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鑄造方法的選擇原則及適用范圍
發(fā)布時(shí)間：2016.08.09 編輯：admin 瀏覽：（）
前言
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(diǎn)是：制造成本低，工藝靈活性大，可以獲得復(fù)雜形狀和大型的鑄件，在機(jī)械制造中占有很大的比重，如機(jī)床占60～80%，汽車占25%拖拉機(jī)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(jī)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(jì)末和20世紀(jì)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(jì)下半葉得到完善和實(shí)用化。由于現(xiàn)今對(duì)鑄造質(zhì)量、鑄造精度、鑄造成本和鑄造自動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(jī)粘結(jié)劑砂型、樹脂自硬砂型、消失模等等。
鑄造方法
選擇原則
鑄造方法
選擇原則
——————————優(yōu)先采用砂型鑄造——————————
據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(dòng)機(jī)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(dāng)濕型不能滿足要求時(shí)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(dá)幾十噸。
一般來講，對(duì)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(dāng)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(jī)械性能等方面往往較差，所以當(dāng)鑄件的這些性能要求更高時(shí)，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。
一般來講，對(duì)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(dāng)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(jī)械性能等方面往往較差，所以當(dāng)鑄件的這些性能要求更高時(shí)，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。
—————————鑄造方法與批量相適應(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(jìn)的造型、造芯方法。老式的震擊式或震壓式造型機(jī)生產(chǎn)線生產(chǎn)率不夠高，工人勞動(dòng)強(qiáng)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(duì)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(jī)生產(chǎn)線、實(shí)型造型生產(chǎn)效率又高，占地面積也少；對(duì)于中件可選用各種有箱高壓造型機(jī)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(fù)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(jī)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(duì)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(shí)、提高產(chǎn)品質(zhì)量方面得到補(bǔ)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(jià)格昂貴，所以只適合批量生產(chǎn)。
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(fù)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(jī)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(duì)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(shí)、提高產(chǎn)品質(zhì)量方面得到補(bǔ)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(jià)格昂貴，所以只適合批量生產(chǎn)。
鑄造方法
適用范圍
————————————砂型鑄造———————————
鑄件材質(zhì)：各種材質(zhì)
鑄件重量：幾十克～很大
適用范圍：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(jī)的形狀復(fù)雜的大型鑄件；機(jī)械造型：適用于批量生產(chǎn)的中、小鑄件
工藝特點(diǎn)：手工：靈活、易行，但效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，尺寸精度和表面質(zhì)量低；機(jī)械：尺寸精度和表面質(zhì)量高，但投資大
鑄件重量：幾十克～很大
適用范圍：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(jī)的形狀復(fù)雜的大型鑄件；機(jī)械造型：適用于批量生產(chǎn)的中、小鑄件
工藝特點(diǎn)：手工：靈活、易行，但效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，尺寸精度和表面質(zhì)量低；機(jī)械：尺寸精度和表面質(zhì)量高，但投資大
———————————金屬型鑄造———————————
鑄件材質(zhì)：有色合金
鑄件重量：幾十克～20公斤
適用范圍：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
工藝特點(diǎn)：鑄件精度、表面質(zhì)量高，組織致密，力學(xué)性能好，生產(chǎn)率高
鑄件重量：幾十克～20公斤
適用范圍：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
工藝特點(diǎn)：鑄件精度、表面質(zhì)量高，組織致密，力學(xué)性能好，生產(chǎn)率高
————————————熔模鑄造———————————
鑄件材質(zhì)：鑄鋼及有色合金
鑄件重量：幾克～幾公斤
適用范圍：各種批量的鑄鋼及高熔點(diǎn)合金的小型復(fù)雜精密鑄件，特別適合鑄造藝術(shù)品、精密機(jī)械零件
工藝特點(diǎn)：尺寸精度高、表面光潔，但工序繁多，勞動(dòng)強(qiáng)度大
鑄件重量：幾克～幾公斤
適用范圍：各種批量的鑄鋼及高熔點(diǎn)合金的小型復(fù)雜精密鑄件，特別適合鑄造藝術(shù)品、精密機(jī)械零件
工藝特點(diǎn)：尺寸精度高、表面光潔，但工序繁多，勞動(dòng)強(qiáng)度大
————————————陶瓷型鑄造——————————
鑄件材質(zhì)：鑄鋼及鑄鐵
鑄件重量：幾公斤～幾百公斤
適用范圍：模具和精密鑄件
工藝特點(diǎn)：尺寸精度高、表面光潔，但生產(chǎn)率低
鑄件重量：幾公斤～幾百公斤
適用范圍：模具和精密鑄件
工藝特點(diǎn)：尺寸精度高、表面光潔，但生產(chǎn)率低
———————————石膏型鑄造———————————
鑄件材質(zhì)：鋁、鎂、鋅合金
鑄件重量：幾十克～幾十公斤
適用范圍：單件小批量
鑄件重量：幾十克～幾十公斤
適用范圍：單件小批量
————————————壓力鑄造———————————
鑄件材質(zhì)：有色合金
鑄件重量：幾克～幾十公斤
適用范圍：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
工藝特點(diǎn)：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(jī)和鑄型成本高
鑄件重量：幾克～幾十公斤
適用范圍：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
工藝特點(diǎn)：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(jī)和鑄型成本高
————————————離心鑄造———————————
鑄件材質(zhì)：灰鐵、球鐵
鑄件重量：幾十公斤～幾噸
適用范圍：小批量到大批量的旋轉(zhuǎn)體形鑄件、 各種直徑的管件
工藝特點(diǎn)：鑄件尺寸精度高、表面光潔，組織致密，生產(chǎn)率高
鑄件重量：幾十公斤～幾噸
適用范圍：小批量到大批量的旋轉(zhuǎn)體形鑄件、 各種直徑的管件
工藝特點(diǎn)：鑄件尺寸精度高、表面光潔，組織致密，生產(chǎn)率高
———————————消失模鑄造———————————
鑄件材質(zhì)：各種材質(zhì)
鑄件重量：幾克～幾噸
適用范圍：不同批量的較復(fù)雜的各種合金鑄件
工藝特點(diǎn)：鑄件尺寸精度較高，鑄件設(shè)計(jì)自由度大，工藝簡單，但模樣燃燒影響環(huán)境
鑄件重量：幾克～幾噸
適用范圍：不同批量的較復(fù)雜的各種合金鑄件
工藝特點(diǎn)：鑄件尺寸精度較高，鑄件設(shè)計(jì)自由度大，工藝簡單，但模樣燃燒影響環(huán)境