了解一下多種鑄造類型

今天分享一份鑄造工藝干貨，了解一下多種鑄造類型。

什么是鑄造？

液態(tài)金屬澆注到與零件形狀、尺寸相適應(yīng)的鑄型型腔中，待其冷卻凝固，以獲得毛坯或零件的生產(chǎn)方法，通常稱為金屬液態(tài)成形或鑄造。

鑄造的工藝流程：液體金屬→充型→凝固收縮→鑄件

鑄造的工藝特點(diǎn)：

1、可生產(chǎn)形狀任意復(fù)雜的制件，特別是內(nèi)腔形狀復(fù)雜的制件。

2、適應(yīng)性強(qiáng)，合金種類不受限制，鑄件大小幾乎不受限制。

3、材料來(lái)源廣，廢品可重熔，設(shè)備投資低。

4、廢品率高、表面質(zhì)量較低、勞動(dòng)條件差。

鑄造的分類：

（1）砂型鑄造（sand casting）

砂型鑄造：在砂型中生產(chǎn)鑄件的鑄造方法。鋼、鐵和大多數(shù)有色合金鑄件都可用砂型鑄造方法獲得。

工藝流程：

砂型鑄造工藝流程

技術(shù)特點(diǎn)：

1、適合于制成形狀復(fù)雜，特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔的毛坯；

2、適應(yīng)性廣，成本低；

3、對(duì)于某些塑性很差的材料，如鑄鐵等，砂型鑄造是制造其零件或，毛坯的唯一的成形工藝。

應(yīng)用：汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體、氣缸蓋、曲軸等鑄件

（2）熔模鑄造（investmentcasting）

熔模鑄造：通常是指在易熔材料制成模樣，在模樣表面包覆若干層耐火材料制成型殼，再將模樣熔化排出型殼，從而獲得無(wú)分型面的鑄型，經(jīng)高溫焙燒后即可填砂澆注的鑄造方案。常稱為“失蠟鑄造”。

工藝流程：

熔模鑄造工藝流程

優(yōu)點(diǎn)：

1、尺寸精度和幾何精度高；

2、表面粗糙度高；

3、能夠鑄造外型復(fù)雜的鑄件，且鑄造的合金不受限制。

缺點(diǎn)：工序繁雜，費(fèi)用較高

應(yīng)用：適用于生產(chǎn)形狀復(fù)雜、精度要求高、或很難進(jìn)行其它加工的小型零件，如渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片等。

（3）壓力鑄造（die casting）

壓鑄：是利用高壓將金屬液高速壓入一精密金屬模具型腔內(nèi)，金屬液在壓力作用下冷卻凝固而形成鑄件。

工藝流程：

優(yōu)點(diǎn)：

1、壓鑄時(shí)金屬液體承受壓力高，流速快

2、產(chǎn)品質(zhì)量好，尺寸穩(wěn)定，互換性好；

3、生產(chǎn)效率高，壓鑄模使用次數(shù)多；

4、適合大批大量生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)效益好。

缺點(diǎn)：

1、鑄件容易產(chǎn)生細(xì)小的氣孔和縮松。

2、壓鑄件塑性低，不宜在沖擊載荷及有震動(dòng)的情況下工作；

3、高熔點(diǎn)合金壓鑄時(shí)，鑄型壽命低，影響壓鑄生產(chǎn)的擴(kuò)大。

應(yīng)用：壓鑄件最先應(yīng)用在汽車(chē)工業(yè)和儀表工業(yè)，后來(lái)逐步擴(kuò)大到各個(gè)行業(yè)，如農(nóng)業(yè)機(jī)械、機(jī)床工業(yè)、電子工業(yè)、國(guó)防工業(yè)、計(jì)算機(jī)、醫(yī)療器械、鐘表、照相機(jī)和日用五金等多個(gè)行業(yè)。

（4）低壓鑄造（low pressure casting）

低壓鑄造：是指使液體金屬在較低壓力（0.02～0.06MPa）作用下充填鑄型，并在壓力下結(jié)晶以形成鑄件的方法。

工藝流程：

技術(shù)特點(diǎn)：

1、澆注時(shí)的壓力和速度可以調(diào)節(jié)，故可適用于各種不同鑄型（如金屬型、砂型等），鑄造各種合金及各種大小的鑄件；

2、采用底注式充型，金屬液充型平穩(wěn)，無(wú)飛濺現(xiàn)象，可避免卷入氣體及對(duì)型壁和型芯的沖刷，提高了鑄件的合格率；

3、鑄件在壓力下結(jié)晶，鑄件組織致密、輪廓清晰、表面光潔，力學(xué)性能較高，對(duì)于大薄壁件的鑄造尤為有利；

4、省去補(bǔ)縮冒口，金屬利用率提高到90%～98%；

5、勞動(dòng)強(qiáng)度低，勞動(dòng)條件好，設(shè)備簡(jiǎn)易，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。

應(yīng)用：以傳統(tǒng)產(chǎn)品為主（氣缸頭、輪轂、氣缸架等）。

（5）離心鑄造（centrifugal casting）

離心鑄造：是將金屬液澆入旋轉(zhuǎn)的鑄型中，在離心力作用下填充鑄型而凝固成形的一種鑄造方法。

工藝流程：

優(yōu)點(diǎn)：

1、幾乎不存在澆注系統(tǒng)和冒口系統(tǒng)的金屬消耗，提高工藝出品率；

2、生產(chǎn)中空鑄件時(shí)可不用型芯，故在生產(chǎn)長(zhǎng)管形鑄件時(shí)可大幅度地改善金屬充型能力；

3、鑄件致密度高，氣孔、夾渣等缺陷少，力學(xué)性能高；

4、便于制造筒、套類復(fù)合金屬鑄件。

缺點(diǎn)：

1、用于生產(chǎn)異形鑄件時(shí)有一定的局限性；

2、鑄件內(nèi)孔直徑不準(zhǔn)確，內(nèi)孔表面比較粗糙，質(zhì)量較差，加工余量大；

3、鑄件易產(chǎn)生比重偏析。

應(yīng)用：

離心鑄造最早用于生產(chǎn)鑄管，國(guó)內(nèi)外在冶金、礦山、交通、排灌機(jī)械、航空、國(guó)防、汽車(chē)等行業(yè)中均采用離心鑄造工藝，來(lái)生產(chǎn)鋼、鐵及非鐵碳合金鑄件。其中尤以離心鑄鐵管、內(nèi)燃機(jī)缸套和軸套等鑄件的生產(chǎn)最為普遍。

（6）金屬型鑄造（gravity die casting）

金屬型鑄造：指液態(tài)金屬在重力作用下充填金屬鑄型并在型中冷卻凝固而獲得鑄件的一種成型方法。

工藝流程：

優(yōu)點(diǎn)：

1、金屬型的熱導(dǎo)率和熱容量大，冷卻速度快，鑄件組織致密，力學(xué)性能比砂型鑄件高15%左右。

2、能獲得較高尺寸精度和較低表面粗糙度值的鑄件，并且質(zhì)量穩(wěn)定性好。

3、因不用和很少用砂芯，改善環(huán)境、減少粉塵和有害氣體、降低勞動(dòng)強(qiáng)度。

缺點(diǎn)：

1、金屬型本身無(wú)透氣性，必須采用一定的措施導(dǎo)出型腔中的空氣和砂芯所產(chǎn)生的氣體；

2、金屬型無(wú)退讓性，鑄件凝固時(shí)容易產(chǎn)生裂紋；

3、金屬型制造周期較長(zhǎng)，成本較高。因此只有在大量成批生產(chǎn)時(shí)，才能顯示出好的經(jīng)濟(jì)效果。

應(yīng)用：

金屬型鑄造既適用于大批量生產(chǎn)形狀復(fù)雜的鋁合金、鎂合金等非鐵合金鑄件，也適合于生產(chǎn)鋼鐵金屬的鑄件、鑄錠等。

（7）真空壓鑄（vacuumdie casting）

真空鑄造：通過(guò)在壓鑄過(guò)程中抽除壓鑄模具型腔內(nèi)的氣體而消除或顯著減少壓鑄件內(nèi)的氣孔和溶解氣體，從而提高壓鑄件力學(xué)性能和表面質(zhì)量的先進(jìn)壓鑄工藝。

工藝流程：

優(yōu)點(diǎn)：

1、消除或減少壓鑄件內(nèi)部的氣孔，提高壓鑄件的機(jī)械性能和表面質(zhì)量，改善鍍覆性能；

2、減少型腔的反壓力，可使用較低的比壓及鑄造性能較差的合金，有可能用小機(jī)器壓鑄較大的鑄件；

3、改善了充填條件，可壓鑄較薄的鑄件。

缺點(diǎn)：

1、模具密封結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造及安裝較困難，因而成本較高；

2、 真空壓鑄法如控制不當(dāng)，效果就不是很顯著。

（8）擠壓鑄造（squeezing die casting）

擠壓鑄造：是使液態(tài)或半固態(tài)金屬在高壓下凝固、流動(dòng)成形，直接獲得制件或毛坯的方法。它具有液態(tài)金屬利用率高、工序簡(jiǎn)化和質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，是一種節(jié)能型的、具有潛在應(yīng)用前景的金屬成形技術(shù)。

工藝流程：

直接擠壓鑄造：噴涂料、澆合金、合模、加壓、保壓、泄壓，分模、毛坯脫模、復(fù)位；

間接擠壓鑄造：噴涂料、合模、給料、充型、加壓、保壓、泄壓，分模、毛坯脫模、復(fù)位。

技術(shù)特點(diǎn)：

1、可消除內(nèi)部的氣孔、縮孔和縮松等缺陷；

2、表面粗糙度低，尺寸精度高；

3、可防止鑄造裂紋的產(chǎn)生；

4、便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化。

應(yīng)用：可用于生產(chǎn)各種類型的合金，如鋁合金、鋅合金、銅合金、球墨鑄鐵等。

（9）消失模鑄造（Lost foam casting）

消失模鑄造（又稱實(shí)型鑄造）：是將與鑄件尺寸形狀相似的石蠟或泡沫模型粘結(jié)組合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振動(dòng)造型，在負(fù)壓下澆注，使模型氣化，液體金屬占據(jù)模型位置，凝固冷卻后形成鑄件的新型鑄造方法。

工藝流程：預(yù)發(fā)泡→發(fā)泡成型→浸涂料→烘干→造型→澆注→落砂→清理

技術(shù)特點(diǎn)：1、鑄件精度高，無(wú)砂芯，減少了加工時(shí)間；2、無(wú)分型面，設(shè)計(jì)靈活，自由度高；3、清潔生產(chǎn)，無(wú)污染；4、降低投資和生產(chǎn)成本。

應(yīng)用：適合成產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的各種大小較精密鑄件，合金種類不限，生產(chǎn)批量不限。如灰鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)箱體、高錳鋼彎管等。

（10）連續(xù)鑄造（continual casting）

連續(xù)鑄造：是一種先進(jìn)的鑄造方法，其原理是將熔融的金屬，不斷澆入一種叫做結(jié)晶器的特殊金屬型中，凝固（結(jié)殼）了的鑄件，連續(xù)不斷地從結(jié)晶器的另一端拉出，它可獲得任意長(zhǎng)或特定的長(zhǎng)度的鑄件。

工藝流程：

技術(shù)特點(diǎn)：

1、由于金屬被迅速冷卻，結(jié)晶致密，組織均勻，機(jī)械性能較好；

2、節(jié)約金屬，提高收得率；

3、簡(jiǎn)化了工序，免除造型及其它工序，因而減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度；所需生產(chǎn)面積也大為減少；

4、連續(xù)鑄造生產(chǎn)易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，提高生產(chǎn)效率。

應(yīng)用：

用連續(xù)鑄造法可以澆注鋼、鐵、銅合金、鋁合金、鎂合金等斷面形狀不變的長(zhǎng)鑄件，如鑄錠、板坯、棒坯、管子等。

審核編輯 ：李倩