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 f6 }' J# m& l% V/ M6 ]) O    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。
     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。
     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
9 Z, g. s7 U; B1 w2 f8 A     2．铸造方法应和生产批量相适应
( v2 W( V8 [" b* L% L! M, Z     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
: H* \: |/ v4 X3 R    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。
    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。
    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。
; D, s( s. p& o* H8 {4 Y    3．造型方法应适合工厂条件
2 ]2 }* T# j# I; w9 R! y! U0 \3 j! }     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。
     4．要兼顾铸件的精度要求和成本
     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 n0 c8 L' J: J0 u	铸件重量 / _7 M6 `  u- h6 i	表面光洁度	铸件复杂程度 3 C$ m$ b4 Z5 w	生产成本 3 r# w% J6 D" z( Y2 z- W	适用范围 # q* Q& v' \! C7 b1 p0 Q$ c	工艺特点
砂型铸造	各种材质 " U/ R5 `# X5 ]	几十克～很大 * f1 j1 a. j% y: [1 A+ r* U! s	差	简单 4 o5 g* Q4 d5 C( D	低 7 ?0 N2 w; P0 v2 b. b- y- V4 o	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 / j+ I( `" c, ]  W* D  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 , K% \0 R0 E0 q机械：尺寸精度和表面质量高，但投资大
金属型铸造	有色合金 . C1 k6 e( A. ]% B	几十克～20公斤	好 ' a& g4 r$ p& c+ t: {7 R2 ^	复杂铸件	金属模的费用较高 $ q9 G5 |8 B2 a6 t" J	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（ , Z/ A! d8 y% e) n; M, ^9 Q% C	铸件精度、表面质量高，组织致密，力学性能好，生产率高。 5 u/ R. `5 c4 d3 b* G. X
熔模铸造 2 r7 V, {' V- h% F	铸钢及有色合金	几克～几公斤	很好	任何复杂程度 2 l- i1 y% i# A3 x7 c# I3 \# M0 x- f	批量生产时比完全用机加工生产便宜 3 e- v/ \3 ?; i3 Y: |0 S: G	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 " D2 ^4 ?. c/ _1 N% @3 I	尺寸精度高、表面光洁，但工序繁多，劳动强度大
陶瓷型铸造	铸钢及铸铁	几公斤～几百公斤 4 @/ r- U) E3 r, X% S' L. l# J	很好	较复杂	昂贵 , @7 y7 G3 n; }	模具和精密铸件 8 N0 E* y, C) u$ s	尺寸精度高、表面光洁，但生产率低
石膏型铸造 5 m; X& i$ Z: k; K+ w0 g/ R) X& A0 E	铝、镁、锌合金	几十克～几十公斤 : l1 b  q7 Z& ]9 M- W2 z$ n	很好 / L* Y" P  s  {1 G' x* q	较复杂	高	单件到小批量 6 r3 ~  ]1 ]2 P. @9 i: ]* O
低压铸造 + C) Z+ O$ S0 z( {	有色合金	几十克～几十公斤	好	复杂（可用砂芯）	金属模的制作费用高 " i, e" i' G; d% }0 Z	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 / o/ N+ H' L+ Z	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 7 j4 e: `: @6 \4 A: f0 X
差压铸造 4 P. n1 i" v1 ]9 Y0 @	铝、镁合金 $ f  t# F" }2 u9 }: d, }& F	几克～几十公斤	好	复杂（可用砂芯）		高性能和形状复杂的有色合金铸件 ( P2 b- E$ X- C8 M# w	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 / i2 y: ^! D5 o4 g9 c. \4 Q- G' a	几克～几十公斤	好 & ]' ?3 z1 _+ Q8 w. V	复杂（可用砂芯） 1 W5 a- ^& f; u9 o9 D	金属模的制作费用很高 7 m  r$ K* O2 t6 D# Z	大量生产的各种有色合金中小型铸件、薄壁铸件、耐压铸件	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 # v. L/ R9 K% d$ `8 u9 x	灰铁、球铁 3 v4 c# ~/ {2 }	几十公斤～几吨	较好 4 S" r. j2 @0 t8 ^	一般为圆筒形铸件 . Q; a& ~7 j1 P% Y	较低	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
连续铸造	钢、有色	很大 - t! Q8 n% I, F7 j" T  L+ x) b	较差 , h' ?$ k: b" Z+ `$ h: ^% l1 w# \	长形连续铸件	低	固定截面的长形铸件，如钢锭、钢管等 ! ]# S3 R$ P4 K6 O& W" z	组织致密，力学性能好，生产率高
消失模铸造	各种	几克～几吨 1 s  X, V" d; ?9 }# l, d( z7 Y	较好	较复杂	较低 6 J/ a3 A# |( R3 R	不同批量的较复杂的各种合金铸件 ( c1 p$ f! @" y3 Q	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