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
  B& F4 h: e2 E* A& z: N    铸造方法选择的原则：
3 ^# ^  `, {" B$ L    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。
2 {5 ?, c1 ?* P* u  x2 q. ?! v     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
     2．铸造方法应和生产批量相适应
( C! c# p4 T4 @. c8 ~' H: X     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
8 u, n$ D0 Q) e* d    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。
- D0 C. m$ {8 d" z9 p  A$ k% I    3．造型方法应适合工厂条件
5 ?' e* a9 X  r" V/ D$ a     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	铸件重量	表面光洁度	铸件复杂程度 / L# ^. [  s( O1 C+ t	生产成本 , |+ }% ?6 L$ a* e	适用范围	工艺特点
砂型铸造	各种材质 * n! @2 O8 G# h- [* P/ ^% T8 b	几十克～很大 # \/ W8 w$ a. ~7 D. x	差	简单	低 ; j( f- k- t! b1 R6 H$ v. ^	最常用的铸造方法 4 T. g0 y. c; h* X$ H( M  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 8 ]; U2 b# x; k" s# I  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 # D2 c& {9 B3 I( C: t: Q& \
金属型铸造	有色合金	几十克～20公斤 * d, ?, m4 R. _! \$ {& r	好	复杂铸件	金属模的费用较高 ) q/ h  [3 a) z# A	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。 4 h3 ?( V  X  i" D
熔模铸造 : z# @( z" T& D2 I1 `	铸钢及有色合金	几克～几公斤 2 I  ?2 y5 c0 W% E8 c	很好	任何复杂程度 3 t; j7 t$ ?$ {3 _# x	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 5 D& I" P) y5 s" V: v$ p7 Z
陶瓷型铸造	铸钢及铸铁   S! C; L1 {9 ]5 T	几公斤～几百公斤	很好	较复杂	昂贵	模具和精密铸件	尺寸精度高、表面光洁，但生产率低 2 d" h" a1 [! m6 g, o3 t, O/ ]
石膏型铸造 ; x" a# C* M/ M: P, M0 k	铝、镁、锌合金 ) l0 u- M  o0 B% o, u/ d	几十克～几十公斤 - w+ w+ p( U; {$ q# a	很好	较复杂 ! Y  k, M( d; Q2 R# o	高	单件到小批量 9 v6 \1 M0 i6 P+ |$ x# v  F9 }: _
低压铸造 2 U$ H+ u4 _. X	有色合金	几十克～几十公斤	好 7 U: _- z8 Y0 C8 C: N	复杂（可用砂芯）	金属模的制作费用高 . K: ~1 k# Z6 K- c6 t* ?	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	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 / v3 R+ D9 {8 U' r
差压铸造 0 V, z5 G6 d% Q/ R8 Q5 t. G& b	铝、镁合金	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 8 K4 n5 G; t: u: N1 _; s7 G	压力可控，铸件成型好，组织致密，力学性能好，但生产效率低 4 Y/ X3 s8 r4 R& n
压力铸造 5 ^3 k. L) B/ B7 s	铝、镁合金 & [+ E" T- C+ n6 L; C# z; N; y) y	几克～几十公斤 8 b# x, Q4 f9 v# l	好   E# T) N7 M) {+ T: N	复杂（可用砂芯）	金属模的制作费用很高 & {/ C2 L# [9 w+ Y0 T* l2 V3 Q* h	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	灰铁、球铁	几十公斤～几吨 ! c, H3 K7 J" F	较好	一般为圆筒形铸件 ; b* a$ @& {0 e- Z	较低	小批量到大批量的旋转体形铸件、 各种直径的管件 ; c! [! e; F/ C- J	铸件尺寸精度高、表面光洁，组织致密，生产率高
连续铸造 ; t' G6 W2 j6 l( @. K7 s% y# X	钢、有色	很大 5 i; B5 ?1 `8 _8 U	较差 + z8 ]  B9 a+ w: B$ N3 Q, }4 d8 ]	长形连续铸件 0 b! l; O' l5 Z8 c; |8 g4 k5 V	低 8 O2 n1 T* M1 V	固定截面的长形铸件，如钢锭、钢管等 , T" {+ g# N% Q: m( b3 i	组织致密，力学性能好，生产率高 , E. ?: O  K. u6 b2 r- O* n
消失模铸造	各种 7 l7 H$ C1 ~* l	几克～几吨	较好	较复杂	较低 , K$ K" `" U% [% S5 ^	不同批量的较复杂的各种合金铸件 2 S7 |  H4 ^% a	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 0 s; O, H- ^( D: F: `$ H- u! u