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。
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 ( v7 D* H# M. E& f1 h- r" o- `; `2 z
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： + W0 N0 T: D# W4 J# }
, _1 X: f$ P5 v
铸造方法选择的原则：
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。
$ b, U' U1 q. m' J2．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。 ! z: a9 V' {6 {' ]
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。
- F9 V2 R( V" l! l3 d4．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。
铸造方法的特点和适用范围见下表： - f: i/ _8 V1 a" W3 k) ^/ Z$ K
( h. D9 ]4 h- Q9 u
+ M5 v/ c: l) q" H0 Z3 m, N6 j5 G) e6 d
| 铸造方法 | - D0 y2 z: \) w
铸件材质 | ! p7 m) F \# i1 q- v* Q
铸件重量 | 4 g5 [: |0 k( ^7 [) ~" h
表面光洁度 | , A, O* s! p) E
铸件复杂程度 | * G" }1 b! K; s* u* O- N8 j
生产成本 | , U% e" p& Q5 ~0 v& k
适用范围 | , }$ ?6 T" p' B+ P
工艺特点 |
- T% z! v- o( | E, d0 d7 }
+ q1 T0 k: n" ]5 u2 Z8 r& M| 砂型铸造 |
8 v! d$ ]' g% c
5 P9 C6 k0 M/ Q) X7 U! x" ]/ |& L 各种材质 |
6 ^' @% b! S. N% A几十克～很大 | : i4 v! z9 s2 r- d" ~0 e. O3 D
差 | 1 `: t5 `# E6 X" [
简单 | + V+ i0 ] q/ z) E3 Z C# R
低 | / R: u: q8 P" i! S: U
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
机械造型：适用于批量生产的中、小铸件 | 5 K7 {4 Z, F; K ~/ q- ^# t
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 |
& ]4 x# n* G/ u
# I4 k: X" k4 z& D- j| 金属型铸造 |
$ W7 g/ \+ n H, Z/ O0 f" ?1 Z
) M% J6 g, X6 W 有色合金 |
7 I( i5 @+ l2 [( o. P几十克～20公斤 |
* d ?5 Y$ s8 v6 C1 N好 |
9 W8 }' [4 R; ^8 R% \复杂铸件 |
g; x" ]5 J" m! C- m. t: p( P* _" s金属模的费用较高 |
) j; J8 J) C7 t* o; D7 k$ _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。 . O) }: T7 [, c. j1 E
| 铸件精度、表面质量高，组织致密，力学性能好，生产率高。 |
( k$ F0 f5 v; S# M) q3 J
' y6 h- L D1 |$ l2 t/ U| 熔模铸造 | 2 r1 M1 [: V; z! ?9 S
0 Q# R' [! e( w 铸钢及有色合金 |
5 ^ U- Y: e5 z$ {1 D8 @几克～几公斤 |
4 i( O& k1 q+ k很好 | r( F6 |) G3 g6 j' [' H. m
任何复杂程度 | 0 P+ I7 G, M6 g" p# ?
批量生产时比完全用机加工生产便宜 |
6 [% V8 X% F$ ]( e0 T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 | ' _* t) Y; R, b3 s
尺寸精度高、表面光洁，但工序繁多，劳动强度大 | & v+ A1 p3 v8 P! C7 g8 m6 a& i
# _% ]! r4 F% [* J e8 C| 陶瓷型铸造 | , W: p3 J4 I% j/ Z' s. _) _8 ~
铸钢及铸铁 | ( n; k8 h% {- R7 b
几公斤～几百公斤 | 1 C8 z4 }: E% A9 j0 C- E; P
很好 | 1 [2 a2 s; [# N. S* j
较复杂 |
* H8 d! J8 u) @- k& P昂贵 |
; k2 S/ n) d1 Y5 h: _: c% J模具和精密铸件 | - W" `: o3 T p+ \. G; V' B
尺寸精度高、表面光洁，但生产率低 | ( _4 c! Q7 `" L/ r+ p% n! O2 z
/ m% ]' H* X, A7 `) T; g
| 石膏型铸造 | , K! y, _7 N5 n& j
9 [' }; a0 m) r( R; I; Q 铝、镁、锌合金 |
* @9 u: M3 x- L$ M& ^2 d. T, P/ r" P几十克～几十公斤 | ! \1 ?& u+ S6 H( d* W
很好 | ) r6 W9 }; m$ o. {" W
较复杂 | # X7 D2 [6 b/ e9 S4 z. z" L" R8 G8 L
高 | : b, n# Q" H# ~3 t8 `9 g+ @; }
单件到小批量 |
- E" X+ V3 l- z- N! G$ { |
4 {& V$ ^1 m% {% ~, D8 l
- t3 \8 R# c! R1 W2 ?7 a* L& k| 低压铸造 | 1 u! b! R. n: M& i& c
有色合金 |
3 ~ Y$ H4 p$ L0 J; M/ W几十克～几十公斤 | # s8 r5 W) ~! e, s! g6 U9 ~4 q+ g
好 |
, E5 [- f$ G. Z3 g6 O7 B! z* M7 \复杂（可用砂芯） | + S( Q$ F" M) G( @
金属模的制作费用高 |
( s/ p- ?4 G, x+ `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 |
. s, m' [6 w& d+ Y9 X8 L% a, ~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 | + q+ F. _5 S8 X6 N6 I! d# e/ N
# w$ c% F7 c& I/ d6 e* Q
| 差压铸造 | 9 o5 Z: u% F# K( N! V7 ]( s0 H, A
铝、镁合金 |
2 o: k6 @7 q1 p6 K* C/ P% B) i1 C几克～几十公斤 |
& J# k, U) M& G& s) K好 |
' ] [; W' ^" v5 i# {: W4 I复杂（可用砂芯） | " F5 q2 Z+ e! A b6 m! d% D
|
X8 J0 [* x$ g+ t4 ^高性能和形状复杂的有色合金铸件 |
, H' k0 l1 p( C压力可控，铸件成型好，组织致密，力学性能好，但生产效率低 |
7 S3 w0 K5 O1 G1 e5 x2 ?# \6 R) _/ W! J* L+ H
| 压力铸造 | 8 ?7 {1 e7 L$ K5 O1 @
铝、镁合金 | 5 a7 U- N1 I8 L
几克～几十公斤 |
$ \. `! L" R. N; q: U好 |
& x' w" E& u0 n( c& D/ `" Y复杂（可用砂芯） | & A. ^' a2 ~9 h: A' o" |$ x
金属模的制作费用很高 | 9 |9 f( E: r7 {% U" f% V0 j
大量生产的各种有色合金中小型铸件、薄壁铸件、耐压铸件 | ' Y1 {6 a% ^5 w: T% Y0 m/ o/ m
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 |
2 ^! r4 [+ m3 }* M0 v( H9 z& w
/ Y( A; A- _5 W$ p| 离心铸造 |
% N4 u; ~3 F: {& H5 g灰铁、球铁 |
" k+ \" U2 N$ k' |; |, h5 {/ {9 z* [几十公斤～几吨 |
& F; J, P& K0 M# z较好 | ! t4 g9 e. ~4 G3 y
一般为圆筒形铸件 | ' P8 Y1 j) S# A$ F5 g
较低 | 9 }( z+ f7 M) C# I7 N: }
小批量到大批量的旋转体形铸件、 各种直径的管件 | ' X R% i( ?3 \. [2 ]4 Z( D
铸件尺寸精度高、表面光洁，组织致密，生产率高 |
9 W5 `" `) Y) b/ m+ X
; j G+ z, ]# l1 t6 m0 J| 连续铸造 |
; q; v- H+ [. Q0 R7 K( R钢、有色 | " m8 r; M4 P/ A7 A* C
很大 |
! u0 h/ K/ j- c6 m较差 | 1 a ], S% G, S% [9 r. s/ [' E. H
长形连续铸件 | ! o8 H a; A: w5 i9 b' J
低 | / B" `* l3 s* |, S
固定截面的长形铸件，如钢锭、钢管等 | 8 u2 [& r. g: J4 d9 v7 P
组织致密，力学性能好，生产率高 | * l- Q- ^8 H" G7 k; U( ~$ @
& A% z4 L2 J5 y7 z! q' }/ o| 消失模铸造 | , A9 w# o3 F' d# i7 v: \* s
各种 |
$ P; N9 g- l8 h: T& l6 r几克～几吨 | $ `/ J+ }6 j4 Q
较好 | 4 U7 i& P( C: J# g* P' q
较复杂 | 7 c( V0 H# ]9 P% }5 @3 L' C5 r0 N
较低 |
+ o. r5 W4 F4 A+ b不同批量的较复杂的各种合金铸件 | 7 h6 z4 ?9 X3 F4 `9 y
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 | |
发表于 2006-9-30 17:16:47
