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摘 要：近年来，我国的铸造业得到了快速的发展。尤其在我国制造工业技术水平越来越高，制造工业市场越来越大的情况下，铸造技术的应用更是日益广泛。在铸造业的发展中，铸造模具发挥了非常积极的作用，其铸造生产过程中的应用大大的提升铸造效率。现本文就主要对模具的精密铸造技术进行探究分析，提出精密铸造技术的未来发展目标。
关键词：模具；精密铸造；成型；发展
近十年来，我国的压铸工业发展十分迅速，这在很大程度上得益于我国汽车工业的发展，当然，除了汽车工业以外，建筑、制锁、机械机床、仪器、电子等行业的发展，也为压铸工业带来了更大的发展市场。社会生产对压铸产品的精度提出更高的要求，传统的压铸技术已经无法满足需求，必须要使用精密铸造技术来生产出精度更好的压铸产品。而模具的精密铸造技术尤为重要。为此，本文就主要对模具的精密铸造技术进行探究分析。
1 精密铸造模具成型方法
采用锻材或型材进行机械加工获得模具，由于其精度高、寿命长，是一直广泛应用的传统模具制造方法。传统的模具制造过程基本上是以切削加工为主，从模具下料、整修到装配，是一个需要技术和技能的工艺过程。往往加工周期长、成本高、对操作技能的依赖性高。当模具的形状较为复杂时，特别是有复杂曲面需要加工时，就无法提高成批模具的生产效率，不能适应产品设计发展的要求。这时就必须要用到精密铸造模具成型方法，目前常用的有以下几种：
1.1 熔模铸造。熔模铸造是最主要的精密铸造方法，它适合于铸造形状复杂的小型精密模具。具有尺寸精度高、表面粗糙度好的优点，铸件尺寸精度可达到CT4～7级，表面粗糙度可达到Ra1.6～12.5μm，采用该方法生产的铸造模具已在许多国家得以应用。
1.2 陶瓷型铸造。陶瓷型铸造是最重要的铸造模具制造方法。该方法所得铸件尺寸精度好，可达到CT5～7级，表面精度高，可达Ra3.2～12.5μm，且投资少，投产快。从20世纪50年代起，英国、日本、美国、前苏联等国家就对陶瓷型铸造方法生产铸造模具进行了广泛而深入的研究，并成功的生产了许多铸造锻模、铸造压铸型等。
1.3 热固性树脂砂型铸造。该方法由前苏联汽车工艺科学研究所开发，由于其制作简单且经济，因此应用范围较广，前苏联80%的铸造锻模都是用该方法生产的。热固树脂砂型与陶瓷型相比，造型周期缩短90%～93%。用该种方法可以获得500kg以内的优质精锻模铸件，无粘砂，易清砂，表面粗糙度好，锻模模腔加工余量为0.3～0.4mm，而陶瓷型浇注的锻模模腔，其加工余量达到1～3mm。此外，热固性树脂砂型浇铸的锻模没有脱碳层。
1.4 消失模铸造。消失模铸造（简称EPC）是一种近无余量、精确成形并且容易实现清洁生产的新工艺，也是一门集塑料、化工、机械、铸造为一体的综合性多学科的铸造新技术系统工程。生产的产品不仅有铝合金产品，如进气歧管、缸体、缸盖等，还有铸铁产品如曲轴、缸盖、变速箱壳体、排气管等。国内外的工厂实践显示出了该工艺独特的优越性。EPC技术被誉为“21世纪的新技术”、“铸造中的绿色工程”。
1.5 涂层转移法精密铸造。涂层转移法精密铸造技术是通过涂层转移，使涂层完全均匀地复制在铸型上，改善铸件表面粗糙度和尺寸精度的铸造方法。该方法与熔模铸造相比，没有蜡模变形引起的尺寸偏差；与陶瓷型铸造相比，尺寸精度高，铸件易清理。该方法在上海交通大学铸造实验室已得到了较为成功的应用，已为上海汽车工业总公司等单位制作了多副模具。
2 精密铸造成型方法的比较
上述几种方法各有其优越性和局限性。例如：熔模铸造可以生产较复杂铸件，但不适用于较大型铸件；陶瓷型铸造对复杂零件的适用性不如其它几种方法；涂层转移法由于涂料和制作工艺的影响，铸件质量不稳定；消失模铸造发气量大，模样强度低，且铸件的力学性能较差。表1是几种精密铸造方法的尺寸精度和表面粗糙度的比较。
3 影响模具精密铸造件尺寸精度的因素
一般情况下，精密铸造件尺寸精度是受铸件结构、铸件材质、制模、制壳、焙烧、浇注等多方因素影响的，其中任何一个环节设置、操作不合理都会使铸件的收缩率产生变化，导致铸件尺寸精度与要求有偏差。以下是可造成精密铸件尺寸精度缺陷的因素：
3.1 铸件结构的影响：a.铸件壁厚，收缩率大，铸件壁薄，收缩率小。b.自由收缩率大，阻碍收缩率小。
3.2 铸件材质的影响：材料中含碳量越高，线收缩率越小，含碳量越低，线收缩率越大。
3.3 制模对铸件线收缩率的影响：a.射蜡温度、射蜡压力、保压时间对熔模尺寸的影响以射蜡温度最明显，其次为射蜡压力，保压时间在保证熔模成型后对熔模最终尺寸的影响很小。b.蜡（模）料的線收缩率约为0.9-1.1%。c.熔模存放时，将进一步产生收缩，其收缩值约为总收缩量的10%，但当存放12小时后，熔模尺寸基本稳定。d.蜡模径向收缩率仅为长度方向收缩率的30-40%，射蜡温度对自由收缩率的影响远远大于对受阻收缩率的影响（最佳射蜡温度为57-59℃，温度越高收缩越大）。
3.4 制壳材料的影响：采用锆英砂、锆英粉、上店砂、上店粉，因其膨胀系数小，仅为4.6×10-6/℃，因此可以忽略不计。
3.5 型壳焙烧的影响：由于型壳的膨胀系数小，当型壳温度为1150℃时，仅为0.053%，因此也可以忽略不计。
3.6 浇铸温度的影响：浇注温度越高，收缩率越大，浇注温度低，收缩率越小，因此浇注温度应适当。
4 模具精密铸造技术的发展目标
近几年，我国模具行业以平均15%以上的速度快速增长，远远高于国家GDP平均增值。其中，精密铸造模具约占各类模具总产值5%，每年增长速度高达25%。尤其是与精密铸造工业密切相关的轿车增长较快，增大了对复杂、精密铸造模具的需求。作为精密铸造工业的重要支撑-铸造模具行业前景广阔。目前，精密铸造技术的发展大致有四个目标：（1）保护环境，减少以至消除污染；（2）提高铸件质量和可靠性，生产优质近终形铸件；（3）降低生产成本；（4）缩短交货期。
为了满足我国经济建设的需要，也为了铸造行业自身的存在与发展，我国的铸造行业应以提高铸件质量和经济效益为中心，面向国内和国际两个市场，加强管理，打好基础，提高企业素质；调整产业结构，合理配置资源，提倡适度规模经营；继续以适用先进的生产工艺和技术装备改造铸造行业，实现清洁化生产，保证可持续发展。
结束语
综上所述，在今后的模具制造工业中，快速原型制造和精密铸造将会取代传统的铸造技术，成为未来压铸工业的主要技术发展趋势。虽然目前我国的模具精密铸造技术已经取得了一定的发展，但是模具的精度和表面粗糙度还依然有很大的完善空间，为此在今后的发展中，还需要相关人员加大研究力度，进一步的提高模具精密铸造技术水平。
参考文献
[1]精密铸造推动工业技术进步[J].特种铸造及有色合金，2012（6）.
[2]张丙文，杨金晓，董学，王建全，郑逢良，连红香.精密铸造在工程机械制造中的应用[J].工程机械，2008（3）.
[3]李邦盛，任明星，傅恒志.微精密铸造工艺研究进展[J].铸造，2007（7）.
关键词：模具；精密铸造；成型；发展
近十年来，我国的压铸工业发展十分迅速，这在很大程度上得益于我国汽车工业的发展，当然，除了汽车工业以外，建筑、制锁、机械机床、仪器、电子等行业的发展，也为压铸工业带来了更大的发展市场。社会生产对压铸产品的精度提出更高的要求，传统的压铸技术已经无法满足需求，必须要使用精密铸造技术来生产出精度更好的压铸产品。而模具的精密铸造技术尤为重要。为此，本文就主要对模具的精密铸造技术进行探究分析。
1 精密铸造模具成型方法
采用锻材或型材进行机械加工获得模具，由于其精度高、寿命长，是一直广泛应用的传统模具制造方法。传统的模具制造过程基本上是以切削加工为主，从模具下料、整修到装配，是一个需要技术和技能的工艺过程。往往加工周期长、成本高、对操作技能的依赖性高。当模具的形状较为复杂时，特别是有复杂曲面需要加工时，就无法提高成批模具的生产效率，不能适应产品设计发展的要求。这时就必须要用到精密铸造模具成型方法，目前常用的有以下几种：
1.1 熔模铸造。熔模铸造是最主要的精密铸造方法，它适合于铸造形状复杂的小型精密模具。具有尺寸精度高、表面粗糙度好的优点，铸件尺寸精度可达到CT4～7级，表面粗糙度可达到Ra1.6～12.5μm，采用该方法生产的铸造模具已在许多国家得以应用。
1.2 陶瓷型铸造。陶瓷型铸造是最重要的铸造模具制造方法。该方法所得铸件尺寸精度好，可达到CT5～7级，表面精度高，可达Ra3.2～12.5μm，且投资少，投产快。从20世纪50年代起，英国、日本、美国、前苏联等国家就对陶瓷型铸造方法生产铸造模具进行了广泛而深入的研究，并成功的生产了许多铸造锻模、铸造压铸型等。
1.3 热固性树脂砂型铸造。该方法由前苏联汽车工艺科学研究所开发，由于其制作简单且经济，因此应用范围较广，前苏联80%的铸造锻模都是用该方法生产的。热固树脂砂型与陶瓷型相比，造型周期缩短90%～93%。用该种方法可以获得500kg以内的优质精锻模铸件，无粘砂，易清砂，表面粗糙度好，锻模模腔加工余量为0.3～0.4mm，而陶瓷型浇注的锻模模腔，其加工余量达到1～3mm。此外，热固性树脂砂型浇铸的锻模没有脱碳层。
1.4 消失模铸造。消失模铸造（简称EPC）是一种近无余量、精确成形并且容易实现清洁生产的新工艺，也是一门集塑料、化工、机械、铸造为一体的综合性多学科的铸造新技术系统工程。生产的产品不仅有铝合金产品，如进气歧管、缸体、缸盖等，还有铸铁产品如曲轴、缸盖、变速箱壳体、排气管等。国内外的工厂实践显示出了该工艺独特的优越性。EPC技术被誉为“21世纪的新技术”、“铸造中的绿色工程”。
1.5 涂层转移法精密铸造。涂层转移法精密铸造技术是通过涂层转移，使涂层完全均匀地复制在铸型上，改善铸件表面粗糙度和尺寸精度的铸造方法。该方法与熔模铸造相比，没有蜡模变形引起的尺寸偏差；与陶瓷型铸造相比，尺寸精度高，铸件易清理。该方法在上海交通大学铸造实验室已得到了较为成功的应用，已为上海汽车工业总公司等单位制作了多副模具。
2 精密铸造成型方法的比较
上述几种方法各有其优越性和局限性。例如：熔模铸造可以生产较复杂铸件，但不适用于较大型铸件；陶瓷型铸造对复杂零件的适用性不如其它几种方法；涂层转移法由于涂料和制作工艺的影响，铸件质量不稳定；消失模铸造发气量大，模样强度低，且铸件的力学性能较差。表1是几种精密铸造方法的尺寸精度和表面粗糙度的比较。
3 影响模具精密铸造件尺寸精度的因素
一般情况下，精密铸造件尺寸精度是受铸件结构、铸件材质、制模、制壳、焙烧、浇注等多方因素影响的，其中任何一个环节设置、操作不合理都会使铸件的收缩率产生变化，导致铸件尺寸精度与要求有偏差。以下是可造成精密铸件尺寸精度缺陷的因素：
3.1 铸件结构的影响：a.铸件壁厚，收缩率大，铸件壁薄，收缩率小。b.自由收缩率大，阻碍收缩率小。
3.2 铸件材质的影响：材料中含碳量越高，线收缩率越小，含碳量越低，线收缩率越大。
3.3 制模对铸件线收缩率的影响：a.射蜡温度、射蜡压力、保压时间对熔模尺寸的影响以射蜡温度最明显，其次为射蜡压力，保压时间在保证熔模成型后对熔模最终尺寸的影响很小。b.蜡（模）料的線收缩率约为0.9-1.1%。c.熔模存放时，将进一步产生收缩，其收缩值约为总收缩量的10%，但当存放12小时后，熔模尺寸基本稳定。d.蜡模径向收缩率仅为长度方向收缩率的30-40%，射蜡温度对自由收缩率的影响远远大于对受阻收缩率的影响（最佳射蜡温度为57-59℃，温度越高收缩越大）。
3.4 制壳材料的影响：采用锆英砂、锆英粉、上店砂、上店粉，因其膨胀系数小，仅为4.6×10-6/℃，因此可以忽略不计。
3.5 型壳焙烧的影响：由于型壳的膨胀系数小，当型壳温度为1150℃时，仅为0.053%，因此也可以忽略不计。
3.6 浇铸温度的影响：浇注温度越高，收缩率越大，浇注温度低，收缩率越小，因此浇注温度应适当。
4 模具精密铸造技术的发展目标
近几年，我国模具行业以平均15%以上的速度快速增长，远远高于国家GDP平均增值。其中，精密铸造模具约占各类模具总产值5%，每年增长速度高达25%。尤其是与精密铸造工业密切相关的轿车增长较快，增大了对复杂、精密铸造模具的需求。作为精密铸造工业的重要支撑-铸造模具行业前景广阔。目前，精密铸造技术的发展大致有四个目标：（1）保护环境，减少以至消除污染；（2）提高铸件质量和可靠性，生产优质近终形铸件；（3）降低生产成本；（4）缩短交货期。
为了满足我国经济建设的需要，也为了铸造行业自身的存在与发展，我国的铸造行业应以提高铸件质量和经济效益为中心，面向国内和国际两个市场，加强管理，打好基础，提高企业素质；调整产业结构，合理配置资源，提倡适度规模经营；继续以适用先进的生产工艺和技术装备改造铸造行业，实现清洁化生产，保证可持续发展。
结束语
综上所述，在今后的模具制造工业中，快速原型制造和精密铸造将会取代传统的铸造技术，成为未来压铸工业的主要技术发展趋势。虽然目前我国的模具精密铸造技术已经取得了一定的发展，但是模具的精度和表面粗糙度还依然有很大的完善空间，为此在今后的发展中，还需要相关人员加大研究力度，进一步的提高模具精密铸造技术水平。
参考文献
[1]精密铸造推动工业技术进步[J].特种铸造及有色合金，2012（6）.
[2]张丙文，杨金晓，董学，王建全，郑逢良，连红香.精密铸造在工程机械制造中的应用[J].工程机械，2008（3）.
[3]李邦盛，任明星，傅恒志.微精密铸造工艺研究进展[J].铸造，2007（7）.