铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺 , 已有约6000年的历史 。中国约在公元前1700~前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期 , 工艺上已达到相当高的水平 。铸造是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中 , 待其冷却凝固后 , 以获得零件或毛坯的方法 。被铸物质多为原为固态但加热至液态的金属(例:铜、铁、铝、锡、铅等) , 而铸模的材料可以是砂、金属甚至陶瓷 。因应不同要求 , 使用的方法也会有所不同 。铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺 , 已有约6000年的历史 。中国约在公元前1700~前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期 , 工艺上已达到相当高的水平 。铸造是指将固态金属熔化为液态倒入特定形状的铸型 , 待其凝固成形的加工方式 。被铸金属有:铜、铁、铝、锡、铅等 , 普通铸型的材料是原砂、黏土、水玻璃、树脂及其他辅助材料 。特种铸造的铸型包括:熔模铸造、消失模铸造、金属型铸造、陶瓷型铸造等 。(原砂包括:石英砂、镁砂、锆砂、铬铁矿砂、镁橄榄石砂、兰晶石砂、石墨砂、铁砂等)
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铸造分类
主要有砂型铸造和特种铸造2大类 。
1 普通砂型铸造 , 利用砂作为铸模材料 , 又称砂铸 , 翻砂 , 包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型3类 , 但并非所有砂均可用以铸造 。好处是成本较低 , 因为铸模所使用的沙可重复使用;缺点是铸模制作耗时 , 铸模本身不能被重复使用 , 须破坏后才能取得成品 。
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1.1 砂型(芯)铸造方法:湿型砂型、树脂自硬砂型、水玻璃砂型、干型和表干型、实型铸造、负压造型 。
1.2 砂芯制造方法:是根据砂芯尺寸、形状、生产批量及具体生产条件进行选择的 。在生产中 , 从总体上可分为手工制芯和机器制芯 。
2特种铸造 , 按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材料的特种铸造(如熔模铸造、泥型铸造、壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等)和以金属为主要铸型材料的特种铸造(如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等)两类 。
2.1 金属模铸造法
利用熔点较原料高的金属制作铸模 。其中细分为重力铸造法、低压铸造法和高压铸造法 。
受制于铸模的熔点 , 可被铸造的金属也有所限制 。
2.2 脱蜡铸造法
这方法可以为外膜铸造法和固体铸造法 。
先以蜡复制所需要铸造的物件 , 然后浸入含陶瓷(或硅溶胶)的池中并待乾 , 使以蜡制的复制品覆上一层陶瓷外膜 , 一直重复步骤直到外膜足以支持铸造过程(约1/4寸到1/8寸) , 然后熔解模中的蜡 , 并抽离铸模 。其后铸模需要多次加以高温 , 增强硬度后方可用以铸造 。
此方法具有良好的准确性 , 更可用作高熔点金属(如钛)的铸造 。但由于陶瓷价格颇高 , 而且制作需要多次加热和复杂 , 故成本颇为昂贵 。[2]
成型工艺
1.重力浇铸:砂铸 , 硬模铸造 。依靠金属自身重力将熔融金属液浇入型腔 。
2.压力铸造:低压浇铸 , 高压铸造 。依靠额外增加的压力将熔融金属液瞬间压入铸造型腔 。
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铸造工艺通常包括
①铸型(使液态金属成为固态铸件的容器)准备 , 铸型按所用材料可分为砂型、金属型、陶瓷型、泥型、石墨型等 , 按使用次数可分为一次性型、半永久型和永久型 , 铸型准备的优劣是影响铸件质量的主要因素;
②铸造金属的熔化与浇注 , 铸造金属(铸造合金)主要有各类铸铁、铸钢和铸造有色金属及合金;
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