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
7 @# K  y. ^/ z' G  V/ L4 L3 v3 n    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
/ c* K+ ~' g- F8 F    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
( n. y, q4 ?0 I2 N0 j$ M    铸造方法选择的原则：
' N4 C! h9 T2 _+ L" c, z! ~5 x    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
, _( J& k! Y; b9 f7 g1 {  q. m7 U     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
4 j* ^* g* V. z" ?    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。
- i0 d8 g6 ?: E4 E% C# j    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。
  @3 O, _/ r) I3 t/ c1 u    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。
    3．造型方法应适合工厂条件
     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 # m8 S  l. B/ S) w; R5 Q! a	铸件材质	铸件重量 & B* N' a1 K1 y- m9 B8 d8 ], S	表面光洁度 6 ^+ J( [3 s* i" g2 V! W	铸件复杂程度 9 G# {' E" s5 D, j1 C	生产成本	适用范围	工艺特点
砂型铸造	各种材质 % Y1 b! l( H& _! U	几十克～很大 / `; S: T  W+ J- ^- [4 s) R	差 6 ?6 C" Q0 F+ ?/ ~6 K5 L8 z	简单	低	最常用的铸造方法 / M7 R: y0 `/ H& J# {: X  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   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
金属型铸造 . `: {3 \) }3 ]- P% |: U	有色合金	几十克～20公斤	好 . ^: V7 ?8 X0 [6 X) Y6 T	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。
熔模铸造 6 j+ B' }3 }" b7 d6 e; D	铸钢及有色合金 $ f6 I7 X2 Q7 F5 t1 K+ G' @8 ?	几克～几公斤	很好	任何复杂程度	批量生产时比完全用机加工生产便宜	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	尺寸精度高、表面光洁，但工序繁多，劳动强度大 4 E) X' o: Q2 M- q9 p9 b9 ?% `+ R+ B
陶瓷型铸造 ! ^; ?8 h+ `4 P# O0 C7 w4 i	铸钢及铸铁 1 X$ c- G1 u# ~( o4 ?& `# k	几公斤～几百公斤 ! n& E% ?! r; ]1 W2 n4 H" G$ B	很好 1 s& ^( V4 X$ ]( z4 N7 [	较复杂	昂贵	模具和精密铸件 3 a; O: @7 s  J6 L	尺寸精度高、表面光洁，但生产率低
石膏型铸造	铝、镁、锌合金	几十克～几十公斤	很好 6 d# g2 E* p2 O	较复杂 * `; n( ?; s" z2 H! b" s	高	单件到小批量
低压铸造 3 F3 o4 q) n# H) q$ u	有色合金 6 X2 }3 @2 K' Y& x" a3 s	几十克～几十公斤	好 : ]8 {/ R: K  }4 A8 V+ T# M, k	复杂（可用砂芯） ' o) m7 J; u% [  }	金属模的制作费用高 . j  E; R/ ?: M6 p0 @	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 ( E: H  H! V& e5 U7 U6 h# _	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 : F7 u: Z8 b8 a1 ^" r" V: m
差压铸造	铝、镁合金 0 Y+ L4 S6 u; T3 p2 w	几克～几十公斤 ) L# u& f3 d9 F# d" Q* D	好 ! l, K8 s. {- f- i& c	复杂（可用砂芯） - J) z2 v9 O/ d, V; I		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 . j% W8 }3 c' a  Y' Q8 h* a
压力铸造 ! t. U% l5 c; b  W8 g: x0 F, B/ s8 q	铝、镁合金	几克～几十公斤 7 N* W) J1 ?8 h& i" a2 n5 h	好	复杂（可用砂芯） . u: `2 s. s$ h" y	金属模的制作费用很高	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 ' }7 [9 D) Z: a	灰铁、球铁	几十公斤～几吨 ; L- L- H0 V1 H	较好 $ n* k( T# b$ i, M) k	一般为圆筒形铸件 , t( s9 X4 l- ]9 T	较低	小批量到大批量的旋转体形铸件、 各种直径的管件 3 }0 [0 Y& r. Z. G1 _	铸件尺寸精度高、表面光洁，组织致密，生产率高 . m3 h2 t# \3 ?$ H$ y# t2 `# U
连续铸造 ( w4 L/ \2 N( k* l7 ^	钢、有色	很大	较差	长形连续铸件 ) m% p" v/ x% g# h	低	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
消失模铸造 # L. j7 W- V2 c% M( K	各种 9 {/ x8 [. V. L5 S3 I( S4 ?	几克～几吨	较好 & U* \! h" q% B1 u( L. V7 h	较复杂	较低 ) [" T6 ?, {+ j# H6 x0 _5 F7 ]7 K	不同批量的较复杂的各种合金铸件	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 ; j. S! O, j0 @# \2 i: R; T; c