- 中文名
- 金属铸造
- 外文名
- metal casting
- 性 质
- 工艺过程
简介
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历史
在古代，中国、印度、巴比伦、埃及、希腊和罗马就已经铸造兵器、祭器、艺术品和家庭用具。早期的铸件是用金、银、铜及其合金制作的。青铜器时代是人类文明史上光辉灿烂的一页；以后又出现铸铁件。中国早在战国时期就广泛使用铸铁件，技术传统源远流长。金属铸造冶金和铸造是相辅相成的工艺过程，中国古代“冶铸”一词反映了这一事实。尽管后世铸造工艺已发展成机械制造工艺中相对独立的分支学科，但与冶金工艺仍然密不可分。
① 铸铁铸铁已有悠久的历史，但发展速度缓慢。直到1722年，列奥米尔创制“冲天炉”，并开始用显微镜研究铸铁的组织和断口，情况才发生变化。1734年斯韦登贝里(Svedenberg)所著《铸铁学》(Deferro)问世，对铸铁工艺有了初步的理论认识。1765～1785年间，由于蒸汽机的出现，从18世纪60年代起机器制造业中大量使用铸铁，运输部门也使用铸铁轨，1788年为巴黎自来水厂生产了总长60公里的输水铸铁管。铸铁需求量的增加发展，促进了铸铁的技术进步和理论研究工作。
② 铸钢的熔点高，成分控制（如脱氧等）复杂，直到1740年才出现坩埚法炼钢，开始发展工艺。
③ 铸铝 1886年发明熔盐电解制铝。到20世纪初，铝及其合金的铸造业迅速发展起来，在有色金属铸造中已居首位。而传统的铜合金铸件所占的比例却逐渐减少了。
金属的铸造性能 包括：①流动性，液态金属充满铸型的能力；②收缩倾向,从液态到固态体积收缩大,易产生缩孔等缺陷，又线性尺寸收缩大，影响铸件的最终尺寸精度；③热裂倾向，有的金属和合金在铸造过程中容易产生裂纹和偏析倾向等。
分类
金属铸造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、铸造车间壳型铸造、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。
金属铸造工艺通常包括：
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；
③ 铸件处理和检验，铸件处理包括清除型芯和铸件表面异物、切除浇冒口、铲磨毛刺和披缝等凸出物以及热处理、整形、防锈处理和粗加工等。 [1]
特点
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优点
金属型冷却速度较快，铸件组织较致密，可进行热处理强化，力学性能比砂型铸造高15%左右。
金属型铸造，铸件质量稳定，表面粗糙度优于砂型铸造，废品率低。
劳动条件好，生产率高，工人易于掌握。
缺点
金属型导热系数大，充型能力差。
金属型本身无透气性。必须采取相应措施才能有效排气。
金属型无退让性，易在凝固时产生裂纹和变形。 [2]
应用
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砂型铸造
砂型铸造的适应性很广，小件、大件，简单件、复杂件，单件、大批量都可采用。砂型比金属型耐火度更高，因而如铜合金和黑色金属等熔点较高的材料也多采用这种工艺。
砂型铸造用的模具，一般木材制作，通称木模。为了提高尺寸精度较高，也常使用寿命较长的铝合金模具或树脂模具。虽然价格有所提高，但仍比金属型铸造用的模具便宜得多，在小批量及大件生产中，价格优势尤为突出。
金属型铸造
采用金属型铸造时，必须综合考虑下列各因素：制造周期长、成本高，不适合单件、小批生产；不适宜铸造形状复杂（尤其是内腔）、薄壁和大型铸件（金属型的模具受模具材料尺寸和型腔加工设备、铸造设备能力的限制，所以金属型不适合于特别大的铸件生产）模具费比砂型贵，比压铸便宜。
重力铸造
广泛用于各种有色铸件的生产，但金属型铸造也存在金属利用率低、薄壁复杂铸件浇注困难、铸件组织密度相对压力铸造较低等缺点。
高压铸造
因为金属液在高压、高速下充填型腔的过程中，不可避免地把型腔中的空气夹裹在铸件内部，形成皮下气孔，所以铝合金压铸件不宜热处理，锌合金压铸件不宜表面喷塑（但可喷漆）。否则，铸件内部气孔在作上述处理加热时，将遇热膨胀而致使铸件变形或鼓泡。
压铸件的机械切削加工余量也应取得小一些，一般在0.5mm左右，既可减轻铸件重量、减少切削加工量以降低成本，又可避免穿透表面致密层，露出皮下气孔，造成工件报废。
由于压铸件件内部疏松，塑性、韧性差，不适合于制造承受冲击载荷件。铸件壁厚均匀，并以3~4mm薄壁铸件为宜，最大壁厚应小于6~8mm，以防止缩孔等缺陷。避免机加，以防止内部孔洞外露。
低压铸造
金属液在压力作用下充型，可以提高金属液的流动性，铸件成形性好，有利于形成轮廓清晰、表面光洁的铸件，对于大型薄壁铸件的成形更为有利；铸件在压力作用下结晶凝固，并能得到充分地补缩，故铸件组织致密，机械性能高； 提高了金属液的工艺收得率，一般情况下不需要冒口，使金属液的收得率大大提高，收得率一般可达90%。劳动条件好，生产效率高，易实现机械化和自动化，也是低压铸造的突出优点。
低压铸造对合金牌号的适用范围较宽，基本上可用于各种铸造合金。不仅用于铸造有色合金，而且可用于铸铁、铸钢。特别是对于易氧化的有色合金，更显示它的优越性能，即能有效地防止金属液在浇注过程中产生氧化夹渣。低压铸造对铸型材料没有特殊要求。 [3]
