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• 八大金属材料成形工艺

  八大金属材料成形工艺 01 铸造 液态金属浇注到与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法，通常称为金属液态成形或铸造。 液体金属→充型→凝固收缩→铸件 工艺 特点： 1）可生产形状任意复杂的制件，特别是内腔形状复杂的制件。 2）适应性强，合金种类不受限制，铸件大小几乎不受限制。 3）材料来源广，废品可重熔，设备投资低。 4）废品率高、表面质量较低、劳动条件差。 铸造分类： （1）砂型铸造（sand casting） 砂型铸造：在砂型中生产铸件的铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。 技术特点： 1）适合于制成形状复杂，特别是具有复杂内腔的毛坯； 2）适应性广，成本低； 3）对于某些塑性很差的材料，如铸铁等，砂型铸造是制造其零件或，毛坯的唯一的成形工艺。 应用：汽车的发动机气缸体、气缸盖、曲轴等铸件 （2）熔模铸造(investmentcasting) 熔模铸造：通常是指在易熔材料制成模样，在模样表面包覆若干层耐火材料制成型壳，再将模样熔化排出型壳，从而获得无分型面的铸型，经高温焙烧后即可填砂浇注的铸造方案。常称为“失蜡铸造”。 优点： 1）尺寸精度和几何精度高； 2）表面粗糙度高； 3）能够铸造外型复杂的铸件，且铸造的合金不受限制。 缺点：工序繁杂，费用较高 应用：适用于生产形状复杂、精度要求高、或很难进行其它加工的小型零件，如涡轮发动机的叶片等。 （3）压力铸造(die casting)压铸：是利用高压将金属液高速压入一精密金属模具型腔内，金属液在压力作用下冷却凝固而形成铸件。 优点： 1）压铸时金属液体承受压力高，流速快 2）产品质量好，尺寸稳定，互换性好； 3）生产效率高，压铸模使用次数多； 4）适合大批大量生产，经济效益好。 缺点： 1）铸件容易产生细小的气孔和缩松。 2）压铸件塑性低，不宜在冲击载荷及有震动的情况下工作； 3）高熔点合金压铸时，铸型寿命低，影响压铸生产的扩大。 应用：压铸件最先应用在汽车工业和仪表工业，后来逐步扩大到各个行业，如农业机械、机床工业、电子工业、国防工业、计算机、医疗器械、钟表、照相机和日用五金等多个行业。 （4）低压铸造(low pressure casting)低压铸造：是指使液体金属在较低压力(0.02～0.06MPa)作用下充填铸型，并在压力下结晶以形成铸件的方法.。 技术特点： 1）浇注时的压力和速度可以调节，故可适用于各种不同铸型（如金属型、砂型等），铸造各种合金及各种大小的铸件； 2）采用底注式充型，金属液充型平稳，无飞溅现象，可避免卷入气体及对型壁和型芯的冲刷，提高了铸件的合格率； 3）铸件在压力下结晶，铸件组织致密、轮廓清晰、表面光洁，力学性能较高，对于大薄壁件的铸造尤为有利； 4）省去补缩冒口，金属利用率提高到90～98%； 5）劳动强度低，劳动条件好，设备简易，易实现机械化和自动化。 应用：以传统产品为主（气缸头、轮毂、气缸架等）。 （5）离心铸造(centrifugal casting)离心铸造：是将金属液浇入旋转的铸型中，在离心力作用下填充铸型而凝固成形的一种铸造方法。优点： 1）几乎不存在浇注系统和冒口系统的金属消耗，提高工艺出品率； 2）生产中空铸件时可不用型芯，故在生产长管形铸件时可大幅度地改善金属充型能力； 3）铸件致密度高，气孔、夹渣等缺陷少，力学性能高； 4）便于制造筒、套类复合金属铸件。 缺点： 1）用于生产异形铸件时有一定的局限性； 2）铸件内孔直径不准确，内孔表面比较粗糙，质量较差，加工余量大； 3）铸件易产生比重偏析。 应用： 离心铸造最早用于生产铸管，国内外在冶金、矿山、交通、排灌机械、航空、国防、汽车等行业中均采用离心铸造工艺，来生产钢、铁及非铁碳合金铸件。其中尤以离心铸铁管、内燃机缸套和轴套等铸件的生产最为普遍。 （6）金属型铸造(gravity die casting)金属型铸造：指液态金属在重力作用下充填金属铸型并在型中冷却凝固而获得铸件的一种成型方法。 优点: 1）金属型的热导率和热容量大，冷却速度快，铸件组织致密，力学性能比砂型铸件高15%左右。 2）能获得较高尺寸精度和较低表面粗糙度值的铸件，并且质量稳定性好。 3）因不用和很少用砂芯，改善环境、减少粉尘和有害气体、降低劳动强度。 缺点： 1）金属型本身无透气性，必须采用一定的措施导出型腔中的空气和砂芯所产生的气体； 2）金属型无退让性，铸件凝固时容易产生裂纹； 3）金属型制造周期较长，成本较高。因此只有在大量成批生产时，才能显示出好的经济效果。 应用： 金属型铸造既适用于大批量生产形状复杂的铝合金、镁合金等非铁合金铸件，也适合于生产钢铁金属的铸件、铸锭等。 （7）真空压铸(vacuumdie casting)真空铸造：通过在压铸过程中抽除压铸模具型腔内的气体而消除或显著减少压铸件内的气孔和溶解气体，从而提高压铸件力学性能和表面质量的先进压铸工艺。 优点： 1）消除或减少压铸件内部的气孔，提高压铸件的机械性能和表面质量，改善镀覆性能; 2）减少型腔的反压力，可使用较低的比压及铸造性能较差的合金，有可能用小机器压铸较大的铸件; 3）改善了充填条件，可压铸较薄的铸件; 缺点： 1）模具密封结构复杂，制造及安装较困难，因而成本较高; 2）真空压铸法如控制不当，效果就不是很显著。 （8）挤压铸造(squeezing die casting)挤压铸造：是使液态或半固态金属在高压下凝固、流动成形，直接获得制件或毛坯的方法。它具有液态金属利用率高、工序简化和质量稳定等优点，是一种节能型的、具有潜在应用前景的金属成形技术。 直接挤压铸造：喷涂料、浇合金、合模、加压、保压、泄压，分模、毛坯脱模、复位； 间接挤压铸造：喷涂料、合模、给料、充型、加压、保压、泄压，分模、毛坯脱模、复位。 技术特点： 1）可消除内部的气孔、缩孔和缩松等缺陷； 2）表面粗糙度低，尺寸精度高； 3）可防止铸造裂纹的产生； 4）便于实现机械化、自动化。 应用：可用于生产各种类型的合金，如铝合金、锌合金、铜合金、球墨铸铁等 （9）消失模铸造（Lost foam casting ）消失模铸造（又称实型铸造）：是将与铸件尺寸形状相似的石蜡或泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。 预发泡→发泡成型→浸涂料→烘干→造型→浇注→落砂→清理技术特点： 1）铸件精度高，无砂芯，减少了加工时间； 2）无分型面，设计灵活，自由度高； 3）清洁生产，无污染； 4）降低投资和生产成本。 应用： 适合成产结构复杂的各种大小较精密铸件，合金种类不限，生产批量不限。如灰铸铁发动机箱体、高锰钢弯管等。 （10）连续铸造（continual casting）连续铸造：是一种先进的铸造方法，其原理是将熔融的金属，不断浇入一种叫做结晶器的特殊金属型中，凝固（结壳）了的铸件，连续不断地从结晶器的另一端拉出，它可获得任意长或特定的长度的铸件。 技术特点： 1）由于金属被迅速冷却，结晶致密，组织均匀，机械性能较好； 2）节约金属，提高收得率； 3）简化了工序，免除造型及其它工序，因而减轻了劳动强度；所需生产面积也大为减少； 4）连续铸造生产易于实现机械化和自动化，提高生产效率。 应用： 用连续铸造法可以浇注钢、铁、铜合金、铝合金、镁合金等断面形状不变的长铸件，如铸锭、板坯、棒坯、管子等。 02 塑性成形 塑性成形：就是利用材料的塑性，在工具及模具的外力作用下来加工制件的少切削或无切削的工艺方法。它的种类有很多，主要包括锻造、轧制、挤压、拉拔、冲压等。 （1）锻造 锻造：是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。 根据成形机理，锻造可分为自由锻、模锻、碾环、特殊锻造。 自由锻造：一般是在锤锻或者水压机上，利用简单的工具将金属锭或者块料锤成所需要形状和尺寸的加工方法。 模锻：是在模锻锤或者热模锻压力机上利用模具来成形的。 碾环：指通过专用设备碾环机生产不同直径的环形零件，也用来生产汽车轮毂、火车车轮等轮形零件。 特种锻造：包括辊锻、楔横轧、径向锻造、液态模锻等锻造方式，这些方式都比较适用于生产某 些特殊形状的零件。锻坯加热→辊锻备坯→模锻成形→切边→冲孔→矫正→中间检验→锻件热处理→清理→矫正→检查 技术特点： 1）锻件质量比铸件高能承受大的冲击力作用，塑性、韧性和其他方面的力学性能也都比铸件高甚至比轧件高。 2）节约原材料，还能缩短加工工时。 3）生产效率高例。 4）自由锻造适合于单件小批量生产，灵活性比较大。 应用： 大型轧钢机的轧辊、人字齿轮，汽轮发电机组的转子、叶轮、护环，巨大的水压机工作缸和立柱，机车轴，汽车和拖拉机的曲轴、连杆等。 （2）轧制 轧制：将金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙（各种形状），因受轧辊的压缩成型轧制使材料截面减小，长度增加的压力加工方法。 轧制分类： 按轧件运动分有：纵轧、横轧、斜轧。 纵轧:就是金属在两个旋转方向相反的轧辊之间通过，并在其间产生塑性变形的过程。 横轧：轧件变形后运动方向与轧辊轴线方向一致。 斜轧：轧件作螺旋运动，轧件与轧辊轴线非特角。应用： 主要用在金属材料型材，板，管材等 ，还有一些非金属材料比如塑料制品及玻璃制品。 （3）挤压挤压：坯料在三向不均匀压应力作用下，从模具的孔口或缝隙挤出使之横截面积减小长度增加，成为所需制品的加工方法叫挤压，坯料的这种加工叫挤压成型。挤压前准备→铸棒加热→挤压→拉伸扭拧校直→锯切（定尺）→取样检查→人工时效→包装入库优点： 1）生产范围广，产品规格、品种多； 2）生产灵活性大，适合小批量生产； 3）产品尺寸精度高，表面质量好； 4）设备投资少，厂房面积小，易实现自动化生产。 缺点： 1）几何废料损失大； 2）金属流动不均匀； 3）挤压速度低，辅助时间长； 4）工具损耗大，成本高。 生产适用范围：主要用于制造长杆、深孔、薄壁、异型断面零件。 （4）拉拔拉拔：用外力作用于被拉金属的前端，将金属坯料从小于坯料断面的模孔中拉出，以获得相应的形状和尺寸的制品的一种塑性加工方法。 优点： 1）尺寸精确，表面光洁； 2）工具、设备简单； 3）连续高速生产断面小的长制品。 缺点： 1）道次变形量与两次退火间的总变形量有限； 2）长度受限制。 生产适用范围：拉拔是金属管材、棒材、型材及线材的主要加工方法。 （5）冲压冲压：是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件（冲压件）的成形加工方法。 技术特点： 1）可得到轻量、高刚性之制品。 2）生产性良好，适合大量生产、成本低。 3）可得到品质均一的制品。 4）材料利用率高、剪切性及回收性良好 。 适用范围： 全世界的钢材中，有60～70%是板材，其中大部分经过冲压制成成品。汽车的车身、底盘、油箱、散热器片，锅炉的汽包，容器的壳体，电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中，也有大量冲压件。 03 机加工 机加工：是在在零件生产过程中，直接用刀具在毛坯上切除多余金属层厚度，使之或者图纸要求的尺寸精度、形状和位置相互精度、表面质量等技术要求的加工过程。 常用机加工方法：04 焊接焊接：也称作熔接,镕接是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。 焊接分类： 05 粉末冶金 粉末冶金：是制取金属或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。 工艺基本流程：优点： 1）绝大多数难熔金属及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法来制造。 2）节约金属，降低产品成本。 3）不会给材料任何污染，有可能制取高纯度的材料。 4）粉末冶金法能保证材料成分配比的正确性和均匀性。 5）粉末冶金适宜于生产同一形状而数量多的产品，能大大降低生产成本。 缺点： 1）在没有批量的情况下要考虑 零件的大小。 2）模具费用相对来说要高出铸造模具。 生产适用范围： 粉末冶金技术可以直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品，如含油轴承、齿轮、凸轮、导杆、刀具等。 06 金属注射成型MIM (Metal injection Molding )：是金属注射成形的简称。是将金属粉末与其粘结剂的增塑混合料注射于模型中的成形方法。它是先将所选粉末与粘结剂进行混合，然后将混合料进行制粒再注射成形所需要的形状。 MIM MIM流程分为四个独特加工步骤（混合、成型、脱脂和烧结）来实现零部件的生产，针对产品特性决定是否需要进行表面处理。 技术特点： 1）一次成型负责零件； 2）制件表面质量好、废品率低、生产效率高、易于实现自动化； 3）对模具材料要求低。 技术核心： 粘接剂是MIM技术的核心只有加入一定量的粘接剂，粉末才具有增强流动性以适合注射成型和维持坯块的基本形状。 07 金属半固态成型 半固态成型：利用非枝晶半固态金属（Semi-SolidMetals，简称SSM）独有的流变性和搅熔性来控制铸件的质量。 半固态成型可分为流变成型和触变成型。 （1）流变成型（Rheoforming）（2）触变成型（Thixoforming） 技术特点： 1）减少液态成型缺陷，显著提高质量和可靠性； 2）成型温度比全液态成型温度低，大大减少对模具的热冲击； 3）能制造常规液态成型方法不可能制造的合金； 应用： 目前已成功用于主缸、转向系统零件、摇臂、发动机活塞、轮毂、传动系统零件、燃油系统零件和空调零件等制造等航空、电子以及消费品等方面。 08 3D打印 3D打印：是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

  2025-07-01

• 15种不同类型的铸造方法和工艺详细说明

  15种不同类型的铸造方法和工艺详细说明 1 什么是铸造 铸造是成型所需形状的最古老和最流行的制造方法，这是制造大多数产品的第一步。 铸件是可由任何类型的金属经熔化二次浇注成任何形状的工件。铸件可以生产从几毫米到几米的尺寸，重量从几克到几吨不等。由难以加工的金属制成的具有非常复杂形状、中空截面、复杂内腔和不规则曲面的产品可以通过铸造工艺轻松生产。 有许多铸造工艺可供选择，生产特定零件的工艺选择取决于生产成本、生产率、尺寸、形状和表面光洁度等因素。铸造工艺基本上在用于制备模具的材料类型和浇注熔融材料的方法上彼此不同。 模具材料通常是砂或金属，浇注方法可以使用重力、真空或低压或高压。铸造最常用于制造复杂的形状，这些形状很难或不经济地用其他方法制造。 浇注可以分为两大类：消失模（Expendable）和非消失模（Non-expendable casting） 在消失模铸造中，它包括砂型铸造、型壳铸造、石膏型铸造、熔模铸造和消失模铸造。 在非消失模铸造中，它包括永久型铸造、压铸、半固态金属铸造、离心铸造和连续铸造。 2 金属铸造工艺的类型 以下是用于大规模生产的不同类型的铸造工艺： Sand casting 砂型铸造 Investment casting 熔模铸造 Permanent mold casting 金属型铸造 Die casting 压铸 Gravity die casting 重力压铸 Plaster casting 石膏型铸造 Centrifugal casting 离心铸造 Lost foam casting 消失模铸造 Vacuum casting 真空铸造 Squeezing casting 挤压铸造 Continuous casting 连铸铸造 Shell molding 壳型铸造 Ceramic mold casting 陶瓷型铸造 Metal mold casting 金属型铸造 Clay mold casting 泥型铸造 2.1 砂型铸造 and Casting 砂型铸造是最广泛和最广泛使用的铸造工艺类型。这是一种消失模永久型铸造工艺。砂型铸造工艺包括使用熔炉、金属、模型和砂型。 15种不同类型的铸造方法和工艺详细说明，图文并茂，一目了然 在模型周围用手捣砂用于简单的铸造。对于复杂的铸件，型砂混合物由造型机压实。造型机不仅增加了生产成本，而且通过加强冲压力的施加和分配来提高铸件质量。它可用于所有类型的金属，但与其他铸造工艺相比，表面光洁度和尺寸精度不好。这是最经济的生产方式。 2.2 熔模铸造 Investment Casting 在该方法中，蜡模与耐火材料和粘合剂组合以产生一次性陶瓷模具，然后用熔融金属填充该模具以产生金属铸件。熔模铸造也称为失蜡铸造。 熔模铸造是一种昂贵且劳动密集型的工艺，用于生产齿轮、自行车行李箱、摩托车盘和喷砂机备件。通常，熔模铸造用于制造具有更薄壁和更严格公差的复杂形状的部件。 2.3 永久模铸造 Permanent Mold Casting 永久型铸造是一种使用可重复使用的模具铸造金属的方法，这些模具通常由金属制成。永久型铸造通常被称为重力压铸，因为熔融金属被倒入模具中，而不是强行注入。 15种不同类型的铸造方法和工艺详细说明，图文并茂，一目了然 通常，永久型铸造生产简单，小的金属零件，具有均匀的壁厚，在大量。在此过程中，经常使用有色金属，如铜合金，镁合金和铝合金。齿轮、花键、车轮、齿轮箱、管件、喷油器壳体和汽车发动机活塞等产品经常使用这种工艺制造。 2.4 压铸 Die Casting 压铸是一种非常常用的永久型铸造工艺。它用于生产炉灶、风扇、电机、玩具等家电的许多部件。 压铸零件的表面光洁度和公差非常好，几乎不需要后处理。压铸模具价格昂贵，并且需要大量的准备时间来制造;它们通常被称为模具。 压铸分类： Hot chamber die-casting 热室压铸 Cold-chamber die casting 冷室压铸 2.4.1 Hot chamber die-casting 热室压铸 在热室工艺（用于锌合金和镁合金）中，与模腔相连的压力室被熔融金属永久填充。 15种不同类型的铸造方法和工艺详细说明，图文并茂，一目了然基本运行流程如下： 关闭模具，鹅颈缸充满熔融金属。柱塞推动熔融金属通过鹅颈通道和喷嘴进入模腔：金属在压力下保持直到凝固。 模具打开，芯（如果有的话）缩回;铸件留在顶出模具中;柱塞返回，通过喷嘴和鹅颈将熔融金属拉回来。 顶杆将铸件推出模具。当柱塞打开入口孔时，熔化的金属重新填充鹅颈缸。 热室工艺用于（a）具有低熔点和（B）不与模具材料钢合金化的金属;常见的例子是锡、锌和铅。 2.4.2 冷室压铸工艺 Cold Chamber Die Casting Process 在冷室工艺中，熔融金属在每个循环中都被倒入冷室中。 15种不同类型的铸造方法和工艺详细说明，图文并茂，一目了然 运行流程为：关闭模具，将熔融金属舀入冷室气缸中。 柱塞将熔化的金属推入模腔;金属在高压下保持直到凝固。 模具打开，柱塞随之将固化的废料从气缸中推出。如果有核心，它们会被收回。 顶杆将铸件推离顶模，柱塞返回原始位置。 该工艺特别适用于高熔点金属，如铝和铜（及其合金）。 2.5 重力压铸 Gravity Die Casting 将液态金属倒入金属模具中依靠重力充满模具，然后冷却并固化成型。常见的重力铸造零件有车轮、发动机活塞、管件、齿轮箱和齿轮。 15种不同类型的铸造方法和工艺详细说明，图文并茂，一目了然 铅、锌、铝和镁合金以及某些青铜和铸铁通常用于这种铸造工艺。然而，与砂型铸造相比，该工艺具有更高的铸造率。然而，价格有点高，因为金属模具很贵。2.6 石膏铸造 Plaster Casting 石膏铸造类似于砂型铸造，除了模具是由一种被称为“巴黎石膏”的材料制成。由于石膏的导热性和热容量较低，金属冷却速度比沙子慢，这有助于实现高精度，特别是对于薄截面零件。 15种不同类型的铸造方法和工艺详细说明，图文并茂，一目了然 然而，该工艺不适合高温铁类材料。石膏模铸造工艺在生产30克的小型铸件和45公斤的大型铸件时特别有效。 2.7 离心铸造 Centrifugal Casting 熔融金属被倒入旋转的模具中，离心力使模具充满并固化。高压熔融金属在离心力的帮助下遍布模具。 15种不同类型的铸造方法和工艺详细说明，图文并茂，一目了然 典型地，通过离心铸造来产生像圆柱体的旋转形状，具体的部件包括气缸套、活塞环、离合器片和衬套轴承。 2.8 消失模铸造 Lost Foam Casting 消失模铸造工艺与熔模铸造相当，除了模型是由泡沫而不是蜡制成。在形成图案之后，通过浸渍、涂覆、喷涂或刷涂来用耐火陶瓷涂覆。然后通过将熔融金属倒入模具中来形成成品。 15种不同类型的铸造方法和工艺详细说明，图文并茂，一目了然 各种材质，包括合金钢、碳钢、合金铸铁、黑色合金等，可以使用这种铸造方法。消失模铸造工艺特别用于生产泵壳、消防栓、阀门和配件等物体。 2.9 真空铸造 Vacuum Casting 真空铸造生产在100bar或更低的真空压力下进行，以从模具腔中排出气体。为了消除气泡和气穴，熔融金属被倒入真空室内的模具腔中。 15种不同类型的铸造方法和工艺详细说明，图文并茂，一目了然 在真空下对模腔进行抽真空，以防止在金属注射期间捕获气体。最后，金属在从模具中取出之前在加热室中固化。 许多行业都使用真空压铸技术，包括汽车，航空航天，电子，船舶，电信等，因此，这种制造工艺会产生一些部件，如结构底盘部件和汽车车身部件。 2.10 挤压铸造 Squeezing Casting 挤压铸造工艺将联合收割机模锻和永久模铸造结合在一个步骤中，形成混合金属成形工艺。挤压铸造也被称为液态锻造。 15种不同类型的铸造方法和工艺详细说明，图文并茂，一目了然 在这种铸造中，将预定体积的熔融金属合金注入模具中并在压力下成形。然后将金属部件加热到熔点并从模具中取出。 特别是对于汽车系统中的安全重要部件来说，这是一种潜在的铸造工艺。例如，底盘框架、支架、节点、空间框架接头、铝制前转向节等。 这种特殊的金属铸件结合了锻造和铸造技术的优点。这意味着在固化过程中，使用的高压有助于防止收缩和孔隙。然而，由于特定的模具要求，这种方法比其他大规模生产的铸造工艺更不常见。 2.11 连续铸造 Continuous Casting 连续铸造能够可靠地大规模制造具有固定横截面的金属型材。在钢棒的制造中，经常使用这种铸件。此外，半连续铸造产品，如坯、锭、棒等，都是垂直铸造的。 15种不同类型的铸造方法和工艺详细说明，图文并茂，一目了然 这种方法小心地控制熔融金属倒入开口式水冷模具的速度。这允许在模具中心的液态金属上形成固体金属表面。因此，金属的凝固是从外到内发生的。 在该过程之后，可以连续地从模具中取出金属股。通过使用机械剪切机或移动氧乙炔炬，可以将产品切割成预定的长度。它通常产生致密、均匀和一致的产品 2.12 壳体成型 Shell Molding 与砂型铸造类似，不是使用砂箱，而是用硬化的砂壳形成型腔。使用的砂比砂型铸造中使用的砂更细，并且与树脂结合以使热处理和硬化成围绕模型的壳。 15种不同类型的铸造方法和工艺详细说明，图文并茂，一目了然 工业产品如变速箱壳体、连杆、小船、卡车引擎盖、气缸盖、凸轮轴、阀体等，通过壳模成型生产。使用这种铸造工艺制造的产品具有出色的表面光洁度和精确的尺寸。 2.13 陶瓷模具铸造 Ceramic Mold Casting 这些类型的铸造工艺使用陶瓷浆料创建铸件。该浆料由硅酸乙酯水解物和耐火砂（如熔融石英、锆石和刚玉）组成，其中大多数具有高度热稳定性和纯净的质地。 15种不同类型的铸造方法和工艺详细说明，图文并茂，一目了然 氢氧化钙或氧化镁经常用作催化剂以加速陶瓷浆料的胶凝。该过程通常被称为“陶瓷型”铸造，因为所使用的耐火材料具有类似于陶瓷的成分和外观。 2.14 金属铸造 Metal Mold Casting 铸件是通过将液态金属倒入金属模具中制成的。金属模具在需要更换之前可以使用数百到数千次。 金属型铸造具有重量和形状限制。例如，黑色金属只能用于制造形状简单且不太重的铸件。此外，壁厚也有局限性，这使得铸造较小的铸件具有挑战性。 2.15 泥模铸造 Clay Mold Casting 这是一种传统的铸造工艺，其中粘土被用来制作铸件的模具。粘土结合水和物质，如稻壳，稻芒，马粪，谷壳灰，形成一个强大的粘接力。粘土在阳光下或空气中干燥后形成具有出气孔和高硬度的模具。它的模具的表面是均匀的精细和光滑，但它的内部有一个粗糙的纹理。可以添加额外的材料，如沙子，罐渣和碎砖。 粘土模具是半永久性的，因为它可以重复使用。在中国，粘土型铸造是已知的最古老的铸造技术。

  2025-07-01

• 什么是铸造？类型、优点、缺点和应用

  在多种金属零件制造工艺中，金属铸造以其复杂形状、材料多功能性和大批量生产能力而闻名。但 铸造到底是什么？铸造是将金属和合金原料熔化后倒入预先设计的模腔中，然后凝固，从而将其转化为所需功能部件的过程。同时，模腔是预期部件几何形状的镜像。 铸造技术有很多种，每种技术都有独特的特点和优势；砂型铸造、模压铸造和熔模铸造就是其中几种。但是，使用哪种方法取决于设计部件的原材料类型和规格。本文将讨论铸造工艺、技术、兼容的金属和合金、优点和缺点，以提供全面的概述。 什么是铸造？ 它指的是熔融金属在凝固时形成几何形状而制成的任何金属和合金部件。液态金属会呈现出包含它的腔体的几何形状。浇注后，材料会流过腔体（模具）内的每个角落并捕捉每个细节。然后，将部件顶出到模具腔体中。 追溯其历史，铸造工艺可追溯到七千年前（约公元前3200年） 在古代 美索不达米亚和中国 将铜转化为各种有用的物品。公元前 645 年后，砂型铸造成为工具和炊具最突出的制造方法之一。 在现代制造时代，随着金属铸造工艺能力的不断发展，它已融入所有行业。它可以以低廉的价格制造精密而复杂的部件，尤其是在大批量生产中。模具、铸模或其他形式的型腔可以生产数千到数百万个相同的零件。然而，砂模和熔模只能使用一次，这对于原型项目来说是经济的。此外，铸造部件保留了原有的机械和物理性能。 铸造是如何进行的？ 铸造工艺的基本工作机理 铸造或铸模工艺涉及两种不同的方法，使用腔体模型和可承受多次循环的精密模具。以下是与其工作相关的一些术语； 模型：这是用金属、塑料或木材制作的用于塑造模具的所需部件的全尺寸复制品。 型芯和型腔：型腔是指勾勒出铸件外部特征的空心部分，而型芯则形成内部特征，例如孔和通道。 浇注系统：引导和控制金属液从浇注炉流向型腔的通道。它包括浇口、流道和浇口等组件。 冒口：模具中的储存器，用于将熔融金属供给铸件以补偿凝固过程中的收缩，确保铸件无空洞和缺陷。 接下来我们来一步步阐述一下casting的工作原理。 步骤 1：创建模具型腔 图案是创建空腔所必需的，因为它充当所需形状的主体。复制品或图案可以用木头、塑料或蜡制成。随后，在图案设计和制造中需要考虑一些因素，例如尺寸调节以适应收缩余量、拔模角度以方便拆卸、空心部分的芯模等。 制作完模型后，将其放入一个造型盒中，四周环绕着沙子或陶瓷等造型材料。然后，它会捕捉形状并在弹出时离开型腔。然而，永久模具型腔是采用先进的制造技术制成的，例如 数控 和 电火花加工 不锈钢或铝。 步骤2：倒入熔融材料 首先，材料熔炼涉及电弧、感应或坩埚，具体取决于铸件尺寸。例如，大型铸件需要大型熔炉来熔化原材料，并在浇注前使用小型钢包进行转移。 浇注是通过手动操作坩埚或机械和液压倾倒来完成的。然而，连铸机可以在模具沿着生产线移动时自动将熔融材料倒入浇注底座。温度根据铸造材料的熔点而变化。例如，不锈钢铸件高达 1000℃-1250℃。接下来，浇口和浇注系统将液体材料引导到型腔。 第四步：冷却固化 一旦液态金属捕捉到所有腔体的细节，它就会在特定时间内冷却并凝固。冷却系统可能涉及通道和通道来控制冷却速度。同时，冷却时间取决于铸件的尺寸、复杂程度和材料类型。 在凝固过程中，被称为晶核的微小固体颗粒聚集在一起并开始晶体生长，最终形成相应材料的晶粒结构。这种机制允许恢复原有的性能。 步骤 4：取出铸造产品 最后，将产品从模具中取出。如果模具是可膨胀的（砂型或熔模铸造），操作员或机械系统会将其破坏以弹出最终部件。另一方面，对于可重复使用的模具和冲模，顶出机构会取出金属铸造产品。然后，清洁和后处理可确保尺寸精度和成品质量。 现在我们知道了什么是铸造以及它的基本工作机制，让我们来讨论一下铸造的类型有哪些。 不同类型的铸造方法 随着各行各业不断寻求更精确、更复杂的铸件，金属铸造技术也在同时开发新方法和新技术。您可以找到多种类型的铸造方法，例如砂型或硅型铸造和压铸方法，每种方法都具有一些独特的功能。这些技术的比较分析（流程、优势和应用）可以帮助您确定哪种技术最适合您的项目。 以下是制造业中常见的铸造方法。 砂模铸造 砂型铸造法使用紧密堆积的细小硅基材料或砂粒来制作模具。模具包括两个部分：上模和下模（上半部分和下半部分）。同时，将熔融金属倒入由这两个部分形成的型腔中。这种机制还可确保精确对准、易于操作、复杂形状和高效浇注。 产品优点 模具制造和铸造工艺简单，且工具成本非常低。 砂型铸造几乎与所有合金都兼容，包括黑色金属和有色金属。 形状和尺寸灵活。可铸造重量超过200吨的零件。 虽然尺寸精度较低，但后处理简单且耗时较少。 应用： 活塞、衬套、电子元件、阀门、轴承、发动机曲轴箱、工厂机械等。 精密铸造 - 熔模铸造工艺 比砂型铸造相对复杂。它涉及使用连接在中央蜡浇口中的蜡模来准备模具。然后，陶瓷等耐火材料围绕该网络。接下来，加热模具将耐火材料内的蜡模熔化，并使型腔具有光滑的表面，这也是它也称为失蜡铸造的原因。然后，将液体倒入该型腔中，并在凝固完成后破坏模具以取出零件。 产品优点 使用蜡模可以制作空心部分、底切和内部通道，而无需插入芯。 晶粒结构细化，表面光洁度更好。 尺寸精度高（±0.1mm） 具有复杂几何形状的薄壁零件 应用： 军用和飞机部件，如发动机零件、工业设备部件、汽车发动机和排气系统、医疗植入物和仪器等。 压铸 这种铸造使用由坚固的材料制成的永久模具（称为模具），例如硬化工具钢。它通常用于锌、铝、铜和锡等材料。 压铸工艺 包括在熔炉中熔化原材料，熔炉可能连接到铸造机，也可能不连接到铸造机。然后，液压柱塞或注射机构将液体输送到模具中。同时，压力可达到 25000 psi。 产品优点 整个生产周期内严格的公差和一致性 后期处理操作要求较低 大批量生产具有成本效益 应用： 它的应用范围很广，例如汽车零件、飞机涡轮叶片和机身、电器外壳、工业产品、机床和家用电器等。 离心铸造 离心铸造法或旋转铸造法使用绕轴旋转的圆柱形模具，将液态金属倒入旋转的模具中。离心力将浇注的金属推向模具壁，形成均匀的层。然后，凝固形成具有特定厚度的模具形状。 产品优点 由于金属液连续供给，因此不存在孔隙 由于离心铸造部件向内凝固，因此出现气穴和缩孔的风险极小。 由于没有冒口，因此减少了浇注阶段的材料消耗。 致密且均匀的谷物结构。 应用： 这种铸造制造主要用于制造对称物品，例如空心圆柱体，轴套，管道，压力容器，圆盘形状等。 低压铸造 附在铸造机上的浇注炉或加压炉的压力通常为 0.02 至 0.07 Mpa。浇注炉保持在铸件下方，用升液管将金属液压到上方，然后将其转移到型腔中。持续的压力是填充型腔所必需的。一旦型腔被填满，冷却通道就会以受控的方式冷却模具，直到完全凝固。 产品优点 低压可以精确控制填充并消除湍流，减少孔隙率和收缩等缺陷。 高精度和精细的铸造。 低压铸造工艺适用于铝合金等各种有色材料。 光滑的填充还可以铸造尖角和复杂的几何形状。 应用： 气缸轮毂和框架、轮毂、厨具、定制空心和复杂型材、配件、电子设备部件等。 重力压铸 重力压铸工艺中的金属浇注不需要压力注射或柱塞机制。它涉及利用重力将材料从熔炉或钢包转移到模具中。在填充完成之前，没有其他力影响流动。此外，它主要适用于熔点较低的有色合金，例如铜、锌、铝和镁。 产品优点 定义结构、更好的机械性能和表面光洁度。 由于没有压力流，最终部件的孔隙率最小。 由于不需要注射机制，它比其他永久模具具有更简单的工具。 应用： 重力压铸在许多行业中具有广泛的应用，包括汽车零部件、工业机械零件、航空发动机和外壳元件、装饰品、家用电器零件等。 真空压铸 顾名思义， 真空铸造工艺 将熔融状态的金属或塑料放入真空中成型。一般来说，在此过程中，泵或类似装置会抽走模具内的所有空气。 硅胶模具（如聚氨酯）用于橡胶和塑料成型。但是，其他类型的模具和压模也适用于真空铸造不同材料。此外，这种铸造制造模仿了注塑技术的一些特性。这种真空铸造策略也适用于标准压铸，以最大限度地降低空气滞留的风险。 产品优点 高精度和准确度，特别是对于 3D 打印模具的项目。 铸工精细，细节复杂 它消除了铸造金属内部形成孔隙的风险。 能够很好地铸造较薄壁的零件 应用： 功能塑料原型、医疗植入物和假肢、消费品、汽车车身面板和其他部件、食品加工部件等。 挤压压铸 该方法通过在模具内压制液态和半固态材料来制造零件。首先，液态金属填充加热的开放式模具，然后上部零件将其关闭并通过连接的液压板或其他合适的机制施加压力。零件在压力下凝固并提供更好的机械性能特征。此外，它也被称为液态金属锻造。 挤压压铸有两种类型：直接压铸和间接压铸。在直接压铸过程中，熔融金属填充模具，上半部分闭合模具。另一方面，间接压铸首先将熔融金属注入型腔，然后通过冲头或柱塞施加高压。 产品优点 优异的表面纹理和最小的孔隙率。 生产周期快。 挤压铸造可以生产出精确的（接近最终形状的）零件。 压制过程中的快速传热可产生精细的微观结构。 应用： 高强度汽车零部件（如底盘和发动机支架）、航空航天零件、工业齿轮和液压部件、医疗设备零件等。 消失模铸造 “消失模”之所以被称为“消失模”，是因为所需部件的聚苯乙烯泡沫模型负责产生最终形状。模型被放置在耐火材料内，在倒入液体材料后，耐火材料会熔化，并在凝固后形成形状。然后，打破模具就会露出部件。 产品优点 具有优异的表面质量和最少的后加工要求的复杂几何形状。 消失模铸造可与多种材料兼容，包括铁、不锈钢、铝和铜。 它简化了制造过程，减少了时间、劳动力和材料浪费。 应用： 用于测试的快速原型、汽车气缸盖和焊接件、管件、阀门、泵外壳等。 连续铸造 连续铸造包括在生产线上连续浇注、凝固和部件移除。设置和过程涉及钢包或熔炉，材料通过控制系统流入模腔。随后，模具中的冷却机制（水道）迅速降低温度。因此，在使模具部件明显冷却的同时，进一步喷水使它们恢复到室温。 产品优点 这是一个简单的过程，因为连续铸造不需要流道、浇口和冒口。 100% 额定产量，无材料浪费。 连铸自动化提高了效率和生产率。 应用：具有一致轮廓的零件，如梁、柱、棒、带、管等。 铸造所用材料 多种铁和有色合金适用于金属铸造工艺。下表简要说明了铸造材料、其特性和等级。 金属/合金 铸造等级 抗拉强度 抗疲劳 硬度 耐磨性 耐腐蚀性 镁 AZ91D、AM60、AM50 中 好 中 中 中 铝板 A356、6061、7075 中 优异 中 好 优异 铁 灰铸铁 (G3000)、球墨铸铁 (65-45-12) 高 高 高 高 低至中等 锌 锌合金 3、锌合金 5、ZA-8 中 低 中 中 好 铁板 碳钢 (AISI 1020)、不锈钢 (304、316) 优异 优异 优异 优异 中等至优秀 铜合金 黄铜（C36000）、青铜（C95400） 高 好 中 高 优异 铅合金 铅锡合金、铅锑合金 低 低 低 低 高 铸造的优点 复杂的形状和几何形状 铸造工艺可以创建复杂的形状和特征。例如，内部通道和腔体、底切、薄壁、空心部分、多部件组件、不对称几何形状等。同时，这种能力背后的原因是熔融金属可以在任何小腔体和尖角内流动。 材料的多功能性 它可以与多种金属和合金一起使用， 黑色金属和有色金属。例如，铁、钢、锌、铜、铝和铅合金。因此，广泛的材料多功能性使人们能够灵活地选择满足所需特性的最佳材料。此外，铸造难以加工或锻造的金属也很容易实现。 成本效益 对于小批量或原型，砂型铸造和其他膨胀型铸造具有成本效益。另一方面，永久压模铸造方法适用于大规模制造，因为一次性模具成本可以覆盖数百万个周期。总体而言，铸造是一种经济高效的制造方法。 尺寸范围 任何尺寸的部件都可以铸造，从几百克到 200 多吨。例如，小型摩托车发动机缸体到大型蒸汽涡轮机外壳和工业设备底座。 高强度和耐用性 通过控制冷却过程使模具凝固，确保晶粒结构均匀，并在所有方向上保持相同的机械性能（强度和韧性）。此外，热处理和合金化等先进技术可提高耐磨性、耐腐蚀性和整体耐用性。 减少浪费 浇口、进料口和流道产生的废料可通过重新熔化在后续循环或批次中重新使用。因此，铸造制造中的材料浪费最少，从而降低了生产成本并有利于环境可持续性。 铸造的缺点 初始成本和时间 模具安装成本和时间比其他制造方法的加工成本更高，尤其是永久性模具。它会影响小规模生产的单件生产成本。较长的安装和生产周期也会影响从设计到上市的时间。 表面光洁度和精度 在砂型、耐火材料铸造的工艺中，由于造型材料的特性，铸件表面常常粗糙，尺寸不一致，因此铸件产品需要进行修整、打磨等后加工。 缺陷和质量控制 在金属铸件中，可能会因滞留气体、流动湍流、冷却不均匀、质量控制过程复杂以及其他原因（例如孔隙、收缩、翘曲和夹杂物）而出现缺陷。这些缺陷会削弱物理结构和性能。 复杂过程控制 铸造的另一个缺点是工艺控制的复杂性，控制温度、流速、压力、冷却速度和固化时间等许多参数使得准确控制工艺变得具有挑战性。此外，熔融材料的冶金性能考虑也增加了复杂性。因此，缺陷品的百分比和后处理要求可能会增加。 铸造的工业应用 压铸件 接下来，让我们从多个领域的应用角度来谈谈铸造是什么。 汽车行业 从“压铸方法最初是为了制造复杂的汽车锌部件而发明的”这一事实可以看出，汽车行业铸造应用的多样性。在当前情况下，汽车严重依赖铸造技术来生产轻质耐用的部件，这些部件有助于提高燃油效率和性能，例如发动机缸体、气缸盖和传动部件。铸造能力可以使用插入芯和定制工具方法精确地制造这些部件的复杂性和复杂特征。同时，铝压铸有利于生产轻质耐用的部件。 由铝铸造而成的高强度、轻量化发动机部件。 底盘部件动力传动部件。 空调零件。 燃油进气系统、转向系统、变速箱等。 航空航天工业 铸造方法可以将镍基超级合金、铝合金和镁合金等轻质材料加工成复杂的航空航天部件。同时，受控的冷却和凝固增强了它们的性能。因此，它通过生产轻质耐用的部件使航空航天业受益，从而提高了飞机和航天器的燃油效率和性能。 因此，熔模铸造在航空航天工业中最为常见。然而，模具、消失模、砂型和其他铸造方法也很普遍。铸造工艺允许制造具有复杂几何形状和内部冷却通道的航空航天部件，例如发动机缸体、气缸盖和传动部件。其他应用包括： 发动机部件、涡轮叶片、燃油系统零件、起落架零件等。 泵壳入口和出口蜗壳。 液压系统元件。 控制室内部及部件。 消费品 铸造工艺能够制作复杂的设计，例如华丽的装饰、精致的厨房用具和耐用的炊具，因此适合制作许多消费品。这些物品采用熔模铸造、模铸、消失模铸造和砂型铸造等技术制造。由于精细的细节和美观性在这些应用中至关重要，因此铸造方法还可以确保腔壁表面光滑。 装饰品、墙钩、相框、灯具等。 门把手、门把手和其他类似的硬件。 厨房用具，例如锅铲、开瓶器、水槽水龙头、搅拌机底座和炉灶燃烧器。 工业设备和机械 铸造制造保持了原材料的原始特性，甚至可以通过添加填料和添加剂来提高其性能。因此，砂型、模具和其他铸造模具可以塑造高强度和耐腐蚀的合金，如不锈钢、碳合金和铝。此外，铸造还适用于大尺寸和重量的设计。因此，铸造可以为重型机械和工业设备生产坚固、耐用、耐磨和耐腐蚀的零件。例如，泵、变速箱、阀门、液压缸组件、破碎机颚式破碎机、传送带滚轮、定制外壳等。 医疗器械 生物相容性材料铬、钛、锆和钛合金也可以使用不同的技术进行精确铸造。精密铸造零件具有出色的光洁度、精度和复杂特性，这些特性对于医疗植入物和手术器械来说是必不可少的，以确保患者的安全。同时，砂型、模具和其他类型的模具也用于制造设备外壳、诊断设备部件和医疗家具。 其他一些具体的应用示例是； 定制髋关节置换、膝关节、脊柱和牙科植入物 心脏瓣膜框架、镊子和手术刀 手术剪和手术托盘 MRI 机器外壳和 CT 扫描仪框架 能源行业 不锈钢、镁、铝和锌合金等高强度材料的铸造可以为能源行业制造出能够承受高压力和恶劣化学和环境条件的部件和产品。此外，熔模铸造和压铸等工艺可确保精度和一致性，并将缺陷降至最低，这对于能源工厂的可靠性至关重要。 风力涡轮机部件，如轮毂、变速箱壳体和主机架，采用砂型和熔模铸造，具有高精度和结构完整性。 涡轮叶片、轮叶和燃烧室具有复杂的细节和严格的公差。 核反应堆压力容器、堆芯围带和蒸汽发生器零件。 太阳能电池板和电动汽车组件。 铸造与注塑成型的比较 铸造与注塑成型对比 从根本上讲 注塑工艺 同样是依靠熔料在预定形状的型腔内凝固的原理，但具体机制、能力、材料兼容性等各方面都有所不同，接下来分别阐述什么是铸造、什么是注塑成型，从中可以看出深度上的差异。 注塑工艺 这是一种主要用于批量生产热塑性塑料部件（少数热固性塑料和金属除外）的制造技术。液态塑料或金属在高压下注入模腔；材料在模具内流动，并在凝固后带走模腔的细节。此外，顶针或其他系统将部件从模具中取出。通常，注塑模具由高强度钢合金制成。 性能 各批次尺寸和整体质量一致 大批量时具有成本效益 生产周期快 高度自动化是可能的 它可以容纳二次插入物和其他类型的材料以形成单一物品。 缺点 对于小批量生产来说，高昂的工具和设备成本在经济上是昂贵的。 质量和结构完整性比铸造产品低。 材料的多功能性仅限于聚合物和少数金属。 大尺寸部件不适合注塑成型。 适合的应用 高强度汽车零部件、精密航空航天硬件、工业厂房机械、可靠能源组件、重型设备、医疗植入物等。 铸造过程 铸造，尤其是压铸模具与注塑成型相对相似；您可以将压铸模具与注塑模具联系起来。然而，压铸与注塑成型的主要区别在于压力应用。从注射时间到铸造过程中金属凝固，高压一直保持。另一方面，注塑成型涉及在高压下将熔融塑料或聚合物注入型腔，然后冷却以形成固体部件。 性能 它可制造出具有优异机械性能和表面光洁度的零件。 能够实现复杂的形状和特征，比如底切、内部通道、深槽和不规则轮廓。 工具和设备成本低。 它可以生产这些大尺寸的零件。 多种材料选择；铝、不锈钢、碳钢、锌、镁等等。 缺点 铸造部件可能需要后期加工才能满足尺寸和精加工规格。 与塑料成型相比，出现孔隙、空隙和其他缺陷的风险相对较大。 适合的应用 消费品、医疗设备、电子零件及外壳、工业齿轮和衬套、体育用品、家用电器和储存容器。 结语 我们已经讨论了什么是铸造以及其他相关方面、材料、类型、优点、缺点和应用。总体而言，它是一种用于制造复杂金属零件的突出技术，具有高强度、结构完整性、耐磨和耐腐蚀性以及精密公差，适用于众多工业应用。从砂型到模铸和失铸，铸造方法多种多样，可以满足无数制造需求。但是，选择适合您的零件的铸造技术或方法取决于材料类型、设计复杂性、精度、生产规模、预算等。

  2025-07-01

• 砂型铸造中各种典型铸造技术的原理和方法

  砂型铸造中各种典型铸造技术的原理和方法 根据铸型特点分类，有一次型铸造(砂型铸造、熔模铸造、石膏型铸造、实型铸造等)、半永久型铸造(陶瓷型铸造、石墨型铸造等)、永久型铸造(金属型铸造、压力铸造、挤压铸造、离心铸造等)； 根据浇注时金属液的驱动力及压力状态分类，有重力作用下的铸造和外力作用下的铸造。金属液在重力驱动下完成浇注称自由浇注或常压浇注。金属液在外力作用下实现充填和补缩，如压力铸造、挤压铸造、离心铸造和反重力铸造等。 本章介绍的铸造技术有：属于重力充型的有砂型铸造、金属型铸造和熔模铸造；属于外力充型的有压力铸造、离心铸造和挤压铸造；属于反重力铸造的有低压铸造和差压铸造/真空吸铸等。 铸造业中砂型铸造约占80％。型砂中粘土砂、水玻璃砂和树脂砂等又占了90％的份额。三种型砂间的比例视各国具体情况而异，平均来看，大致为5：3：2。以型砂铸造与其它铸造方法相比，其缺点是：劳动条件较差，铸件外观质量欠佳；铸型只能使用一次，生产率低。优点是：不受零件形状、大小、复杂程度及合金种类的限制；造型材料来源广，生产准备周期短，成本低。因此，砂型铸造是铸造生产中应用最广泛的一种方法，世界各国用砂型铸造生产的铸件占总产量的80%~90%。 本章的重点在砂型铸造。而铸造用砂型的种类及制造是重中之重。 第1节 砂型铸造 一、铸造用砂型的种类及制造 （一）概述 1．砂型铸造的特征及工艺流程 配制型砂—造型—合型—浇注—冷却—落砂—清理—检查—热处理—检验—获得铸件 特征：使用型砂构成铸型并进行浇注的方法，通常指在重力作用下的砂型铸造过程。 名词： 型砂——将原砂或再生砂+粘结剂+其它附加物等所混制成的混合物； 铸型——形成铸件外观轮廓的用型砂制成的空腔称为铸型； 砂芯——形成铸件内腔的用芯砂制成的实体(用于制做砂芯的型砂称为芯砂)； 造型——制造砂型的工艺过程； 制芯——制造砂芯的工艺过程。 造型(芯)方法按机械化程度可分为手工造型(芯)和机器造型(芯)两大类。 选择合适的造型(芯)方法和正确的造型(芯)工艺操作，对提高铸件质量、降低成本、提高生产率有极重要的意义。 （1）手工造型(芯) 手工造型(芯)是最基本的方法，这种方法适应范围广，不需要复杂设备，而且造型质量一般能够满足工艺要求，所以，到目前为止，在单件、小批生产的铸造车间中，手工造型(芯)仍占很大比重。在航空、航天、航海领域应用广泛。手工造型(芯)劳动强度大，生产率低，铸件质量不易稳定，在很大程度上取决于工人的技术水平和熟练程度。手工造型方法很多，如模样造型、刮板造型、地坑造型，各种造型方法有不同的特点和应用范围。 （2）机器造型(芯) 用机器完成全部或部分造型工序，称为机器造型。和手工造型相比，机器造型生产率高，质量稳定，劳动强度低，对工人的技术要求不像手工造型那样高。但设备和工艺装备费用较高，生产准备时间长，一般适用于一个分型面的两箱造型。机器造型(芯)主要适用于黑色金属铸件的大批量生产。 2． 砂型/芯制造方法分类 在制造各砂型、芯的过程中，根据其本身建立强度时其粘结机理的不同，通常可分为三大类： （1）机械粘结剂型芯----以粘土为粘结剂的粘土型芯砂所产生的粘结； （2）化学粘结剂型芯----型芯砂在造型、芯过程中，依靠其粘结剂本身发生物理、化学反应达到硬化，从而建立强度，使砂粒牢固地粘结为一个整体。有机、无机粘结剂，其中无机粘结剂包括钠水玻璃及硅溶胶，而有机粘结剂则包括热硬、自硬和气硬树脂砂型（芯）； （3）物理固结----指用物理学原理产生的力将不含粘结剂的原砂固结在一起，磁型铸造法、负压造型法或真实密封造型法或薄膜负压造型法，以及消失模造型法。 （二）粘土湿型 1.湿型及其特点 （1）生产灵活性大，适用面广，既可手工，又可机器、以及流水线生产，既可生产大件，也可生产小件，可铸钢（中小件），也可铸铁，有色合金等。 （2）生产效率高，生产周期短，便于流水线生产，可实现机械化及自动化，汽车，柴油机，抢拖拉机行业应用最广（300～500kg铸铁薄裂件）。(汽车缸体图)(或生产车间全貌图) （3）原材料成本低，来源广。 （4）节省能源、烘干设备和车间生产场地面积。 （5）因不需烘干，砂箱寿命长。 （6）缺点：操作不当，易产生一些铸造缺陷：夹砂结疤，鼠尾，砂眼，胀砂，粘砂等。 2．粘土湿型所用的主要原材料 粘土湿型的配方为：原砂（或旧砂）100，粘土（膨润土）1～5％，煤粉～8％，水～6％，以及其它附加物。 （1）原砂－石英砂 其砂子是火成岩中稳定的部分，主要成分为二氧化硅（SiO2）和少量的杂质（Na,k,Ca,Fe等氧化物）。含SiO2极高的砂子称石英砂，有高的熔点，1700℃，摩氏硬度7级（一般将材料分为10级，其中滑石为1级，金刚石为10级），随夹杂物含量的增加，其耐火度下降，SiO2含量高，砂子的颜色接近无色透明，一般用石英砂色白并略带灰色。 铸造生产所用的石英砂与建筑用砂不同，它有其特殊的要求，主要有：含泥量；颗粒组成；原砂颗粒形状及表面状况；原砂的矿物组成和化学成分等。 生产中通常根据铸件的合金种类、质量、壁厚的不同来选定原砂的化学成分和矿物组成。例如铸钢的浇注温度高达1500℃左右，钢液含碳量较低，型腔中缺乏能防止金属氧化的强还原性气氛，与铸型相接触的界面上金属容易氧化生成FeO和其它金属氧化物，因而较易与型砂中的杂质进行化学反应而造成化学粘砂。所以要求原砂中Si02含量应较高，有害杂质亦应严格控制。铸钢件的浇注温度愈高，壁厚愈厚，则对原砂中Si02含量的要求就愈高。 铸铁的浇注温度一般在1400℃以下，铁液中含有较多碳分，湿型浇注时型砂中加入有煤等附加物，能产生大量还原性气氛，在与铸型相接触的界面上金属基本不氧化，实际上湿型铸铁件无化学粘砂现象。 烧结点指的是原砂颗粒表面或砂粒间混合物开始熔化的温度。它是原砂各种组合成分耐火性能的综合反应。所以，有时采用测定原砂烧结点的办法能更直观地说明原砂做为耐火材料的性能，而且可用来推测原砂中SiO2含量高低和杂质多少。长石、云母及其杂质中所含有的碱金属氧化物(Na20、K20)、碱土金属氧化物(CaO、MgO)等能与Si02和氧化铁生成易熔物质。例如Si02与NaO的质量比为73：27的混合物，其熔点仅793℃．K2O与SiO2可形成熔点仅525℃低熔物, 烧结点低。 （ 2）原砂－非石英质原砂 硅砂缺点：热膨胀系数比较大，而且在573℃时会因相变而产生突然膨胀-----铸件若裂；热扩散率比较低；容易与铁的氧化物起作用等。这些都会对铸型与金属的界面反应起不良影响。在生产高合金钢铸件或大型铸钢件时，使用硅砂配制的型砂，铸件容易发生粘砂缺陷，使铸件的清砂十分困难。 非石英质原砂是指矿物组成中不含或只含少量游离Si02的原砂。在铸钢生产中已逐渐采用一些非石英质原砂来配制无机和有机化学粘结剂型砂、芯砂或涂料。这些材料与硅砂相比，大多数都具有较高的耐火度、热导率、热扩散率和蓄热系数，热膨胀系数低而且膨胀均匀，无体积突变，与金属氧化物的反应能力低等优点，能得到表面质量高的铸件并改善清砂劳动条件。但这些材料中有的价格较高，比较稀缺，故应当合理选用。 目前可用的非石英质原砂有橄榄石砂、锆砂、铬铁矿砂、石灰石砂、镁砂、刚玉砂、钛铁矿砂、铝矾土砂等。真正广泛使用的仍为石英砂。 （3）粘土----膨润土 粘土的矿物成分粘土是湿型砂的主要粘结剂。粘土被水湿润后具有粘结性和可塑性；烘干后硬结，具有干强度，而硬结的粘土加水后又能恢复粘结性和可塑性。粘土主要是由细小结晶质的粘土矿物所组成的土状材料。 粘土矿物的种类很多，按晶体结构可分为高岭石和蒙脱石等。通常根据所含粘土矿物种类不同将所采用的粘土分为铸造用粘土(fireclay)和铸造用膨润土(bentonite)两类。膨润土主要是由蒙脱石组矿物组成的，主要用于湿型铸造的型砂粘结剂。 根据国家专业标准《铸造用膨润土和粘土》(JBlT 9227—1999)的规定，膨润土中如果某一交换性阳离子量占阳离子交换容量的≥50％时，称其为主要交换性阳离子，如果为钠离子则称为钠膨润土，以PNa表示(P是膨润土代号)；如果为钙离子，则称为钙膨润土，以PCa表示。我国钙基膨润土资源较多，开采和供应比较方便。有时要根据粘土的阳离子交换特性，对钙土进行处理，使之转变为钠基膨润土。这种离子交换过程，通常称为膨润土的活化处理，最常用的活化剂为碳酸钠。这一过程的化学反应机理简单示意如下 Ca2+一蒙脱石+Na2C03一-Na+一蒙脱石+CaC03+。 （4）粘土的粘结机理 粘土在水中形成的粘土-水体系是胶体，带负电的粘土颗粒将极性水分子吸引在自己的周围，形成胶团的水化膜，依靠粘土颗粒间的公共水化膜，通过其中的水化阳离子所起的“桥”或键的作用，使粘土颗粒相互结合起来，在水化膜中处在吸附层的水分子被粘土质点表面吸附得很紧，而处于扩散层中的水分子较松，公共水化膜就是粘土胶粒间的公共扩散层。粘土和水量比例适宜时，才能获得最佳的湿态粘结力（图）。一般说来，粘土颗粒所带电荷愈多或粘土颗粒愈细小，比表面积愈大，则湿粘结力愈大。 关于粘土颗粒与砂粒之间的粘结则被解释为：砂粒因自然破碎及其在混碾过程中产生新的破碎面而带微弱负电，也能使极性水分子在其周围规则地定向排列。这样，粘土颗粒与砂粒之间的公共水化膜，通过其中水化阳离子的“桥’’或键的作用，使粘土砂获得湿态强度。 （5）附加物 3．湿型砂的混制工艺及旧砂的处理 生产中常用的混砂机有碾轮式(vertical wheel sand muller)、摆轮式(horizontal wheel sand muller，speed muller)、叶片式(blade mixer)等。各有优缺点。 生产1t铸件约需要5-10t湿型型砂，配制型砂时都尽量回用旧砂(即重复使用过的型砂)，即经济也是保护环境的需要。但简单地重复使用旧砂，会使型砂性能变坏，铸件质量下降。必须了解旧砂的特性，掌握其性能变化的规律，采取必要措施，才能保证和稳定型砂的性能。混砂时还需向旧砂中补充加入新砂、膨润土、煤粉和水等材料，才能使混制出的型砂性能符合要求。 4．粘土湿型的紧实工艺 （1）对型(芯)砂紧实度的要求 1）紧实度对铸型性能的影响 型砂需要紧实才能成为整体的砂型。型砂的紧实程度常用紧实度(密度)和孔隙度表示。紧实度影响着铸型的强度和透气性。紧实度越大，铸型强度越大，透气性越差。紧实度高，蓄热系数也高，加快了金属的凝固冷却速度，改善了铸件的内在质量，组织更为致密，铸件尺寸精确，力学性能有所提高。对高压造型法的研究表明，铸型紧实度高，浇注时型壁移动量小，铸件尺寸精确，表面光洁。因此，铸件可以做得更薄，进而减轻铸件机器重量。 2）型砂紧实度的要求 要求铸型紧实度高且均匀。高压造型法由于铸型紧实度高，其铸型性能和铸件质量普遍好于中低压造型。高压造型法的目的就在于制出均匀的高紧实度铸型。理论和实验研究证明其压实方法和压头形式对紧实度有很大的影响。对湿型而言，通常有震击紧实、震压紧实、压实、微震压实和高压紧实等，下面简单介绍其紧实方法。 （2）震击紧实和震压紧实 震击紧实用震击造型机来完成。多以压缩空气为动力，利用震击动能和惯性使型砂紧实如图2-3所示。将砂箱1放在模板2上，型板固定于震击工作台，与震击活塞3相连，4为震击气缸。砂箱内装满型砂后，打开进气阀，使压缩空气进入震击气缸，推动活塞上升。活塞升高超过排气孔时，压缩空气由排气孔逸出，气缸中的压力突然下降，此时震击活塞连同砂箱模板下落，与震击气缸发生撞击，砂箱中的型砂由于惯性力的作用而互相紧实。而后因出气孔堵住，进气孔进入的压缩空气压力超过砂箱型板活塞等的重量，使工作台上升，如此连续震击，使型砂得以紧实。震击高度一般为30~60mm，震击次数30~50/min次为宜，一般不超过80次。震击紧实适用于大砂箱，砂箱高度不低于150mm，否则紧实效果不好。其型砂紧实度沿砂箱高度是上松下紧，顶部型砂紧实度几乎与震前一样。 为了克服震击紧实砂箱上部型砂紧实度太松的缺点，可以先震击使底部型砂紧实，再对顶部型砂补充压实。这种经震击后再加压的造型机叫做震压造型机。震压紧实型砂的紧实度分布好，特别是在砂箱不太高的情况下，压实的影响可以达到分型面，这样可以大大减少震击次数，从而提高劳动生产率，节约能耗。但由于补加压实以压缩空气为动力，比压较低，故多用于中小砂箱的型砂紧实。震击造型机和震压造型机的结构都比较简单，操作维修方便，适用性强，一般中小型铸件都适用。但是震击式造型机工作时噪音太大，强烈的震动也对厂房建筑提出了较高的标准。 （3）压实、微震压实和高压紧实 压实紧实是通过压实造型机来完成的，多以压缩空气为动力对型砂压实紧实，其工作原理如图2-4所示。打开进气阀，压缩空气由进气孔进入压实气缸4，将活塞3举起，当砂箱2内的型砂碰到压头1时，就发生压实作用。型砂压实后，打开排气阀，气缸中的压缩空气排出，活塞立即下降，压实工作完成。这种紧实较震击紧实的效率高，噪音很小，机器结构也很简单。缺点是型砂紧实度不均匀，上紧下松。适用于砂箱高度不超过150mm而底面积一般不超过800×600mm的铸型。 微震压实造型是在型砂受压的同时，模板、砂箱和型砂作高频小振幅(10-13Hz，3-8mm，普通震击造型的震击频率和振幅分别为1.1-3.3Hz，30-80mm)的一种造型方法，其原理如图2-5所示。当压缩空气经过工作台的进气孔进入微震气缸后(图a)，在压缩空气的压力作用下，微震活塞与固定在工作台上的模板、砂箱上升；同时压缩空气的压力还使微震气缸向下运动，压缩微压气缸下的弹簧(图b)；当微震活塞上升至打开排气孔时(排气孔面积是进气孔的6~7倍)，缸内气压迅速降低，工作台等靠自重下落，而微震气缸受弹簧作用上升，二者发生撞击(图c)，使砂箱内的型砂获得一次紧实。这样多次重复，型砂就能较为迅速地达到预定的紧实度要求。 微震压实造型比单纯压实效果好，在相同压力下，能获得更高的紧实度，相当于提高比压30~50%，而且砂型的紧实度分布比较均匀；生产率高，每小时可达120箱以上，铸件质量较好；震击噪音小，劳动条件好，并可降低对厂房基础的要求；机器使用可靠，维修方便，价格也比较低廉。其主要缺点是仍有一定的噪音。微震压实造型在中小铸件的生产中已得到较为广泛的应用。（图2－5 气动微震造型工作原理） 上述压实造型是中低压压实，其压实比压为0.4MPa左右。近年来，国内外大量发展和采用高压压实造型机。用高压造型机造型时，由于压实比压提高到0.7Mpa以上，砂型硬度、紧实度和强度都大为提高，沿砂箱高度方向的紧实度分布得到有所改善，砂型轮廓清晰，可以得到尺寸比较准确的铸件（可达CT7~8级），表面光洁（Ramax=3.2~2.5μm）；由于铸型紧实度高，蓄热系数也高，加快了金属凝固、冷却速度，改善了铸件内部质量，提高了力学性能；节约金属，减少加工余量及费用；压实紧砂工艺简单、生产率高（200~300箱砂型/h），易于机械化，噪音小，劳动强度低；适应性强，能制造复杂、较大的铸件。其缺点是机器结构复杂，生产线投资大；要求工艺装备精度高，刚性大；要求有较高的设备维修保养能力。高压造型适用于成批大量生产、砂箱尺寸较大、铸件较复杂及要求较小的尺寸公差和表面粗糙度低的铸件的生产。 （4）气流冲砂紧实 气流冲击紧实造型是将压力为0.4~0.6MPa的压缩空气以均匀的气流冲击型砂表面，使型砂紧实的造型新方法（图2-6）。铸型的紧实机构采用脉冲发生器（冲击头），其结构似储气罐(图2-6a)，内有一小室3，室内压缩空气压力通常为0.4~0.6MPa，称为过剩压力。小室外部压缩空气压力通常比室内空气压力低0.1MPa，称为储气罐压力。砂箱7和辅助框6充满型砂，移到冲击头下边并被压紧后，打开单向快开阀2，室内压缩空气的过剩压力骤然下降，强制打开隔膜阀5，使压缩空气迅速加速而产生气流冲击，继而由于空气急剧膨胀而形成压力波，其速度可达800m/s以上；压力波在若干毫秒内穿透整个砂型，使砂型紧实。 气流冲击造型的主要优点是：砂型紧实度均匀，砂型硬度高，铸件尺寸精度和光洁程度都得到提高；造型机结构简单，噪音小；生产率高，劳动条件好；砂型充填性好，吃砂量少，可节约型砂及混砂能耗；适应性强，既可利用高压造型型砂，也可利用普通机器造型型砂。缺点是仍然有一定的噪音；砂箱或芯盒必须有足够的强度和刚度。 （三）钠水玻璃砂型 铸造生产中应用最广泛的无机化学粘结剂是钠水玻璃。此类型芯砂与粘土砂比较，有下列优点： (1)型(芯)砂流动性好，易于紧实，故造型（芯）劳动强度低。 (2)硬化快，强度较高，可简化造型（芯）工艺，缩短生产周期，提高劳动生产率。 (3)可在型(芯)硬化后起模，型、芯尺寸精度高。 (4)可取消或缩短烘烤时间，降低能耗，改善工作环境和工作条件。 1．钠水玻璃粘结剂 水玻璃是各种聚硅酸盐水溶液的通称。铸造上最常用的是钠水玻璃(Sodiumsilicate water glass)，因其便宜，来源充足；其次为钾水玻璃，此外还有锂水玻璃、钾钠水玻璃、季铵盐水玻璃等，分别是硅酸钠(Na20·mSi02)、硅酸钾(K20，nSi02)、硅酸锂(Li20·mSi02)、硅酸钾钠(mK20·Na20·nSi02)、季铵盐的水溶液。 硅酸钠是弱酸强碱盐，干态时为白色或灰白色团块或粉末，溶于水时，纯的钠水玻璃外观为无色粘稠液体，由于含铁盐而呈灰色或绿色,pH值一般在11-13。钠水玻璃的化学式为Na20·mSi02·nH20。 钠水玻璃有几个重要参数，直接影响它的化学和物理性质，也直接影响钠水玻璃砂的工艺性能，这就是钠水玻璃的模数、密度、含固量和粘度等。 (1)模数 钠水玻璃中Si02和Na20的摩尔数之比称为模数，用M来表示。模数的大小仅表示钠水玻璃中SiO2、Na2O的摩尔数之比，并不表示钠水玻璃中硅酸钠的质量分数。但是模数改变，钠水玻璃结构及其物理—化学性质也会发生变化，因为模数的大小直接影响硅酸阴离子的聚合度，聚合度越高，模数也越大。模数越高，作为芯(型)砂粘结剂时的硬化速度也越快，达到最高强度的时间也越短。但过高的模数，将使芯(型)砂的保存性差，不适于造型和造芯。 钠水玻璃模数可以通过化学的方法降低或提高。降低钠水玻璃模数可加入适量的NaOH，以提高水玻璃中Na20的质量分数，从而相对地减少Si02的质量分数。铸造生产中，吹C02硬化时常用模数为2的钠水玻璃。 （2）密度、含固量和粘度 钠水玻璃的密度P取决于钠水玻璃中水的质量分数，而不是它的模数，因为Na2O （62）和Si02(60)(括号中数值为相对分子质量)的相对分子质量数值很近似。密度低，水的质量分数高，含固量少，不宜用作型(芯)砂粘结剂；反之，密度过大，粘稠，也不便定量和不利与砂子混合。铸造上通常采用密度为1．32-1．68g／cm3或波美度35-54的钠水玻璃。 2。钠水玻璃砂的硬化机理 硅酸钠是弱酸强碱盐，在水溶液中几乎完全电离，所以钠水玻璃实际是部分电离的聚硅酸负离子和钠离子在水中的分散体系。不同硅酸盐负离子的平衡是错综复杂的，它取决于pH值、模数和温度，在若干特有的反应过程中达到平衡。其中最有意义的反应是硅酸钠(以=Si-0-Na表示)的钠-氧键水解(hydrolysis)(向右进行)和酸-碱反应(向左进行).，硅氧烷链(Si-0-Si(siloxane linkage)沿线性方向生长，就形成高聚物(polymcr)；当它在三维空间任意生长时，就形成凝胶(gel)，这就导致了钠水玻璃的硬化。 如果没有任何胶凝作用的影响，钠水玻璃则可保存很长时间，但它对引起平衡变化的任何因素却非常敏感，这一潜在不稳定特性，通常被用来加速钠水玻璃的缩聚，以形成坚硬的三维的网状结构，使型砂粘结在一起。 铸造生产中常用的一些硬化方法，都是加入能直接或间接影响上述反应平衡点的气态、液态或粉状固化剂，与OH-作用，从而降低pH值，或靠失水，或靠上述二者的复合作用来达到硬化。 (1)加热硬化----失水发生由液态到固态的转变 凡是能去除钠水玻璃中水分的方法，如加热烘干、吹热空气或干燥的压缩空气、真空脱水、微波照射以及加入产生放热反应的化合物等都可使钠水玻璃硬化。图是Na20、Si02和H20三元系统的常温状态图。其中铸造行业所用的商品液体钠水玻璃，是图中阴影部分(区域9，M=2.0—3.3，p=1．2—1．7g／cm3)，当这种水玻璃与砂混合制成砂芯(型)时，如果用加热(或用热空气)方式硬化，会按图中带箭头虚线指示的方向，液体钠水玻璃先变成粘稠液体，接着成为半固体，再变成脱水液体。 (2)化学反应形成新的产物 钠水玻璃在pH值大于10以上很稳定，加入适量酸性或具有潜在酸性的物质时，其pH值降低，稳定性下降，使水解和缩聚过程加速进行。 图为pH值对钠水玻璃胶凝时间的影响曲线，曲线呈大写“N”字形,即著名的“N曲线”。胶凝速度最快的pH值，亦即曲线的最低点在6.8到7.1之间；钠水玻璃稳定性最好、胶凝速度非常慢的pH值，也就是曲线的最高点，在3.2-3.9和10以上。 A)吹C02硬化 C02与钠水玻璃中的水作用形成碳酸 ： CO2 + H20---- 2H+ + C032- 产生的H+使表面钠水玻璃的pH值不断降低，并达到迅速硬化。 钠水玻璃同C02反应，消耗Na20，把凝胶化的水玻璃推到图的不稳定液体和凝胶区域(图区域11)。这种Si02凝胶含$i02高，并使砂芯和砂型建立强度。 C02是一种脱水能力相当强的气体，从砂粒周围流过，C02与粘结剂接触面积大，使钠水玻璃部分失水，因此，C02硬化既有钠水玻璃的物理脱水作用，也有化学反应，两种机理难以截然分开，通常其粘结是两种作用的结果。(哪一种作用占主导地位?) 采用C02法硬化，有人认为仅发挥了钠水玻璃粘结性能的10％，：因此不得不把砂中钠水玻璃加入量提高到6％-7％(质量分数)。图所示为C02硬化后包裹在砂粒表面的钠水玻璃膜的结构模型，膜由两层组成，表层Ι的主要成分是硅酸胶体以及Na2C03和NaHC03结晶(粉化即白霜)，里层Ⅱ的主要成分是尚未反应的硅酸钠胶体。 B)有机酯液态硬化剂 酯促使钠水玻璃砂硬化建立强度分两阶段，酯使钠水玻璃胶凝化，产生强度；最终强度来自硅酸钠脱水。用酯硬化时，酯在钠水玻璃中进行水解生成有机酸和醇，有机酸提供氢离子，其反应通式是 RCOOR’+H2O-------RCOOH+R’OH RCOO-与钠水玻璃电离的钠离子Na+发生皂化反应，生成脂肪酸钠；H+与钠水玻璃的OH-结合，均有利于酯的进一步水解和使钠水玻璃析出硅酸溶胶，并促使朝着生成大的凝聚的硅酸分子方向移动，当它在三维空间任意生长时，就形成凝胶，这就导致钠水玻璃硬化。 (3)不同硬化方法所得钠水玻璃砂的强度是不同的。 其原因为： ①所得到的粘结剂膜组织的密度和有序性排列不同，因而影响强度的大小，其顺序为加热硬化、酯硬化、铬铁渣硬化、CO2硬化，相应的粘结膜的内聚强度为41MPa、29.8MPa、20.5MPa、14.9MPa； ②所得钠水玻璃的凝胶胶粒大小明显不同，C02硬化的胶粒直径为0.2—0.48µm，酯硬化的为0.07-0.18µm，真空硬化的为0.06-0.16µm，加热硬化的只有0.035-0.04µm，因而强度会明显不同。 （四）其它类型的砂型 还可使用硅溶胶、植物油、树脂等作为粘结剂形成不同类型的砂型。

  2025-07-01

• 熔模铸造工艺的原理、流程、特点和缺陷分析

  熔模铸造，又称为精密铸造或失蜡铸造，是金属铸造加工技术的一种。它是使用特制的耐火型壳铸造金属，这种型壳的制造过程比较有特色。先是用易熔材料，如蜡料何塑料等，制做成精确的可熔性模型。然后在模型上涂以若干层耐火涂料，涂了涂料的模型经过干燥和硬化处理后，成为整体型壳。接下来，将这些型壳进行加热，使中间易熔模型熔失。最后，再经高温焙烧成为最终的耐火型壳。将液体金属浇入型壳中，冷却成型后即得到了所需铸件。 工艺流程和特点 熔模铸造的工艺流程依次包括模料、压蜡模、组模、修模、涂挂、撒砂、脱模、焙烧、浇注、冷却、落砂和清理几个步骤。由于使用了特制的较高精度的耐火型壳，这种工艺较其他普通的铸造工艺而言，拥有一些非常明显的优势。 熔模铸造得到的铸件尺寸精度高，拥有较低的表面粗糙度，因而可以浇注出各种形状复杂的铸件，铸件的精度一般可达到5至7级，粗糙度可达到6.3微米。除了可以用来铸造高精度铸件外，熔模铸造还可以用来铸造薄壁铸件，以及体积和重量都很小的小型铸件，熔模铸件的最小壁厚可达0.5毫米，重量可以小到几克。除此之外，熔模铸造还可以铸造各种异形件，如花纹精细的图案、文字、带有细槽和弯曲细孔的铸件等。 使用熔模铸造工艺，目标铸件的合金类型、外形和内腔形状几乎都不会受到任何限制，无论是合金钢件、碳钢件还是耐热合金铸件，也即便是那些用砂型铸造、锻压、切削加工等方法难以实现的复杂形状，都可以用熔模铸造得到。而且，可以使有些组合件、焊接件在稍进行结构改进后直接铸造成整体零件，从而减轻零件重量，降低生产成本。熔模铸造可以用来生产大批量铸件，也可以生产单件产品，是一种非常灵活的生产工艺。 下面，我们来看看熔模铸造过程中可能产生的缺陷： 表面和内部缺陷 铸件的表面和内部缺陷主要包括欠铸、冷隔、缩松、气孔、夹渣、热裂和冷裂等，这主要是由于合金液的浇注温度、型壳的焙烧温度以及制备工艺、浇注系统还有铸件结构的设计等方面存在问题而引起的。 尺寸和粗糙度超差 铸件的尺寸和粗糙度超差主要包括拉长和变形这两种表现形式。这主要是由于压型的设计与使用磨损、铸件结构、型壳的焙烧及其强度以及铸件的清理等方面存在问题而引起的。 我们举例来说，当铸件的浇注温度和型壳温度较低时，就会降低金属液的流动性，导致铸件壁太薄而出现欠铸的情况。另外，当铸件壁太薄、浇注系统设计不合理、型壳焙烧不充分或透气性差、浇注速度过慢、浇注不足时，也可能引起欠铸。这就需要我们根据铸件的具体结构和涉及到的相关工艺，有针对性地发现和解决问题，消除铸件缺陷。

  2025-07-01

• 离心铸造的工艺特点及应用

  离心铸造：是将金属液浇入旋转的铸型中，在离心力作用下填充铸型而凝固成形的一种铸造方法。 工艺特点 优点： 1、几乎不存在浇注系统和冒口系统的金属消耗，提高工艺出品率； 2、生产中空铸件时可不用型芯，故在生产长管形铸件时可大幅度地改善金属充型能力； 3、铸件致密度高，气孔、夹渣等缺陷少，力学性能高； 4、便于制造筒、套类复合金属铸件。 缺点： 1、用于生产异形铸件时有一定的局限性； 2、铸件内孔直径不准确，内孔表面比较粗糙，质量较差，加工余量大； 3、铸件易产生比重偏析。 应用： 离心铸造最早用于生产铸管，国内外在冶金、矿山、交通、排灌机械、航空、国防、汽车等行业中均采用离心铸造工艺，来生产钢、铁及非铁碳合金铸件。其中尤以离心铸铁管、内燃机缸套和轴套等铸件的生产最为普遍。

  2025-07-01

• 金属型铸造

  金属型铸造 金属型铸造又称硬模铸造，它是将液体金属浇入金属铸型，以获得铸件的一种铸造方法。铸型是用金属制成，可以反复使用多次（几百次到几千次）。金属型铸造所能生产的铸件，在重量和形状方面还有一定的限制，如对黑色金属只能是形状简单的铸件；铸件的重量不可太大；壁厚也有限制，较小的铸件壁厚无法铸出。 优点与不足 金属型铸造与砂型铸造比较：在技术上与经济上有许多优点。 （1）金属型生产的铸件，其机械性能比砂型铸件高。同样合金，其抗拉强度平均可提高约25%，屈服强度平均提高约20%，其抗蚀性能和硬度亦显著提高； （2）铸件的精度和表面光洁度比砂型铸件高，而且质量和尺寸稳定; （3）铸件的工艺收得率高，液体金属耗量减少，一般可节约15～30%； （4）不用砂或者少用砂，一般可节约造型材料80～100%； 此外，金属型铸造的生产效率高；使铸件产生缺陷的原因减少；工序简单，易实现机械化和自动化。金属型铸造虽有很多优点，但也有不足之处。如： (1) 金属型制造成本高； (2) 金属型不透气，而且无退让性，易造成铸件浇不足、开裂或铸铁件白口等缺陷; (3) 金属型铸造时，铸型的工作温度、合金的浇注温度和浇注速度，铸件在铸型中停留的时间，以及所用的涂料等，对铸件的质量的影响甚为敏感，需要严格控制。 因此，在决定采用金属型铸造时，必须综合考虑下列各因素：铸件形状和重量大小必须合适；要有足够的批量；完成生产任务的期限许可。 成型特点 金属型和砂型，在性能上有显著的区别，如砂型有透气性，而金属型则没有；砂型的导热性差，金属型的导热性很好，砂型有退让性，而金属型没有等。金属型的这些特点决定了它在铸件形成过程中有自己的规律。 型腔内气体状态变化对铸件成型的影响：金属在充填时，型腔内的气体必须迅速排出，但金属又无透气性，只要对工艺稍加疏忽，就会给铸件的质量带来不良影响。 铸件凝固过程中热交换的特点：金属液一旦进入型腔，就把热量传给金属型壁。液体金属通过型壁散失热量，进行凝固并产生收缩，而型壁在获得热量，升高温度的同时产生膨胀，结果在铸件与型壁之间形成了“间隙”。在“铸件一间隙一金属型”系统未到达同一温度之前，可以把铸件视为在“间隙”中冷却，而金属型壁则通过“间隙”被加热。 金属型阻碍收缩对铸件的影响：金属型或金属型芯，在铸件凝固过程中无退让性，阻碍铸件收缩，这是它的又一特点 。 铸造工艺 金属型的预热 未预热的金属型不能进行浇注。这是因为金属型导热性好，液体金属冷却快，流动性剧烈降低，容易使铸件出现冷隔、浇不足夹杂、气孔等缺陷。未预热的金属型在浇注时，铸型，将受到强烈的热击，应力倍增，使其极易破坏。因此，金属型在开始工作前，应该先预热，适宜的预热温度（即工作温度），随合金的种类、铸件结构和大小而定，一般通过试验确定。一般情况下，金属型的预热温度不低于150°C。 金属型的预热方法有： （1）用喷灯或煤气火焰预热；（2）采用电阻加热器；（3）采用烘箱加热，其优点是温度均匀，但只适用于小件的金属型；（4）先将金属型放在炉上烘烤，然后浇注液体金属将金属型烫热。这种方法，只适用于小型铸型，因它要浪费一些金属液，也会降低铸型寿命。 金属型的浇注 金属型的浇注温度，一般比砂型铸造时高。可根据合金种类、如化学成分、铸件大小和壁厚，通过试验确定。下表中数据可供参考。 各种合金的浇注温度 合金种类 浇注温度℃ 合金种类 浇注温度℃ 铝锡合金 350～450 黄铜 900～950 锌合金 450～480 锡青铜 1100～1150 铝合金 680～740 铝青铜 1150～1300 镁合金715～740 铸铁 1300～1370 由于金属型的激冷和不透气，浇注速度应做到先慢，后快，再慢。在浇注过程中应尽量保证液流平稳。 出型和抽芯时间 如果金属型芯在铸件中停留的时间愈长，由于铸件收缩产生的抱紧型芯的力就愈大，因此需要的抽芯力也愈大。金属型芯在镜件中最适宜的停留时间，是当铸件冷却到塑性变形温度范围，并有足够的强度时，这时是抽芯最好的时机。铸件在金属型中停留的时间过长，型壁温度升高，需要更多的冷却时间，也会降低金属型的生产率。 最合适的拔芯与铸件出型时间，一般用试验方法确定。 工作温度的调节 要保证金属型铸件的质量稳定，生产正常，首先要使金属型在生产过程中温度变化恒定。所以每浇一次，就需要将金属型打开，停放一段时间，待冷至规定温度时再浇。如靠自然冷却，需要时间较长，会降低生产率，因此常用强制冷却的方法。冷却的方式一般有以下几种： （1）风冷：即在金属型外围吹风冷却，强化对流散热。风冷方式的金属型，虽然结构简单，容易制造，成本低，但冷却效果不十分理想。 （2）间接水冷：在金属型背面或某一局部，镶铸水套，其冷却效果比风冷好，适于浇注铜件或可锻铸铁件。但对浇注薄壁灰铁铸件或球铁铸件，激烈冷却，会增加铸件的缺陷。 （3）直接水冷：在金属型的背面或局部直接制出水套，在水套内通水进行冷却，这主要用于浇注钢件或其它合金铸件，铸型要求强烈冷却的部位。因其成本较高，只适用于大批量生产。 如果铸件壁厚薄悬殊，在采用金属型生产时，也常在金属型的一部分采用加温，另一部分采用冷却的方法来调节型壁的温度分布。 金属型的涂料 在金属型铸造过程中，常需在金属型的工作表面喷刷涂料。涂料的作用是：调节铸件的冷却速度；保护金属型，防止高温金属液对型壁的冲蚀和热击；利用涂料层蓄气排气。 根据不同合金，涂料可能有多种配方，涂料基本由三类物质组成：1．粉状耐火材料（如氧化锌，滑石粉，锆砂粉、硅藻土粉等）；2．粘结剂（常用水玻璃，糖浆或纸浆废液等）；3．溶剂（水）。具体配方可参考有关手册。 涂料应符合下列技术要求：要有一定粘度，便于喷涂，在金属型表面上能形成均匀的薄层；涂料干后不发生龟裂或脱落，且易于清除；具有高的耐火度；高温时不会产生大量气体；不与合金发生化学反应（特殊要求者除外）等。 复砂金属型 涂料虽然可以降低铸件在金属型中的冷却速度，但采用刷涂料的金属型生产球墨铸铁件（例如曲轴），仍有一定困难，因为铸件的冷速仍然过大，铸件易出现白口。若采用砂型，铸件冷速虽低，但在热节处又易产生缩松或缩孔，在金属型表面复以4－8mm的砂层，就能铸出满意的球墨铸铁件。 复砂层有效地调节了铸件的冷却速度，一方面使铸铁体不出白口，另一方面又使冷速大于砂型铸造。金属型无溃散性，但很薄的复砂却能适当减少铸件的收缩阻力。此外金属型具有良好的刚性，有效地限制球铁石墨化膨胀，实现了无冒口铸造，消除疏松，提高了铸件的致密度。如金属型的复砂层为树脂砂，一般可用射砂工艺复砂，金属型的温度要求在180～200℃之间。复砂金属型可用于生产球铁，灰铁或铸钢件，其技术效果显著。 金属型的寿命 提高金属型寿命的途径为： 1．选用导热系数大，热膨胀系数小，而且强度较高的材料制造金属型； 2．合理的涂料工艺，严格遵守工艺规范； 3．金属型结构合理，制造毛坯过程中应注意消除残余应力； 4．金属型材料的晶粒要细小。 工艺设计 根据金属型铸造工艺的一些特点，为了保证铸件质量，简化金属型结构，充分发挥它的技术经济效益，首先必须对铸件的结构进行分析，并制订合理的铸件工艺。 工艺性分析 金属型铸造结构工艺性的好坏，是保证铸件质量，发挥金属型铸造优点的先决条件。合理的铸造构应遵循下列原则： 1）铸造结构不应阻碍出型，妨碍收缩；2）厚差不能太大，以免造成各部分温差悬殊，从而引起铸件缩裂和缩松；3）限制金属型铸件的最小壁厚。 另外，对铸件非加工面的精度和光洁度应要求适当。 浇注位置 铸件的浇注位置直接关系到型芯和分型面的数量、液体金属的导入位置，冒口的补缩效果，排气的通畅程度以及金属型的复杂程度等。选择浇注位置的原则如下： 1．保证金属液在充型时流功平稳，排气方便，避免液流卷气和金属被氧化； 2. 有利于顺序凝固，补缩良好，以保证获得组织致密的铸件； 3．型芯数目应尽量减少，安放方便、稳定、而且易于出型； 4．有利于金属型结构简化，铸件出型方便等。 铸性分型面选择 分型面形式一般有垂直、水平和综合分类（垂直、水平混合分型或曲面分型）三种。选择分型面的原则如下： 1．为简化金属型结构，提高稿件精度，对形状教简单的铸件最好都布置在半型内，或大部分布置在半型内； 2．分型面数目应尽量少，保证铸件外形美观，铸件出型和下芯方便； 3．选择的分型面应保证设置浇冒口方便，金属充型时流动平稳，有利于型腔里的气体排出； 4．分型面不得选在加工基准面上； 5，尽量避免曲面分型，减少拆卸件及活决数量。 浇铸系统设计 根据金属型铸造的某些特点，在设计浇注系统时须注意以下几点：金属浇注速度大，超过砂型的约20%。其次，在液体金属充型时，型腔里的气体要能顺利排除，其流向应尽可能与液流方向一致，顺利的将气体挤向冒口或出气冒口；此外，应注意使液体金属在充型时流动平稳，不产生涡流，不冲击型壁或型芯，更不可产生飞溅。 金属型的浇注系统一般分为顶注式底注式和侧注式三类。 1）顶注式，其热分布较合理，有利于顺序凝固，可减少金属液的消耗，但金属液流动不平稳，易进法，铸件高时，易冲击型胶底部或型芯。若用于浇注铝合金件，一般只适用于铸件高度小于100毫米的简单件； 2）底注式，金属液流动较平稳，有利于排气，但温度分布不合理，不利于铸件顺利凝固； 3）侧注式，兼有上述两者的优点，金属液流动平稳，便于集渣，排气等，但金属液消耗大，浇口清理工作量大。 金属型浇注系统的结构与砂型铸造基本相似，但由于金属型壁不透气，导热能力强，因此要求浇注系统结构，能有利于降低金属液流速，流动平稳，减少其对型壁的冲刷。除应保证型腔内气体有充裕的时间排除外，还保证在充型过程中不得产生喷溅。 当用金属型浇注黑色金属时，由于铸件冷速大，液流的粘度急剧增加，因此多采用封闭式浇口，其各部分截面积比例为：F内：F横：F直=1：1.15：1.25 冒口设计 金属型铸造的冒口和砂型铸造时具有同等的作用：即为补缩、集渣和排气。它的设计原则也与砂型用冒口相同。由于金属型冷却速度大，而冒口又常采用保温涂料或砂层，因此金属型的冒口尺寸可比砂型的冒口小。 工艺参数 由于金属型工艺的特点，其铸件的工艺参数与砂型铸件略有区别。金属型铸件的线收缩率不仅与合金的线收缩有关，还与铸件结构、铸件在金属型中收缩受阻的情况、铸件出型温度，金属型受热后的膨胀及尺寸变化等因素有关，其取值还要考虑在试浇过程中留有修改尺寸的余地。 为取出金属型芯和铸件，在铸件的出芯和出型方向应取适当斜度，对各种不同合金铸件的铸造斜度参阅有关手册。 金属型铸件精度一般比砂型铸件高，所以加工余量可较小，一般在0.5～4mm之间。 在确定铸件工艺参数之后，就可绘制金属型铸件工艺图，该图与砂型铸件的工艺图基本相同。 设计 铸件工艺图绘制之后，就可进行金属型设计。设计内容主要包括确定金属型的结构、尺寸、型芯、排气系统和顶杆机构等。 对设计的金属型应力求结构简单，加工方便，选材合理，安全可靠。.金属型的结构形式 结构形式 金属型的结构取决于铸件形状、尺寸大小；分型面数量；合金种类和生产批量等条件。按分型面位置，金属型结构有以下几种形式： 1．整体金属型，铸型无分型面，结构简单，但它只适用于形状简单，无分型面的铸件； 2．水平分型金属型，它适用于薄壁轮状铸件。 3．垂直分型金属型，这类金属型便于开设浇冒口和排气系统，开合型方便，容易实现机械化生产；多用于生产简单的小铸件； 4．综合分型金属型：它由两个或两个以上的分型面组成，甚至由活块组成，一般用于复杂铸件的生产。操作方便，生产中广泛采用。 金属型主体 金属型主体系指构成型腔，用于形成铸件外形的部分。主体结构与铸件大小，其在型中的浇注位置，分型面以及合金的种类等有关。在设计时应力求使型腔的尺寸准确；便于开设浇注系统和排气系统，铸件出型方便，有足够的强度和刚度等。 金属型芯 根据铸件的复杂情况和合金的种类可采用不同材料的型芯。一般浇注薄壁复杂件或高熔点合金（如锈钢、铸铁）时，多采用砂芯，而在浇注低熔点合金（如铝、镁合金）时，大多采用金属芯。在同一铸件上也可砂芯和金属芯并用。 金属型的排气 在设计金属型时就必须有排气设施，其排气的方式有以下几种： 1．利用分型面或型腔零件的组合面的间隙进行排气。 2．开排气槽。即在分型面或型腔零件的组合面上，芯座或顶杆表面上做排气槽。 3．设排气孔。排气孔一般开设在金属型的最高处。 4.排气塞是金属型常用的排气设施 铸件机构 金属型腔的凹凸部分，对铸件的收缩会有阻碍，铸件出型时就会有阻力，必须采用顶出机构，方可将铸件项出。在设计顶出机构时，须注意下面几点：防止顶伤铸件，即防止铸件被顶变形或在铸件表面顶出凹坑；防止顶杆卡死，首先是顶杆与顶杆孔的配合间隙要适当。如果间隙过大易钻入金属，过小则可能造成卡死的现象。根据经验最好采用D4/dC4级配合。 定位机构 金属型合型时，要求两半型定位准确，、一般采用两种办法，即定位销定位和“止口”定位。对于上下分型，而分型面为圆形时，可采用“止口”定位，而对于矩形分型面大多采用定位销定位。定位销应设在分型面轮廓之内，当金属型本身尺寸较大，而自身的重量也较大时，要保证开合型定位方便，可采导向形式。 金属型材料选择 从金属型的破坏原因分析可以看到，制造金属型的材料，应满足下列要求：耐热性和导热性好，反复受热时不变形，不破坏；应具有一定的强度、韧性及耐磨性，机械加工性好。 铸铁是金属型最常用的材料。其加工性能好，价廉，一般工厂均能自制，并且它又耐热、耐磨，是一种较合适的金属型材料。只是在要求高时，才使用碳钢和低合金钢。 采用铝合金制造金属型，在国外已引起注意，铝型表面可进行阳极氧化处理，而获得一层由Al2O3及Al2O3·H2O组成的氧化膜，其熔点和硬度都较高，而且耐热、耐磨。据报导这种铝金属型，如采用水冷措施，它不仅可铸造铝件和铜件，同样也可用来浇注黑色金属铸件。

  2025-07-01

• 消失模铸造（Lost foam casting ）

  消失模铸造（Lost foam casting ） 消失模铸造（又称实型铸造）：是将与铸件尺寸形状相似的石蜡或泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。 工艺流程：预发泡→发泡成型→浸涂料→烘干→造型→浇注→落砂→清理 技术特点： 1、铸件精度高，无砂芯，减少了加工时间； 2、无分型面，设计灵活，自由度高； 3、清洁生产，无污染； 4、降低投资和生产成本。 应用：适合成产结构复杂的各种大小较精密铸件，合金种类不限，生产批量不限。如灰铸铁发动机箱体、高锰钢弯管等。

  2025-07-01

• 消失模铸造：定义、重要性、工作原理、应用和优势

  消失模铸造是一种多功能创新铸造工艺，彻底改变了制造业。这种方法可以生产复杂而精密的金属零件，精度高，浪费少。对于需要高质量、高性价比金属部件的行业来说，了解消失模铸造至关重要。 消失模铸造是一种蒸发模铸造工艺，利用泡沫模型来制造金属零件。 泡沫模型通常由聚苯乙烯制成，表面涂有耐火材料，然后埋入沙子中。当熔融金属倒入模具中时，泡沫蒸发，留下一个由金属填充的空腔，从而形成最终的铸件。 消失模铸造 (LFC) 是一种蒸发式铸造工艺，与熔模铸造类似，但模型采用泡沫而非蜡。该工艺利用聚合物泡沫的低沸点，无需将蜡从模具中熔化出来，从而简化了熔模铸造工艺。 消失模铸造的起源是什么？ 消失模铸造的起源可以追溯到 HF Shroyer 于 1956 年 XNUMX 月提交的一项专利。Shroyer 提出了一种新颖的想法，即将泡沫模型嵌入绿砂中以便于金属铸造。 这种创造性的方法涉及从发泡聚苯乙烯（EPS) 并在整个铸造过程中用粘结砂支撑它。 Shroyer 的创新技术于 1958 年正式获得专利，为现在的消失模铸造（也称为全模技术）奠定了基础。这种方法通过高效生产复杂而精密的金属零件并减少浪费，彻底改变了铸造行业。 消失模铸造的重要性 消失模铸造在制造业中具有重要意义，因为它能够以高精度和最小的材料浪费生产复杂而精致的金属零件。与传统铸造技术相比，这种方法具有多种优势，对于需要精细和高质量组件的行业来说，它具有无价的价值。 消失模铸造的主要优势之一是成本效益。通过减少对机械加工和精加工操作的需求，它降低了生产成本并提高了整体效率。此外，该工艺可最大限度地减少缺陷并确保严格的公差，这对于汽车、航空航天和重型机械行业的应用至关重要。消失模铸造的多功能性和准确性使制造商能够制造具有复杂几何形状的零件，而这些零件很难或不可能通过其他铸造方法实现，从而提高了产品开发的设计灵活性和创新性。 消失模铸造的关键原理 泡沫模型的作用 泡沫模型是消失模铸造工艺的核心。这些模型经过精心设计和制作，以符合所需金属部件的精确规格。泡沫模型的准确性直接影响最终铸件的质量。 耐火涂料 泡沫模型上涂的耐火涂层有多种用途。它可以保护泡沫免受熔融金属热量的影响，确保铸件表面光滑，并促进铸造过程中气体的逸出。 砂型造型 消失模铸造所用的砂子必须细小均匀，以确保其能够紧密地压实在泡沫模型周围。适当的砂型对于支撑泡沫模型并在金属浇注过程中保持其形状至关重要。 消失模铸造的工作原理 图案创建 该过程从创建泡沫模型开始，通常使用发泡聚苯乙烯（EPS）。该模型是铸造部件的精确复制品，包括所有必要的设计特征和细节。 涂料应用 泡沫模型准备好后，需要在其表面涂上一层耐火材料。涂层必须涂得均匀，以确保适当的保护和透气性。这一步对于最终铸件实现高质量的表面光洁度至关重要。 模具组装 涂层干燥后，将泡沫模型放入烧瓶中，并在其周围压实细砂。在金属浇注过程中，沙子必须紧密堆积以支撑泡沫模型。此步骤可确保模型保持稳定并保持其形状。 金属浇注 然后将熔融金属倒入模具中。当金属流入模具时，它会蒸发泡沫模型，填充留下的空腔。必须以正确的温度和速率浇注金属，以确保模型完全蒸发并正确填充模具空腔。 冷却凝固 模具填满后，金属就会冷却并凝固。适当的冷却对于防止缺陷和确保铸件的完整性至关重要。可以控制冷却速度以实现最终产品所需的机械性能。 模具破裂 金属凝固后，砂模被拆开，露出铸件。通过各种清洁工艺去除任何残留的沙子和耐火涂层。然后检查铸件的质量并进行必要的收尾工作。 什么是消失模铸造工艺 消失模铸造工艺 消失模铸造工艺 消失模铸造是一种复杂的制造工艺，可以通过一系列精心执行的步骤来制造复杂的金属零件eps。下面是该过程的详细说明： 泡沫模型和浇注系统生产: 该工艺从制作泡沫模型开始，这些模型可以精确复制最终金属物体的几何形状。这些泡沫模型还包括浇注系统，浇注系统是设计用于引导熔融金属流入模具的通道。这些浇注系统可以集成到泡沫模型本身中，也可以单独安装（粘贴）。这种设置可确保铸造过程中的精确设计和高效的金属流动。 模束模块组装: 泡沫模型和浇注系统准备好后，它们会紧密结合在一起，形成模具束模块。这种组装至关重要，因为它可以确保所有组件正确对齐，从而减少错误并促进复杂金属部件的一致制造。 耐火浸漆的应用: 模具束模块组装后，涂上耐火浸漆。该涂料干燥后形成保护性陶瓷涂层，增强模具表面的耐用性、耐热性以及承受铸造过程中熔融金属的温度和压力的能力。 放入砂箱并填砂: 将涂层模具束模块放入砂箱内，并在其周围填充干砂。此步骤对于支撑模块的形状、在铸造过程中将其牢固地固定到位以及确保砂子均匀压实至关重要。 振动和砂土压实: 对造型砂箱施加振动，以促进砂流入模具束模块的每个复杂细节。此过程将砂紧紧压实在模块周围，消除气穴，确保打造尺寸精确、细节精致的优质模具。 浇注熔融金属: 模具准备好后，将熔融金属小心地倒入模腔中。金属的高温使模束模块内的泡沫模型蒸发，留下与原始泡沫模型形状完全匹配的腔体。随着金属凝固，它形成所需的铸件，复制泡沫模型的复杂细节和复杂形状。 清洁和整理: 金属冷却凝固后，拆下模具，露出铸造的金属部件。然后清洗铸件，去除任何残留的沙子、陶瓷壳或其他杂质。此清洗过程可确保最终铸件符合质量标准、表面光滑，并准备好进行后续精加工操作或组装。 消失模铸造工艺效率高，减少了劳动力需求和废物产生。它还可以回收使用过的干砂，通过最大限度地减少制造过程中的排放和能源消耗，符合可持续发展目标。这种方法尤其受到重视，因为它能够以高精度生产复杂形状和复杂细节，使其成为需要先进金属部件的行业不可或缺的工艺。 消失模铸造应用 汽车行业 在汽车行业，消失模铸造用于生产发动机缸体、气缸盖和其他关键部件。该工艺的精度和生产复杂几何形状的能力使其成为汽车应用的理想选择。 航空航天工业 消失模铸造在航空航天领域也占有重要地位，用于制造轻质高强度的飞机发动机部件和结构件。该方法的准确性和生产精细部件的能力受到高度重视。 重型机械 重型机械 制造商 使用消失模铸造生产大型复杂零件，例如泵壳、阀体和变速箱。该工艺的效率和成本效益是该行业的显著优势。 艺术与雕塑 艺术家和雕塑家利用消失模铸造技术来制作精细复杂的金属艺术品。由于能够复制精细细节，且设计灵活，消失模铸造技术成为金属雕塑的首选方法。 消失模铸造的优点 高精度和准确度 消失模铸造的主要优势之一是它能够生产出高精度和精确的金属部件。泡沫模型可以实现复杂的细节和严格的公差，从而生产出符合精确规格的部件。 成本效益 消失模铸造由于减少了对机械加工和精加工工序的需求而具有成本效益。该工艺最大限度地减少了材料浪费，并能生产出缺陷最少的零件，从而降低了总体生产成本。 设计灵活性 消失模铸造工艺提供了极大的设计灵活性。使用传统铸造方法难以或不可能实现的复杂几何形状和精细细节，却可以通过消失模铸造轻松实现。 减少浪费 泡沫模型和精确成型技术的使用减少了消失模铸造中的材料浪费。这种效率不仅降低了成本，而且与其他铸造方法相比，也使该工艺更加环保。 泡沫消失模铸造用途 消失模铸造采用多种金属，每种金属都有其特定的性质和适用于不同的应用： 不锈钢: 不锈钢主要由铁和铬组成，以其出色的耐腐蚀性和强度而闻名。它是既需要耐用性又需要美观的首选材料。在消失模铸造过程中，将熔融的不锈钢倒入泡沫模具中，取代蒸发的泡沫以形成复杂的形状。虽然不锈钢可能成本更高且加工难度更大，但其高强度和耐腐蚀性使其成为各行各业不可或缺的材料。 铝合金: 铝合金将铝与其他元素结合在一起，以实现轻质特性和有效导热性的平衡。在消失模铸造中，这些合金用于需要特定强度重量比的部件。它们的轻质特性和良好的热性能是有利的，但它们在需要极高强度的应用中可能会受到限制。铝合金因其多功能性和性能特征而被广泛应用于各个行业。 镍合金: 镍合金因其出色的耐高温和耐腐蚀性能而在消失模铸造中占有重要地位。这些合金在极端环境和特殊应用中很受欢迎，在这些应用中，坚固的性能至关重要。镍合金具有独特的性能，但需要仔细考虑成本和合金选择，才能有效满足特定的应用需求。 钢材: 钢材包括多种合金，专门针对消失模铸造中的特定应用而定制。这些合金的强度、硬度和耐磨性各不相同，可满足不同的工业需求。虽然合金具有一系列有利的性能，但精确的合金选择对于有效满足特定应用要求至关重要。钢材因其可靠性和机械性能而广泛应用于汽车、航空航天和机械领域。 铸铁: 铸铁（包括灰铁和球墨铸铁等）因其高抗压强度和耐磨性而成为消失模铸造的关键。它们在耐用性和韧性至关重要的重型应用中表现出色。然而，要使铸铁达到最佳效果，需要在铸造过程中进行细致的控制和考虑，以有效管理其独特性能。 消失模铸造中使用的每种金属都发挥着独特的作用，提供适合不同工业要求的机械性能、耐久性和性能特征的组合。 结语 消失模铸造是制造业的一个变革性工艺，在精度、成本效益和设计灵活性方面具有众多优势。 随着技术进步和新创新的出现，消失模铸造的前景一片光明，在各个领域的应用也日益广泛。对于需要高质量、高效生产金属部件的行业来说，了解这一工艺至关重要。

  2025-07-01

• 漯河：重点项目建设提速 激活发展新动能

  河南漯河持续深化重点项目建设，以招商引资为重要抓手，不断激发区域发展活力。2021年，漯河泰格生物医药产业园揭牌暨项目合作签约仪式的举行，标志着当地在“产学研创用”融合发展上迈出关键步伐，这既是漯河深度谋划项目、掀起招商引资热潮的重大成果，也是推动经济稳中有进、持续向好的生动实践。 （一）重点项目引领产业升级，构建“产学研创用”融合新生态。2021年，漯河泰格生物医药产业园的揭牌与签约，是漯河市整合政府、高校、医药科技公司和医院多方资源，打造创新药、仿制药生产基地的重要举措。该产业园集“产学研创用”于一体，通过政府引导政策支持、高校提供技术研发支撑、企业负责成果转化落地、医院参与临床应用反馈的协同模式，推动生物医药产业从实验室到生产线的全链条发展。产业园规划建设了现代化研发中心、中试转化基地、规模化生产车间及配套物流设施，重点聚焦抗肿瘤、心脑血管等领域创新药研发和高端仿制药生产，预计全部投产后将年新增产值数十亿元，带动就业数千人。作为漯河市重点培育的战略性新兴产业项目，该产业园不仅填补了当地在高端生物医药领域的产业链空白，还将吸引药物研发、医疗器械、包装材料等上下游企业集聚，促进产业集群化发展，为漯河产业结构优化升级注入新动力。漯河市围绕生物医药、高端装备制造等新兴产业，持续加大项目谋划力度，通过设立产业发展专项资金、搭建校企合作平台等方式，促进创新资源与产业需求精准对接，推动产业向高端化、智能化方向转型。 （二）经济运行稳中有进，发展质效持续提升。2021年前三季度，漯河市经济呈现稳中有进、持续向好的态势，主要经济指标保持河南省前列。生产总值保持较快增长，增速高于河南省平均水平，位居河南省前列；财政一般公共预算收入实现两位数增长，增速位居河南省首位，反映出经济发展的韧性和活力不断增强。从产业结构看，第二产业增加值稳步增长，制造业特别是高技术制造业投资持续加大，为经济增长提供了坚实支撑。作为食品工业名城，漯河市推动食品产业向绿色、健康、高端方向升级，一批食品深加工重点项目通过技术改造实现能耗降低、效率提升，产品附加值显著提高。同时，第三产业发展势头良好，电子商务、现代物流等生产性服务业项目加快建设，与制造业融合趋势明显，有效促进了产业链供应链优化。漯河市在推进重点项目建设过程中，注重发挥项目对投资的拉动作用，固定资产投资保持稳定增长，其中产业项目投资占比提升，有效促进了经济发展方式转变和发展质量提高，形成了传统产业与新兴产业协同发展的良好格局。 （三）强化保障机制，为项目建设“保驾护航”。漯河市将重点项目建设作为推动高质量发展的“牛鼻子”工程，不断创新工作机制，优化服务保障，确保项目引得进、留得住、发展好。在招商引资方面，漯河市聚焦主导产业和新兴产业，开展产业链招商、精准招商，建立健全项目库动态管理机制，对重点项目实行“一事一议”“一企一策”，提升招商实效。积极响应河南省“三个一批”项目建设行动，将重点项目纳入全省项目管理体系，争取政策和资金支持。在项目推进上，实行领导分包责任制和台账管理，明确时间节点和责任分工，建立项目问题清单、责任清单、任务清单，定期召开项目推进会，实行“周调度、月通报、季观摩”机制，及时解决项目建设中存在的土地、资金、用工等问题。在营商环境优化方面，深化“放管服”改革，简化审批流程，压缩办理时限，推行“一网通办”“容缺受理”等服务模式，为企业提供全周期、全方位服务。同时，漯河市加强要素保障，统筹土地资源供应，优先保障重点项目用地需求；设立产业发展基金，加大对重点项目的金融支持力度；完善人才引进和培育政策，吸引高端技术人才和管理人才落户。通过开展“万人助万企”活动，组织干部深入企业和项目一线，帮助解决实际困难，营造了“亲商、安商、富商”的良好环境，推动重点项目建设不断“加速度”，形成了“谋划一批、签约一批、开工一批、投产一批”的项目建设良性循环。

  2025-07-01

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