铸造的方法 Revised as of 23 November 2020铸造的方法1. 铸造技术的方法选择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。

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：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。

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。

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。

按工艺方法砂型铸造特种铸造砂型铸造☆砂型铸造的特点:（1）生产周期短，产品成本低；（2）产品批量、大小不受限制；（3）劳动强度大，劳动条件较差；（4）铸件质量不稳定，易产生缺陷。

1.常用的砂型常用砂型的主要特点和适用范围2.常用的造型方法按使用的工具不同，分为手工造型和机器造型。

（1）手工造型：指全部用手工或手动工具完成的造型工序。

1）特点：操作灵活，适应性强，成本低，生产准备时间短，铸件质量差，劳动强度大，生产率低。

2）应用：单件、小批量生产，各种大、小型铸件。

3）手工造型分类①按砂箱特征分两箱造型适用各种批量、大小铸件三箱造型用于有两个分型面的单件、小批量生产脱箱造型用于小型铸件地坑造型用于生产批量小的大中型铸件②按模型特征分整模造型用于铸件最大截面靠一端且为平面的铸件，不会错箱挖砂造型用于分型面是曲面的单件、小批量生产的铸件假箱造型用于成批生产需要挖砂的铸件活块造型用于单件、小批量生产带有凸出部分、难以起模的铸件刮板造型用于有等截面或回转体的大、中型铸件，单件、小批生产（2）机器造型指用机器完成全部或至少完成紧砂操作的造型工序。

1）特点：①提高了生产率，铸件尺寸精度较高；②节约金属，降低成本；③改善了劳动条件；④设备投资较大。

2）应用：成批、大量生产各类铸件。

3）机器造型方法①震压造型：先震击紧实，再用较低的比压（－）压实。

紧实效果好，噪音大，生产率不够高。

②微震压实造型：对型砂压实的同时进行微震。

紧实度高、均匀，生产率高，噪音仍较大。

③高压造型：用较高的比压（－）紧实型砂。

紧实度高，噪音小，灰尘少，生产率高，但设备造价高。

④抛砂造型：利用离心力抛出型砂，完成填砂和紧实。

紧实度均匀，噪音小；但生产率低。

⑥先进的造型方法●负压造型（真空密封造型）采用无水无粘结剂的型砂，用高弹性的塑料薄膜将砂箱密封后抽成真空，利用抽真空后形成的压差使型砂紧实、成型，并在负压状态下起模、下芯、合型浇注，冷凝后恢复常压，砂子即自行溃散，则可取出铸件。

●气冲造型：通过特殊的快开阀将低压空气迅速引入填满型砂的砂箱上部，使型砂获得冲击紧实。

砂型紧实度高、透气性好、铸件精度高、表面光洁、噪声低、粉尘少、生产率高。

特种铸造概述：一.特种铸造：是指与砂型铸造有显着区别的一些铸造方法。

例如：熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造、低压铸造、陶瓷型铸造、壳型铸造和连续铸造等。

二.特点：（1）不用砂或少用砂，改善了劳动条件，减轻了劳动强度。

（2）铸件精度较高、性能较好。

（3）生产率高，工艺简单。

（4）成本高，生产周期长，在工艺上和应用上各有一定的局限性。

1.金属型铸造（1）金属型铸造:将金属液浇入金属铸型获得铸件的方法。

（2）特点:1）铸件力学性能比砂型铸件高。

2）铸件精度和表面质量好。

3）可节约金属，生产率较高。

4）不用砂或少用砂，改善了劳动条件。

5）铸件成本高，易产生浇不足、开裂等缺陷。

6）铸造工艺要求严格。

（3）应用：主要用于有色金属件的大批量生产。

例如：铝活塞、汽缸体等。

（4）金属型的结构:1）整体型； 2）水平分型；3）垂直分型；4）综合分型。

（5）工艺特点：1）金属型要预热 2）喷刷涂料 3）及时开型取件2.压力铸造（1）压力铸造：指熔融金属在高压下快速压入型腔，并在压力下结晶，获得铸件的方法。

（2）应用：主要用于大量生产非铁合金中、小型铸件。

（铝合金、锌合金等）例如：汽缸体、化油器、离合器等。

（3）压力铸造的特点1）铸件尺寸精度高，表面质量好；2）铸件力学性能好；3）可压铸形状复杂的薄壁铸件；4）可嵌铸其它材料，节省贵重材料；5）生产率高，易于实现机械化和自动化；6）铸件料质受限制；7）设备投资大，不宜小批量生产；8）压铸件不能进行大余量的机械加工和热处理。

（压铸件易产生小气孔）（4）压力铸造的工艺过程闭合压型→压入金属液→打开压型、抽芯、顶出铸件3.低压铸造（1）低压铸造：将合金液在压力下由铸型底部注入型腔，并在压力（60－150kPa）下结晶，获得铸件的方法。

（2）应用：铝、镁合金中、小型件的成批大量生产。

例如：汽缸体、缸盖、活塞等。

（3）低压铸造的特点1）充型压力和速度便于控制；2）铸件组织致密，力学性能高；3）铸件形状可较复杂，精度较高；4）金属利用率高，一般在90%以上；5）但升液管寿命较短，生产率低于压力铸造。

（4）低压铸造的工艺过程铸型准备→加压充型→放气卸压→开箱落砂4.离心铸造（1）离心铸造：将金属液浇入高速旋转的铸型中，在离心力的作用下凝固成铸件的方法。

（2）应用：主要用于大批量生产空心回转体铸件。

例如：铸铁管、汽缸套、铜套等。

（3）离心铸造的特点1）简化了套筒、管类铸件的生产过程；2）离心铸件力学性能高，缺陷较少；3）可生产流动性较差的薄壁及双金属铸件；4）铸件的形状和尺寸受限制；5）内表面粗糙，易产生偏析；6）设备投资大，不宜单件、小批量生产。

5.熔模铸造（1）熔模铸造：即用易熔材料制成模样，用造型材料将其包覆，制成型壳，熔出模样，经高温焙烧，浇注获得铸件的方法。

（2）熔模铸造的特点1）铸件精度和表面质量较高。

2）可以铸造形状复杂的薄壁铸件。

3）生产批量不受限制。

4）原材料价格贵，铸件成本高。

5）工艺过程繁杂，生产周期长。

6）铸件尺寸不能太大，质量一般小于25Kg。

（3）应用：各种铸造合金，特别适于高熔点、难加工合金的小型铸件的成批、大量生产。

（4）熔模铸造的工艺过程制造母模→制造压型→压制蜡模→组成蜡模组→结壳→脱模→焙烧→浇注→铸件清理各种铸造方法都有其优点和不足,各适用于一定范围,选择铸造方法时,要根据铸件精度、生产批量、材质、结构、铸造方法的基本特点及现场条件等综合分析来确定。

常见的铸造方法的特点和适用范围。