鑄造技術(shù)的方法選擇

望山石

      鑄造是將通過熔煉的金屬液體澆注入鑄型內(nèi)，經(jīng)冷卻凝固獲得所需形狀和性能的零件的制作過程,。鑄造是常用的制造方法,，優(yōu)點是：制造成本低,，工藝靈活性大,，可以獲得復雜形狀和大型的鑄件，在機械制造中占有很大的比重,，如機床占60～80%,，汽車占25%拖拉機占50～60%。鑄件的質(zhì)量直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量,，因此,，鑄造在機械制造業(yè)中占有重要的地位。
        鑄造是一種古老的制造方法,，在我國可以追溯到6000年前,。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，鑄造技術(shù)的發(fā)展也很迅速,，特別是19世紀末和20世紀上半葉,，出現(xiàn)了很多的新的鑄造方法，如低壓鑄造,、陶瓷鑄造,、連續(xù)鑄造等,，在20世紀下半葉得到完善和實用化,。由于現(xiàn)今對鑄造質(zhì)量,、鑄造精度、鑄造成本和鑄造自動化等要求的提高,，鑄造技術(shù)向著精密化,、大型化、高質(zhì)量,、自動化和清潔化的方向發(fā)展,，例如我國這幾年在精密鑄造技術(shù)、連續(xù)鑄造技術(shù),、特種鑄造技術(shù),、鑄造自動化和鑄造成型模擬技術(shù)等方面發(fā)展迅速

        鑄造主要工藝過程包括：金屬熔煉、模型制造,、澆注凝固和脫模清理等,。鑄造用的主要材料是鑄鋼、鑄鐵,、鑄造有色合金(銅,、鋁、鋅,、鉛等)等,。鑄造方法常用的是砂型鑄造，其次是特種鑄造方法,，如：金屬型鑄造,、熔模鑄造、石膏型鑄造......等,。而砂型鑄造又可以分為粘土砂型,、有機粘結(jié)劑砂型、樹脂自硬砂型,、消失模等等,如下圖：

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鑄造方法選擇的原則：
1．優(yōu)先采用砂型鑄造
         據(jù)統(tǒng)計,，我國或是國際上，在全部鑄件產(chǎn)量中,，60～70％的鑄件是用砂型生產(chǎn)的,，而且其中70％左右是用粘土砂型生產(chǎn)的。主要原因是砂型鑄造較之其它鑄造方法成本低,、生產(chǎn)工藝簡單,、生產(chǎn)周期短。所以象汽車的發(fā)動機氣缸體,、氣缸蓋,、曲軸等鑄件都是用粘土濕型砂工藝生產(chǎn)的,。當濕型不能滿足要求時再考慮使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型,。粘土濕型砂鑄造的鑄件重量可從幾公斤直到幾十公斤,，而粘土干型生產(chǎn)的鑄件可重達幾十噸。
         一般來講,，對于中,、大型鑄件，鑄鐵件可以用樹脂自硬砂型,、鑄鋼件可以用水玻璃砂型來生產(chǎn),，可以獲得尺寸精確、表面光潔的鑄件,，但成本較高,。
         當然，砂型鑄造生產(chǎn)的鑄件精度,、表面光潔度,、材質(zhì)的密度和金相組織、機械性能等方面往往較差,，所以當鑄件的這些性能要求更高時,，應(yīng)該采用其它鑄造方法，例如熔模（失臘）鑄造,、壓鑄,、低壓鑄造等等。

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2．鑄造方法應(yīng)和生產(chǎn)批量相適應(yīng)
         例如砂型鑄造,，大量生產(chǎn)的工廠應(yīng)創(chuàng)造條件采用技術(shù)先進的造型,、造芯方法。老式的震擊式或震壓式造型機生產(chǎn)線生產(chǎn)率不夠高,，工人勞動強度大,，噪聲大，不適應(yīng)大量生產(chǎn)的要求,，應(yīng)逐步加以改造,。對于小型鑄件，可以采用水平分型或垂直分型的無箱高壓造型機生產(chǎn)線,、實型造型生產(chǎn)效率又高,，占地面積也少；對于中件可選用各種有箱高壓造型機生產(chǎn)線,、氣沖造型線,，以適應(yīng)快速、高精度造型生產(chǎn)線的要求,，造芯方法可選用：冷芯盒,、熱芯盒,、殼芯等高效制芯方法。中等批量的大型鑄件可以考慮應(yīng)用樹脂自硬砂造型和造芯,。
         單件小批生產(chǎn)的重型鑄件,，手工造型仍是重要的方法，手工造型能適應(yīng)各種復雜的要求比較靈活,，不要求很多工藝裝備,�,？梢詰�(yīng)用水玻璃砂型,、VRH法水玻璃砂型、有機酯水玻璃自硬砂型,、粘土干型,、樹脂自硬砂型及水泥砂型等；對于單件生產(chǎn)的重型鑄件,，采用地坑造型法成本低,，投產(chǎn)快。批量生產(chǎn)或長期生產(chǎn)的定型產(chǎn)品采用多箱造型,、劈箱造型法比較適宜,，雖然模具、砂箱等開始投資高,，但可從節(jié)約造型工時,、提高產(chǎn)品質(zhì)量方面得到補償。
        低壓鑄造,、壓鑄,、離心鑄造等鑄造方法，因設(shè)備和模具的價格昂貴,，所以只適合批量生產(chǎn),。

3．造型方法應(yīng)適合工廠條件
         例如同樣是生產(chǎn)大型機床床身等鑄件，一般采用組芯造型法,，不制作模樣和砂箱,，在地坑中組芯；而另外的工廠則采用砂箱造型法,，制作模樣,。不同的企業(yè)生產(chǎn)條件（包括設(shè)備、場地,、員工素質(zhì)等）,、生產(chǎn)習慣、所積累的經(jīng)驗各不一樣,，應(yīng)該根據(jù)這些條件考慮適合做什么產(chǎn)品和不適合（或不能）做什么產(chǎn)品,。

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4．要兼顧鑄件的精度要求和成本
         各種鑄造方法所獲得的鑄件精度不同,，初投資和生產(chǎn)率也不一致，最終的經(jīng)濟效益也有差異,。因此,，要做到多、快,、好,、省，就應(yīng)當兼顧到各個方面,。應(yīng)對所選用的鑄造方法進行初步的成本估算,，以確定經(jīng)濟效益高又能保證鑄件要求的鑄造方法。    
        鑄造方法的特點和適用范圍見下表：

+ h' A! A8 D5 L$ `7 Y7 [1 M3 Z4 V# Z+ r: @) R, I7 F/ H9 q H2 P+ T9 q( h6 ]& o) f! j) c \1 f' ~9 l/ ^# G3 I8 A1 l- ~2 }. A) ~! L- `! ~& n- P# s8 G6 D8 e6 Y* }4 H8 [8 t: W+ Q9 c1 T6 U0 s' M c% P! \7 s( Q9 k4 G/ |+ p- S$ p' O6 m. k: E* p( N" A. G+ Q# ?' ]' s/ I; A( l1 q' ]' ]. g1 h* c8 T( q3 M% V* W9 Q5 J' ^1 d2 m8 O' g s4 b6 | L e. C8 h& F4 g w. }9 ^9 ~: {+ k9 m) N* r1 E) `1 i5 t0 P2 a! o8 d; n. m o; u1 b7 T" `; d) y* p# L. {2 E5 t4 v& ]$ _/ D/ X4 ] n. j* R/ {4 k8 c: j4 }% H S# t; c2 t* H) I7 f9 j" _7 X& p1 m" ^/ h9 O4 E Q* A* v. j6 Z, x# q, Q8 ~) b6 \' I2 i+ D5 K p2 ~' f, f' y" X" _' C: ?' N( X e% s* w! j2 W* u8 ?, {4 a2 J9 O1 O2 L4 R8 c; f Z, e, a5 d9 z' j8 ?4 p& e% M/ e6 w8 x4 D( ~2 T. G: j% L0 F) C: Q' T0 n' F- o8 P6 v i, e) H7 W- a4 s" w" W* C6 t9 o2 t3 r r7 F m8 I9 A. H$ z& @4 G5 u# F' O/ O, A* @3 i8 Y2 U8 t! h \. F' w9 |' G. S4 K1 y& ~* C) n) E3 Z" h& |: @" m% X2 l0 I& M, c/ B0 P6 E9 g# t4 E) X0 @( q$ Y' U3 l3 F" N! {! A d F. t" }* t5 e. s. R& Q% F: f0 D- c0 t+ J$ U" f( _% |# }' x8 ^# v2 v+ y. t/ c9 ?( Z8 k- g% [4 I p. O& ]6 R1 ]/ F4 |! P$ y; i, V5 F6 k/ T' C( u# ?5 v8 ~6 L# w0 j4 r1 P c' \* W6 x' X$ P: [. \0 e+ n- e: J* R, c$ `3 `9 }- Z0 X' h" Y) i h2 t2 s/ P) R+ @( n& g4 V! A, v. A. p/ n P' Y; w" g1 X, h3 e% t$ @+ R; U* W H2 M& ^$ T4 D8 N3 P, s2 P5 z0 q8 d8 t) K# r/ N0 n+ ]/ O0 [- s, F8 K9 _4 |7 s: Q7 q# T( L! [; y0 o# J l& s9 j, x( V- M' O" x# @2 m1 q$ N& O

鑄造方法	鑄件材質(zhì)	鑄件重量	表面光潔度	鑄件復雜程度	生產(chǎn)成本	適用范圍	工藝特點
砂型鑄造	1 S/ e5 ^7 i. B3 @. u 各種材質(zhì)	幾十克～很大	差	簡單	低	最常用的鑄造方法   手工造型:單件,、小批量和難以使用造型機的形狀復雜的大型鑄件   機械造型：適用于批量生產(chǎn)的中,、小鑄件	手工：靈活、易行,，但效率低,，勞動強度大，尺寸精度和表面質(zhì)量低 機械：尺寸精度和表面質(zhì)量高,，但投資大
金屬型鑄造	% F& q' y Y& a4 k B3 p+ w- V 有色合金	幾十克～20公斤	好	復雜鑄件	金屬模的費用較高	小批量或大批量生產(chǎn)的非鐵合金鑄件,，也用于生產(chǎn)鋼鐵鑄件。 # F' g: P5 K1 y; r% {	鑄件精度,、表面質(zhì)量高,，組織致密，力學性能好,，生產(chǎn)率高,。
熔模鑄造	7 b9 `9 ~& N/ R/ }" k2 H f 鑄鋼及有色合金	幾克～幾公斤	很好	任何復雜程度	批量生產(chǎn)時比完全用機加工生產(chǎn)便宜	各種批量的鑄鋼及高熔點合金的小型復雜精密鑄件，特別適合鑄造藝術(shù)品,、精密機械零件	尺寸精度高,、表面光潔，但工序繁多,，勞動強度大
陶瓷型鑄造	鑄鋼及鑄鐵	幾公斤～幾百公斤	很好	較復雜	昂貴	模具和精密鑄件	尺寸精度高,、表面光潔，但生產(chǎn)率低
石膏型鑄造	: t+ u/ L5 k9 e5 d 鋁,、鎂,、鋅合金	幾十克～幾十公斤	很好	較復雜	高	單件到小批量
低壓鑄造	有色合金	幾十克～幾十公斤	好	復雜（可用砂芯）	金屬模的制作費用高	小批量，最好是大批量的大,、中型有色合金鑄件,， 可生產(chǎn)薄壁鑄件	鑄件組織致密，工藝出品率高，設(shè)備較簡單,，可采用各種鑄型,，但生產(chǎn)效率低
差壓鑄造	鋁、鎂合金	幾克～幾十公斤	好	復雜（可用砂芯）		高性能和形狀復雜的有色合金鑄件	壓力可控,，鑄件成型好,，組織致密，力學性能好,，但生產(chǎn)效率低
壓力鑄造	鋁,、鎂合金	幾克～幾十公斤	好	復雜（可用砂芯）	金屬模的制作費用很高	大量生產(chǎn)的各種有色合金中小型鑄件、薄壁鑄件,、耐壓鑄件	鑄件尺寸精度高,、表面光潔，組織致密,，生產(chǎn)率高,，成本低。但壓鑄機和鑄型成本高
離心鑄造	灰鐵,、球鐵	幾十公斤～幾噸	較好	一般為圓筒形鑄件	較低	小批量到大批量的旋轉(zhuǎn)體形鑄件、 各種直徑的管件	鑄件尺寸精度高,、表面光潔,，組織致密，生產(chǎn)率高
連續(xù)鑄造	鋼,、有色	很大	較差	長形連續(xù)鑄件	低	固定截面的長形鑄件,，如鋼錠、鋼管等	組織致密,，力學性能好,，生產(chǎn)率高
消失模鑄造	各種	幾克～幾噸	較好	較復雜	較低	不同批量的較復雜的各種合金鑄件	鑄件尺寸精度較高，鑄件設(shè)計自由度大,，工藝簡單,，但模樣燃燒影響環(huán)境

hl001

暈！樓主你學過嗎,？我曾經(jīng)學了點皮毛哦,！蠻有興趣的，真正去學比較難懂!
請問問個問題：鑄件表面有氣孔,，砂孔,，夾渣，怎么解決？還有我公司現(xiàn)在在生產(chǎn)高錳鋼,，用低溫蠟做成的,，澆注之后表面有很多缺陷，主要是表面有氣孔（包括內(nèi)部也有）,，請問在澆注時有什么特別要求使得沒有這種缺陷,？

nizainian

有這個方面的書籍嗎？傳上來

zhangdewei2008

2樓 問的問題,就其所產(chǎn)生的原因,非常的復雜,如果單從澆注來說的話,在澆注開始時,要快,把直澆道全部封閉,在澆注過程中,要保持直澆道一直是滿的,防止氣體進入.個人見解.

wtyaak

2樓說的有一點想法,
一,改良熔液的流動平穩(wěn)性,如增加穩(wěn)定槽
二,改良氣道的排氣性
& L7 K- L! |8 X2 m/ \4 ^三,金屬液熔煉過程中的排氣除渣控制
# k3 i3 G5 r8 v* t# {4 K四,設(shè)法使氣孔等不良集中到一處

yangtch

是熔模鑄造嗎,？型殼是否醅燒是否充分,？

zjg521999

2樓的我覺得是鑄造的方式?jīng)Q定了氣孔的產(chǎn)生~~石蠟本來是有機物,產(chǎn)生氣體是肯定的~
* z! Y9 x1 r$ A% n# L; K就算外面的空氣進不去,也一樣有氣孔~~這個避免不了的~~
作高錳鋼用低溫石蠟確實是個好辦法~~
: B$ h% X6 ?+ {因為高錳鋼焊接、氣割和機加工都不行的~~焊接性能不好,氣割容易裂,機加工加工不動.
& u: t2 Q9 O2 W! f9 r* h用石蠟雖然材料費用高,但是減少了很多后續(xù)的費用.
減少氣孔的方法就是減少殘留石蠟,延長培燒時間.
個人觀點!

hqh525313

請問各位大佬如何保證鑄件的平整度

kang110ta

你們現(xiàn)在還在搞鑄造技術(shù)嗎,？

夏輝夏

受教啦,，很好的入門資料。