常用鑄造方法及使用的材料。
在航空工業(yè)中,復(fù)雜薄壁的高溫合金、欽合金、鋁合金整體鑄件是飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)體中的關(guān)鍵構(gòu)件,這些構(gòu)件形狀尺寸、組織結(jié)構(gòu)和性能直接影響飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的性能、結(jié)構(gòu)重系數(shù)、壽命等各種重要指標(biāo)生產(chǎn)此類鑄件熔模鑄造具有明顯優(yōu)越性,而且對(duì)于如發(fā)動(dòng)機(jī)葉片這類復(fù)雜空心零件,熔模鑄造已成為其生產(chǎn)的技術(shù),因此,在眾多鑄造技術(shù)中,熔模鑄造技術(shù)更加受關(guān)注。
1.2熔模鑄造的技術(shù)特點(diǎn)
20世紀(jì)40年代,由于航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展,要求制造葉片、葉輪、噴嘴等形狀復(fù)雜,尺寸精確以及表面粗糙度要求較高的耐熱合金零件,需要尋找一種新的精密成型工藝借鑒于先進(jìn)精密鑄造技術(shù)和流程下來(lái)的失蠟鑄造,經(jīng)過(guò)對(duì)材料與工藝的優(yōu)化,現(xiàn)代熔模鑄造得以快速發(fā)展某發(fā)動(dòng)機(jī)葉片通過(guò)熔模鑄造的制造過(guò)程。
2、國(guó)內(nèi)熔模鑄造的技術(shù)發(fā)展與現(xiàn)狀
2.1國(guó)內(nèi)熔模鑄造的技術(shù)發(fā)展過(guò)程
國(guó)內(nèi)的熔模鑄造技術(shù)是20世紀(jì)50年代完全按原蘇聯(lián)的工藝模式發(fā)展起來(lái)的.經(jīng)過(guò)近十年的發(fā)展歷程。
世紀(jì)60年代,逐步擺脫了原蘇聯(lián)的工藝模式,走上了自行研制、創(chuàng)新 發(fā)展的道路,研制成功了當(dāng)時(shí)航空工業(yè)發(fā)展所急需的一系列鑄造合金和鑄造工藝, 滿足了當(dāng)時(shí)航空工業(yè)發(fā)展的需要到了20世紀(jì)70年代初,航空工業(yè)在鑄造高溫合金熔模鑄造方面,相繼研制成功了鑄造高溫合金系列,成功地解決了蠟?zāi):托蜌さ某叽缇群统叽绶€(wěn)定性與此同時(shí),也帶動(dòng)了其它金屬材料,如鋁、鐵等的航空精鑄技術(shù)的發(fā)展,把我國(guó)的航空鑄造技術(shù)推進(jìn)了一個(gè)全新的時(shí)期。
2.2國(guó)內(nèi)熔模鑄造的技術(shù)現(xiàn)狀
國(guó)內(nèi)的熔模鑄造技術(shù)經(jīng)過(guò)40多年的研究與發(fā)展,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)多方面的空白目前許多領(lǐng)域與目前國(guó)際的先進(jìn)水平同步或差距很小。
3、熔模鑄造在航空工業(yè)中的應(yīng)用
3.1國(guó)外熔模鑄造在航空工業(yè)中的應(yīng)用
鑄造結(jié)構(gòu)件與組合結(jié)構(gòu)件相比,其優(yōu)點(diǎn)是消除了機(jī)械緊固連結(jié),減少了組合件的數(shù)量,這樣就可減輕結(jié)構(gòu)件的重量,提高結(jié)構(gòu)的整體性,縮短研制周期,降低制造成本歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家出于熔模精密鑄造的種種優(yōu)越性,對(duì)熔模精密鑄造成形工藝過(guò)程不斷優(yōu)化,同時(shí)綜合應(yīng)用新材料新技術(shù),并不斷嘗試將新的研究成果應(yīng)用到實(shí)踐中。
在軍 用飛機(jī)領(lǐng)域,美國(guó)新一代軍 用飛機(jī)的目標(biāo)要求:質(zhì)量減輕50%, 機(jī)身緊固件數(shù)量減少80%以上,批生產(chǎn)成本降低25%以上,制造周期縮短1/3-1/3美國(guó)F-22第4代戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)體中,欽合金鑄件的用量占機(jī)體重量7.1%,在機(jī)體上大約有54個(gè)欽精密鑄件,機(jī)翼前、后側(cè)位鑄件較大,分別為87kg和58kg,F(xiàn)-22戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)翼承力部位復(fù)雜薄壁整體欽合金精密鑄件。
在大型運(yùn)輸機(jī)和民用航空領(lǐng)域,波音767OER飛機(jī)儀表盤采用精鑄成形,組成部分由296個(gè)零件減少為11個(gè)鑄件加53個(gè)零件,重量減少2.24kg,裝配工具數(shù)量減少90%,裝配時(shí)間由180小時(shí)減少為20小時(shí),鉚釘數(shù)目減少600個(gè),成本減少50%n波音飛機(jī)某機(jī)型襟翼采用精鑄一體成型,重量由4.5kg降低為4.4kg,裝配工具數(shù)量減少34.4%,材料利用率提高3.5%,機(jī)加和裝配費(fèi)用降低94.1%,制造成本降低49.5%。
3.2國(guó)內(nèi)熔模鑄造在航空工業(yè)中的應(yīng)用
隨著我國(guó)在航空、航天領(lǐng)域的發(fā)展,對(duì)鑄造技術(shù)也提出了更高的要求,在航空發(fā)動(dòng)機(jī)、航天發(fā)動(dòng)機(jī)、民用航空等領(lǐng)域,各種大型、薄壁、復(fù)雜、整體、優(yōu)質(zhì)精密鑄件被采用。
在航天發(fā)動(dòng)機(jī)方面,由某研究所為神舟系列飛船研制的分離密封板、支架等20余種欽合金精鑄件采用熔模鑄造成形的小型燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)葉輪,公差為±0.127mm,表面粗糙度Ra=3.2μm,經(jīng)熱等靜壓(HIP)工藝處理可實(shí)現(xiàn)0.56mm極薄葉型的生產(chǎn)在民用航空領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)某大型客機(jī)應(yīng)急門試制了熔模精密鑄造的整體門框,外形尺寸為1220x520x81mm,整體重量為13.49kg,門框橫梁、縱梁和邊框厚度為3左右,最薄處厚度為2mm相比ARJ21飛機(jī)應(yīng)急門門框,零件數(shù)目減少166個(gè),緊固件數(shù)模減少1858個(gè)。
( )主營(yíng)的項(xiàng)目: 、 、 產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,交貨及時(shí),遠(yuǎn)銷荷蘭瑞士等國(guó)。