铸造技术的工艺选择

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铸造是将通过熔炼的金属液体浇注入铸型内，经冷却凝固获得所需形状和性能的零件的制作过程。铸造是常用的制造方法，优点是：制造成本低，工艺灵活性大，可以获得复杂形状和大型的铸件，在机械制造中占有很大的比重，如机床占60～80%，汽车占25%拖拉机占50～60%。铸件的质量直接影响着产品的质量，因此，铸造在机械制造业中占有重要的地位。中国热加工网——铸造、锻压、焊接、热处理、工业炉、检测仪器
    铸造是一种古老的制造方法，在我国可以追溯到6000年前。随着工业技术的发展，铸造技术的发展也很迅速，特别是19世纪末和20世纪上半叶，出现了很多的新的铸造方法，如低压铸造、陶瓷铸造、连续铸造等，在20世纪下半叶得到完善和实用化。由于现今对铸造质量、铸造精度、铸造成本和铸造自动化等要求的提高，铸造技术向着精密化、大型化、高质量、自动化和清洁化的方向发展，例如我国这几年在精密铸造技术、连续铸造技术、特种铸造技术、铸造自动化和铸造成型模拟技术等方面发展迅速。中国热加工网——铸造、锻压、焊接、热处理、工业炉、检测仪器
    铸造主要工艺过程包括：金属熔炼、模型制造、浇注凝固和脱模清理等。铸造用的主要材料是铸钢、铸铁、铸造有色合金(铜、铝、锌、铅等)等。铸造方法常用的是砂型铸造，其次是特种铸造方法，如：金属型铸造、熔模铸造、石膏型铸造......等。而砂型铸造又可以分为粘土砂型、有机粘结剂砂型、树脂自硬砂型、消失模等等,如下图：中国热加工网——铸造、锻压、焊接、热处理、工业炉、检测仪器http://www.mapeng.net/Files/UpLoadfiles/20100410liu/casting.files/image001.gif
    铸造方法选择的原则：
0 d: S+ Y4 i( k; }( j    1．优先采用砂型铸造
    据统计，我国或是国际上，在全部铸件产量中，60～70％的铸件是用砂型生产的，而且其中70％左右是用粘土砂型生产的。主要原因是砂型铸造较之其它铸造方法成本低、生产工艺简单、生产周期短。所以象汽车的发动机气缸体、气缸盖、曲轴等铸件都是用粘土湿型砂工艺生产的。当湿型不能满足要求时再考虑使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。粘土湿型砂铸造的铸件重量可从几公斤直到几十公斤，而粘土干型生产的铸件可重达几十吨。
3 Z8 @2 Y* q& {) i% H, |' I     一般来讲，对于中、大型铸件，铸铁件可以用树脂自硬砂型、铸钢件可以用水玻璃砂型来生产，可以获得尺寸精确、表面光洁的铸件，但成本较高。
5 ]* D, H2 N" C     当然，砂型铸造生产的铸件精度、表面光洁度、材质的密度和金相组织、机械性能等方面往往较差，所以当铸件的这些性能要求更高时，应该采用其它铸造方法，例如熔模（失腊）铸造、压铸、低压铸造等等。中国热加工网——铸造、锻压、焊接、热处理、工业炉、检测仪器
! Z! p7 U9 i4 U( \* ~$ e     2．铸造方法应和生产批量相适应
     例如砂型铸造，大量生产的工厂应创造条件采用技术先进的造型、造芯方法。老式的震击式或震压式造型机生产线生产率不够高，工人劳动强度大，噪声大，不适应大量生产的要求，应逐步加以改造。对于小型铸件，可以采用水平分型或垂直分型的无箱高压造型机生产线、实型造型生产效率又高，占地面积也少；对于中件可选用各种有箱高压造型机生产线、气冲造型线，以适应快速、高精度造型生产线的要求，造芯方法可选用：冷芯盒、热芯盒、壳芯等高效制芯方法。中国热加工网——铸造、锻压、焊接、热处理、工业炉、检测仪器
6 P3 ~" V( J* _: W8 F4 [  V    中等批量的大型铸件可以考虑应用树脂自硬砂造型和造芯。
! a' Z( I& s* \, f6 t8 c. k    单件小批生产的重型铸件，手工造型仍是重要的方法，手工造型能适应各种复杂的要求比较灵活，不要求很多工艺装备。可以应用水玻璃砂型、VRH法水玻璃砂型、有机酯水玻璃自硬砂型、粘土干型、树脂自硬砂型及水泥砂型等；对于单件生产的重型铸件，采用地坑造型法成本低，投产快。批量生产或长期生产的定型产品采用多箱造型、劈箱造型法比较适宜，虽然模具、砂箱等开始投资高，但可从节约造型工时、提高产品质量方面得到补偿。
1 l2 R7 S7 \% u# e$ F7 w- v3 F: ~    低压铸造、压铸、离心铸造等铸造方法，因设备和模具的价格昂贵，所以只适合批量生产。
9 p5 @: S% O6 \: D( z; A# f    3．造型方法应适合工厂条件
9 @# j* a- x/ i- H2 e     例如同样是生产大型机床床身等铸件，一般采用组芯造型法，不制作模样和砂箱，在地坑中组芯；而另外的工厂则采用砂箱造型法，制作模样。不同的企业生产条件（包括设备、场地、员工素质等）、生产习惯、所积累的经验各不一样，应该根据这些条件考虑适合做什么产品和不适合（或不能）做什么产品。
3 V# T$ [$ L: k$ I     4．要兼顾铸件的精度要求和成本
! b+ Y- Z0 U; V" }, y$ j" f1 l$ s     各种铸造方法所获得的铸件精度不同，初投资和生产率也不一致，最终的经济效益也有差异。因此，要做到多、快、好、省，就应当兼顾到各个方面。应对所选用的铸造方法进行初步的成本估算，以确定经济效益高又能保证铸件要求的铸造方法。
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铸造方法	铸件材质 9 z. k6 [$ [+ v" v- L8 P	铸件重量 * `, O" S, N- b	表面光洁度	铸件复杂程度	生产成本 7 d0 M4 ~  q& W7 b% w9 ~! n1 x' C	适用范围 , {6 n( W8 z+ _8 A) W	工艺特点
砂型铸造 / u! F3 @! H% ^) P  g/ @	各种材质 0 q0 k& D( ?% |, ?2 a	几十克～很大 9 T4 r8 _! M  l+ l8 r- J4 U	差 7 j) j7 s7 R; _	简单 6 i8 q6 y( e# N$ ?: ^$ s' z	低	最常用的铸造方法   手工造型:单件、小批量和难以使用造型机的形状复杂的大型铸件 , W9 b9 K6 a/ j) ^' _, N9 Q  机械造型：适用于批量生产的中、小铸件	手工：灵活、易行，但效率低，劳动强度大，尺寸精度和表面质量低 机械：尺寸精度和表面质量高，但投资大 ; K, Z# t# c! f$ J. u1 g
金属型铸造	有色合金	几十克～20公斤   ^' [1 p' B2 _- Q5 i! s1 n	好 # M1 s; f9 w7 B# g) C	复杂铸件	金属模的费用较高	小批量或大批量生产的非铁合金铸件，也用于生产钢铁铸件（	铸件精度、表面质量高，组织致密，力学性能好，生产率高。 6 s# q9 g  t9 r' c! k
熔模铸造	铸钢及有色合金 % E. s* Q8 _: h1 d. s* {- [4 q	几克～几公斤	很好 ( ], R7 ~, |) `3 i* Q9 q	任何复杂程度 9 L6 z: H" z/ ^8 K/ U; q' _% V	批量生产时比完全用机加工生产便宜   m0 Z9 [0 P, u) k	各种批量的铸钢及高熔点合金的小型复杂精密铸件，特别适合铸造艺术品、精密机械零件 / w* b, C$ v3 ~. D	尺寸精度高、表面光洁，但工序繁多，劳动强度大
陶瓷型铸造 8 `+ G- u" P3 B% i	铸钢及铸铁	几公斤～几百公斤	很好	较复杂	昂贵 . {% I5 t( K0 E2 z5 d7 B) i	模具和精密铸件 & p5 R! B4 H8 B+ T) |	尺寸精度高、表面光洁，但生产率低
石膏型铸造	铝、镁、锌合金 . ~8 B' u) g# a7 L	几十克～几十公斤	很好	较复杂 ( [  z2 C6 u2 r" T	高	单件到小批量 - Z& R  C5 p2 _0 k( ]
低压铸造 / X6 I# M1 b  [* {3 W5 o5 ^& f. J	有色合金 ! [) f0 T0 q6 j6 J, N4 C3 E	几十克～几十公斤	好 5 c! B9 {" i) N	复杂（可用砂芯） ' n) u* q, v( w7 _) j	金属模的制作费用高	小批量，最好是大批量的大、中型有色合金铸件， 可生产薄壁铸件 5 [2 w0 `. S' p# v6 j	铸件组织致密，工艺出品率高，设备较简单，可采用各种铸型，但生产效率低 4 \# ~, W7 o0 k4 s8 }
差压铸造	铝、镁合金 9 h9 J$ m% P( V7 b0 T; v* a	几克～几十公斤 6 B/ v3 U( {- v% d) \0 y0 `" C: \. x3 k. X	好 5 o! I# Y" A. d) M6 t# `	复杂（可用砂芯）		高性能和形状复杂的有色合金铸件	压力可控，铸件成型好，组织致密，力学性能好，但生产效率低
压力铸造	铝、镁合金 , x1 s  _9 y4 @	几克～几十公斤	好	复杂（可用砂芯） ) H( ^, D& ?+ w, T# L' J; D	金属模的制作费用很高 " a" u: _. i( q2 e	大量生产的各种有色合金中小型铸件、薄壁铸件、耐压铸件 - z1 e, }& n/ r" G  ]	铸件尺寸精度高、表面光洁，组织致密，生产率高，成本低。但压铸机和铸型成本高
离心铸造	灰铁、球铁	几十公斤～几吨	较好 & G% r7 q5 v0 N2 q	一般为圆筒形铸件 / F2 `3 k% l: [/ E3 J0 G! L	较低 ( }, L4 t* ?/ X- Z	小批量到大批量的旋转体形铸件、 各种直径的管件	铸件尺寸精度高、表面光洁，组织致密，生产率高 , ]. v* D7 n2 }& f" T% {
连续铸造 / s- s) G$ W" a, k8 _* h	钢、有色	很大	较差	长形连续铸件	低 ' o3 ^, {& }1 `- m	固定截面的长形铸件，如钢锭、钢管等	组织致密，力学性能好，生产率高 9 h' H' u* b* ^2 z4 q' k) r/ [
消失模铸造	各种	几克～几吨	较好 3 j9 h2 B$ _5 l- B- }" D	较复杂 * Y) E2 V; r2 B# J	较低 3 w- A0 n3 O/ O( P! z; S# U	不同批量的较复杂的各种合金铸件 8 \+ u/ e8 v& _	铸件尺寸精度较高，铸件设计自由度大，工艺简单，但模样燃烧影响环境