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 ' O$ U' a4 G" n
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：
7 a% j9 f/ t2 H
9 r/ P# `+ ^& y
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。
4 M$ o+ T; t( d2 t4 S2．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。
8 \& v7 m/ r8 A* M0 A! |' j3．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。 ) t- g0 N; a, Y/ E6 p1 r! w# K
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。
铸造方法的特点和适用范围见下表：
* y* @. ]$ r9 D, l$ u6 V* c+ f3 D) y* [. ^" Q- v$ ^0 X$ A% _
- k- r, t. b9 N) a+ ^ O3 n' D5 a
" X- z) Z! z$ Z a# A# l0 m9 i6 L| 铸造方法 |
. N# S7 l' H. c8 G5 w铸件材质 |
- _( @7 a' z+ I6 Y/ F* y* `# E铸件重量 |
! |# a: e) L6 p+ F% _7 i表面光洁度 |
5 A: E% y$ F! Z; B _$ b% ?8 f3 H铸件复杂程度 |
% @( K. }) P' J# D" U) w生产成本 | . z- ~! p- f3 s; K
适用范围 |
7 T5 I/ d; X# \" ~; H. T, N工艺特点 | 8 c ~5 g& e' L: q, D% O
4 E, `5 U2 V, W+ r| 砂型铸造 |
+ M2 A9 v! H4 ^' ^0 F! h/ O j) K3 B: i9 a% r& _" q- V
各种材质 |
1 U; y( @1 j6 [8 a9 I/ F几十克～很大 |
; p, R$ T4 L; ^) C1 H0 V: m/ J! T8 f! `差 | 1 z, o U9 }3 w' n& V( h1 j2 ]
简单 |
2 b" L: c9 Z) _$ F' j5 o低 | , a. N0 V5 b0 h+ [8 g9 F
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 | 4 ~5 L6 j; l+ `; \9 G* X0 i
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 | 2 x( D2 e' t/ `( p8 J% }
5 @2 I# \- A' F2 F9 A) b1 h
| 金属型铸造 | " n7 }1 I3 U7 j) i4 D% `5 Y
: C/ L! O0 j8 E" h
有色合金 |
. H& I) l5 z c4 X4 q几十克～20公斤 |
6 J9 B! W; |5 [% N3 f好 | 4 f/ h+ h& O" K9 q) m) W
复杂铸件 |
+ D, _/ i( t2 M4 D金属模的费用较高 | 5 Q+ c8 X* n1 r9 z' x+ R1 t6 B
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。 8 W# b! }: J g+ g
| 铸件精度、表面质量高，组织致密，力学性能好，生产率高。 |
]! G3 H8 ^% B; K6 F: X# L1 s' V) |5 C5 Q8 d
| 熔模铸造 |
& z: j8 z0 m7 I$ G2 N
- e- M ], _" ~9 V+ k& G 铸钢及有色合金 | * Q- D2 N2 a, a; {# d, C$ e# a: Q5 P- a
几克～几公斤 | $ y0 W8 r4 W: y/ e8 a( F \1 H
很好 | + P% ^: J( P8 n3 \ k
任何复杂程度 | " d9 _) o& C. j! X- H8 Z, {. L
批量生产时比完全用机加工生产便宜 |
9 Y2 R% F b2 t" L9 L4 `5 {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 |
* u' H+ Z7 A% s- [尺寸精度高、表面光洁，但工序繁多，劳动强度大 | 7 {' g! d+ G: ~1 |' u; p1 b1 ^" Z
5 N+ ]* U& Y' u: z4 }| 陶瓷型铸造 | ) {4 @9 f9 j. F$ y' a# f8 j
铸钢及铸铁 | ! ?/ j6 ~5 M1 d, K6 f
几公斤～几百公斤 |
$ x% m4 B: d) j( E- S, a: ^. `很好 |
' \+ J, d2 W. C* D+ n较复杂 |
4 Y% f! n/ S0 W0 h3 ^. s3 u昂贵 | + B5 T1 ^" t4 q9 T( _) W% N
模具和精密铸件 | + P6 E6 `) E' m( C( H& b% B- ?
尺寸精度高、表面光洁，但生产率低 |
, h9 H1 O$ O+ O6 _! Q: |7 s. C% B Y1 o6 f: I1 B; D b# B2 E+ |
| 石膏型铸造 |
; l0 f2 B7 I# S: S2 w& l4 C* M. P$ a+ K( H+ j% c
铝、镁、锌合金 | & r' {4 S3 h. C: ?
几十克～几十公斤 | ( p: k* W5 T ^& K, J* w
很好 |
9 `, W; c3 X& [( w0 B9 b较复杂 | 8 A0 {4 w5 f w* b
高 | / E7 [/ c$ h; t; H
单件到小批量 | ! {: Z I/ R/ t. ?( R0 z- ?
|
8 u+ G4 N3 V; `% c9 c. I- o% P) l4 p, Y( ^5 O
| 低压铸造 | . }' g, j- K* Y. c
有色合金 | ( ?4 ~% y9 @; _ d+ S
几十克～几十公斤 | 3 ?% u1 ~4 Q) ~3 I
好 | . R( x9 i; p; V2 p ]7 m0 X
复杂（可用砂芯） |
" O6 s' ]9 ]9 x. y金属模的制作费用高 |
! r1 Z5 E. C4 [/ X! b8 P$ d) F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 | 1 q/ `- {. X- `5 M& D+ x; j
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 |
5 w8 Q1 W4 _: x/ h3 _- n# A
! D; D1 ]$ e( i+ S2 V# K| 差压铸造 | : d$ }" U8 N9 ?& a1 H* U5 m
铝、镁合金 | # q; B- X5 |) I: @0 r8 A% V! n
几克～几十公斤 | ( }, v1 D w2 n; m+ ? [3 S5 R
好 | 4 L; l- A& E' G- W+ E2 S' ^7 i7 U
复杂（可用砂芯） | 9 w: ^5 i7 o' C- M" d- y% Z3 k
|
8 N5 z" o! n9 o9 b% j+ k高性能和形状复杂的有色合金铸件 |
1 H1 h' o& E& w m$ o& v' ~* a压力可控，铸件成型好，组织致密，力学性能好，但生产效率低 | / Q& t- b" S f* J% D. b
% D. v% v& N- d% I5 I6 e| 压力铸造 | 0 Q9 _8 V" I, q+ p; D2 r$ A
铝、镁合金 | . ~0 C1 y/ r) @, E9 u' X
几克～几十公斤 | # j: U% P7 D( I, q( b5 R, R
好 | 7 b; C2 }% K `& m7 Y7 a0 J
复杂（可用砂芯） |
, F* Q+ ^; Y6 Z# H( Y0 B& v金属模的制作费用很高 |
. _) q' L) X: `* L! d2 r* ^大量生产的各种有色合金中小型铸件、薄壁铸件、耐压铸件 | % `0 W: ^7 M' x+ v( ]
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 |
) o, Z9 R: N H V% v8 ~; T$ `) L# w. r+ ?7 _' S
| 离心铸造 |
4 v$ k* p2 `& R; s: v( |1 l" B灰铁、球铁 |
/ [3 V9 L4 I3 S! c几十公斤～几吨 |
% ]8 S* R" [' g6 e7 Z9 W8 ]较好 |
" r: } y, c( X( I' c4 t一般为圆筒形铸件 | 0 P& f7 R J3 I7 U& n, A: v
较低 | ; {# h( _) I* |
小批量到大批量的旋转体形铸件、 各种直径的管件 | % Y7 n: R( w$ C! i8 ~& q& B
铸件尺寸精度高、表面光洁，组织致密，生产率高 | 6 x: ]' a' |1 ]1 g/ \7 m
3 Q' K+ }; [' n| 连续铸造 | " A1 U2 y6 F9 b. z" K
钢、有色 |
% ?# v. S6 ?8 M( U# N( u很大 | + l7 J# c. J {) k+ |$ E
较差 | 0 H' U6 D1 w$ {
长形连续铸件 |
9 e& n7 e( X# h低 |
7 s+ Z% A$ @2 S/ Y1 R* A固定截面的长形铸件，如钢锭、钢管等 |
4 l" S+ Q. M j8 ?" ]9 v组织致密，力学性能好，生产率高 | 8 b1 x0 {4 E4 |
2 ~" d" x$ m8 Q
| 消失模铸造 | ' [8 X& B8 A: K# S: u7 ~9 i1 [
各种 |
5 D! R2 \, T/ j" e几克～几吨 |
6 W) Q/ R! N2 p% d3 H较好 |
# p/ S/ t( i8 g% z0 _% u* l较复杂 | # U y/ d _% |+ v
较低 | ; G! k/ I( h9 u+ ^
不同批量的较复杂的各种合金铸件 |
9 |* `" [6 I- @! 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
