王辛庄镇招商引资

• 铸造工艺最全详解！

  铸造工艺最全详解！ 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。 工艺流程：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。 工艺流程：砂型铸造工艺流程 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”。 工艺流程：熔模铸造工艺流程 工艺特点 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。 工艺流程：工艺特点 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.。 工艺流程：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。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。 (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。 工艺流程：工艺特点 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。工艺特点 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。 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。 (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。 工艺流程：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。

  2025-07-01

• 铸造的定义及类型

  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。 工艺流程：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。 工艺流程：工艺特点 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.。 工艺流程：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。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。 (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。 工艺流程：工艺特点 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。 工艺流程：工艺特点 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。 工艺流程：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。 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。 (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。 工艺流程：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。

  2025-07-01

• 连续铸造

  连续铸造 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。发展连铸是我国冶金工业进行结构优化的重要手段，将使我国金属材料生产的低效率、高消耗现状得到根本改变，并推动产品结构向专业化方向发展。近终形连铸、单晶连铸、高效连铸、连铸坯热送热装等先进连铸技术的发展将非常活跃，而且将带动一系列新型材料的研制开发 。 简介 1个多世纪以来，在产业结构调整、原材料紧张、能源短缺、环境生态日益倍受关注、消费者要求更加苛求的压力下，传统工业特别是以钢铁和有色金属为代表的金属材料工业，一直在追求技术进步和进行设备改造。连续铸造技术作为钢铁和有色金属初坯生产中的1种广泛采用的工艺，其表现尤其引人注目。这种工艺虽然在生产中已经应用多年，但由于相对于型模铸造来说，它具有节约成本、改善铸锭品质、易于采用自动控制技术等优点 。 连续铸造的优点 连续铸造在国内外已经被广泛采用，如连续铸锭（钢或有色金属锭），连续铸管等。连续铸造和普通铸造比较有下述优点： 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、连续铸造时，铸件上没有浇注系统的冒口，故连续铸锭在轧制时不用切头去尾，节约了金属，提高了收得率； 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，铸锭时还能实现连铸连轧，大大提高了生产效率 。 连续铸造技术的发展状况 液态金属连续铸造的概念早在19世纪中叶就已提出。1840年Seller、在美国申请了连续铸锭铅管的专利。1846年Besseme：采用水冷、旋转双辊式连铸机生产了锡薄、铅板和玻璃板。随后，移动结晶器连续浇注的概念和垂直浇注的立式连铸法也相继提出。1933年连续铸造的先驱者德国人Junghans采用立式带振动结晶器的连铸机，首先浇注铜铝合金获得成功，使有色合金的连续铸造早在30年代就应用于生产。40年代，Junghans又建成第1台浇注钢液的试验连铸机。当时就已经开始研究振动的水冷结晶器、浸入式水口和保护浇注等技术，为现代连铸机奠定了基础。随后相继在美国、英国、奥地利、日本等国建成了中间性试验连铸机。在20世纪50年代，连续铸造技术仍处于工业试验阶段。60年代，连续铸造进入了工业应用阶段，许多连铸设备相继问世。70年代，连续铸造技术在能源紧张的压力下得到了迅猛的发展。80年代，连续铸造技术成为1种成熟的技术在冶金工业中得到了广泛采用。90年代，连续铸造技术又掀起了一场新的变革，许多新的连铸技术被先后提出，部分已处于开发试生产阶段。 在连续铸造的早、中期发展过程中，连铸设备和技术的日益完善和成熟，是与许多新技术的出现分不开的。其中代表性的技术有：(1)中间包快速更换技术；(2)采用钢包回转台实现多炉连铸技术；(3)结晶器在线调宽技术；(4)多点弯曲和矫直技术；(5)结晶器液面控制和漏钢预报技术；(6)无氧化浇注技术；(7)压缩浇注技术；(8)轻压下技术；(9)计算机自动控制技术；(10)气-水冷却、电磁搅拌应用等。 我国在连铸技术方面起步是比较早的。1957年第一台工业性试验铸机在上钢公司设计建成；次年年底，第一台生产性立式连续铸造机就在重钢三厂投产。60年代后，中国连铸技术开发与应用曾掀起一股高潮，突出表现在对弧形连铸技术的开发上。但在80年代以前，由于缺乏与国外的技术交流，不能及时有效地借鉴国外的先进技术，我国连铸生产技术水平与国外的差距被拉开。80年代中后期，国家对发展连铸技术给予高度重视。1988年召开了第一次全国连铸工作会议，首次提出了发展连铸的生产技术方针，明确了大力发展连铸的战略思想，成为加速发展连铸的转折点。 从1989年起，连铸坯产量的增长成为中国钢产量增长的主要部分。从1994年起，连铸坯产量的增长超过了钢产量增长的绝对量，带动了中国钢产量的迅速增长。1998年中国钢铁工业的连铸比达到67% 。 连铸技术发展的基本趋势 常规连续铸造技术在钢铁制造过程中已经全面取代了模铸，成为占统治地位的材料生产技术。就总的成品钢生产来讲，世界上大部分国家的连铸比已超过90% 。90年代后，连续铸造技术的发展出现了一些新的动向，主要表现在两个方面：一是开发和完善新的连铸技术；二是在连铸技术的基础上开发新材料。 总结 发展连铸是我国冶金工业进行结构优化的重要手段，将使我国金属材料生产的低效率、高消耗现状得到根本改变，并推动产品结构向专业化方向发展。近终形连铸、单晶连铸、高效连铸、连铸坯热送热装等先进连铸技术的发展将非常活跃，而且将带动一系列新型材料的研制开发

  2025-07-01

• 连续铸造科普

  简介 1个多世纪以来，在产业结构调整、原材料紧张、能源短缺、环境生态日益倍受关注、消费者要求更加苛求的压力下，传统工业特别是以钢铁和有色金属为代表的金属材料工业，一直在追求技术进步和进行设备改造。连续铸造技术作为钢铁和有色金属初坯生产中的1种广泛采用的工艺，其表现尤其引人注目。这种工艺虽然在生产中已经应用多年，但由于相对于型模铸造来说，它具有节约成本、改善铸锭品质、易于采用自动控制技术等优点。 连续铸造的优点连续铸造在国内外已经被广泛采用，如连续铸锭（钢或有色金属锭），连续铸管等。连续铸造和普通铸造比较有下述优点： 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、连续铸造时，铸件上没有浇注系统的冒口，故连续铸锭在轧制时不用切头去尾，节约了金属，提高了收得率； 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，铸锭时还能实现连铸连轧，大大提高了生产效率3。 连续铸造技术的发展状况液态金属连续铸造的概念早在19世纪中叶就已提出。1840年Seller、在美国申请了连续铸锭铅管的专利。1846年Besseme：采用水冷、旋转双辊式连铸机生产了锡薄、铅板和玻璃板。随后，移动结晶器连续浇注的概念和垂直浇注的立式连铸法也相继提出。1933年连续铸造的先驱者德国人Junghans采用立式带振动结晶器的连铸机，首先浇注铜铝合金获得成功，使有色合金的连续铸造早在30年代就应用于生产。40年代，Junghans又建成第1台浇注钢液的试验连铸机。当时就已经开始研究振动的水冷结晶器、浸入式水口和保护浇注等技术，为现代连铸机奠定了基础。随后相继在美国、英国、奥地利、日本等国建成了中间性试验连铸机。在20世纪50年代，连续铸造技术仍处于工业试验阶段。60年代，连续铸造进入了工业应用阶段，许多连铸设备相继问世。70年代，连续铸造技术在能源紧张的压力下得到了迅猛的发展。80年代，连续铸造技术成为1种成熟的技术在冶金工业中得到了广泛采用。90年代，连续铸造技术又掀起了一场新的变革，许多新的连铸技术被先后提出，部分已处于开发试生产阶段。 在连续铸造的早、中期发展过程中，连铸设备和技术的日益完善和成熟，是与许多新技术的出现分不开的。其中代表性的技术有：(1)中间包快速更换技术；(2)采用钢包回转台实现多炉连铸技术；(3)结晶器在线调宽技术；(4)多点弯曲和矫直技术；(5)结晶器液面控制和漏钢预报技术；(6)无氧化浇注技术；(7)压缩浇注技术；(8)轻压下技术；(9)计算机自动控制技术；(10)气-水冷却、电磁搅拌应用等。 我国在连铸技术方面起步是比较早的。1957年第一台工业性试验铸机在上钢公司设计建成；次年年底，第一台生产性立式连续铸造机就在重钢三厂投产。60年代后，中国连铸技术开发与应用曾掀起一股高潮，突出表现在对弧形连铸技术的开发上。但在80年代以前，由于缺乏与国外的技术交流，不能及时有效地借鉴国外的先进技术，我国连铸生产技术水平与国外的差距被拉开。80年代中后期，国家对发展连铸技术给予高度重视。1988年召开了第一次全国连铸工作会议，首次提出了发展连铸的生产技术方针，明确了大力发展连铸的战略思想，成为加速发展连铸的转折点。 从1989年起，连铸坯产量的增长成为中国钢产量增长的主要部分。从1994年起，连铸坯产量的增长超过了钢产量增长的绝对量，带动了中国钢产量的迅速增长。1998年中国钢铁工业的连铸比达到67%。 连铸技术发展的基本趋势常规连续铸造技术在钢铁制造过程中已经全面取代了模铸，成为占统治地位的材料生产技术。就总的成品钢生产来讲，世界上大部分国家的连铸比已超过90% 。90年代后，连续铸造技术的发展出现了一些新的动向，主要表现在两个方面：一是开发和完善新的连铸技术；二是在连铸技术的基础上开发新材料。 总结发展连铸是我国冶金工业进行结构优化的重要手段，将使我国金属材料生产的低效率、高消耗现状得到根本改变，并推动产品结构向专业化方向发展。近终形连铸、单晶连铸、高效连铸、连铸坯热送热装等先进连铸技术的发展将非常活跃，而且将带动一系列新型材料的研制开发。

  2025-07-01

• 一文详解砂型铸造的工艺流程、原理、粘土湿型和不同类型的粘结剂

  铸造制造是将液化材料（如熔融金属）倒入专门设计的模具型腔中并使其硬化的过程。凝固后，将工件从模具中取出，进行各种精加工处理或用作最终产品。铸造方法通常用于创建复杂的实心和空心形状，铸造产品应用广泛，包括汽车部件、航空航天部件等。 尽管铸造是已知最古老的制造技术之一，但铸造技术的现代进步导致了广泛的专业铸造方法。热成型工艺，如压铸、精密铸造、石膏铸造和砂型铸造等，每一种都具有自己独特的制造优势。比较常见铸造工艺的优缺点有助于选择最适合给定生产运行的方法。 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。 铸造方法分为两大类:砂型铸造和特种铸造。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%。 （一）砂型铸造概述 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）原理 翻砂铸造的原理其实很简单，需要的零件首先会做出一个模型，这个模型被分为上下两个部分，即下半型和上半型。首先将下半型放到平板上，然后放上砂箱填满型砂，压紧刮平后，将砂型翻转180度，下半型被取出，形成一个空腔，这就是下砂箱。同样的方式做出上砂箱，然后将两者合好，做出一个完整的砂型，等待浇注。 浇注完之后，取开上下砂箱，即得到想要的零件毛坯。 （三）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。 （四）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： 型(芯)砂流动性好，易于紧实，故造型（芯）劳动强度低。 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。 可在型(芯)硬化后起模，型、芯尺寸精度高。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 此外，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

• 砂型铸造工艺全解，教你兼顾铸件质量和生产成本及效率

  工艺在铸件生产过程中占有十分重要的地位，它直接影响铸件的质量水平、生产成本、生产效率及环境污染程度。砂型铸造方法可分为物理硬化造型方法和化学造型方法两大类。物理硬化造型方法主要有粘土砂型、实型铸造、V法造型法、冷冻造型法等。其中粘土砂型又分为湿型、干型和表干型。实型造型和V法造型法属于无粘结剂方法（干砂），采用负压成型。冷冻造型法则以水为粘结剂。化学造型方法主要有：水玻璃砂型、树脂砂型等。它们又都可分为加热硬化、自硬、吹气硬化等三种。水玻璃为无机粘结剂，树脂为有机粘结剂，选择砂型造型工艺时，应遵循以下几项原则： 1．应能保证铸件质量要求 表1～3列出了砂型铸造各类合金铸件的质量公差、尺寸公差和表面粗糙度范围。 表1砂型铸造的铸件质量公差等级/MT 表2砂型铸造的铸件尺寸公差等级/CT 表3 砂型铸造各类合金铸件的表面粗糙度范围 注：“+”为可以达到的粗糙度，“*”为采取特殊措施后方能达到的粗糙度。 目前广泛应用的造型工艺主要有粘土湿型砂工艺、CO2吹气硬化水玻璃砂工艺、有机酯自硬水玻璃砂工艺、酸自硬呋喃树脂砂工艺等。近年来，酯硬化酚醛树脂自硬砂造型工艺也得到了一定程度的推广应用。这些造型工艺的特点、对铸件质量的影响和适用范围分别简介如下： （1）粘土湿型砂工艺 粘土湿型砂工艺的优点是： ①所用原材料价格便宜，来源丰富。 ②造型方便，砂型不必烘干，铸型生产周期短，效率高，易于实现大批量生产。 ③回用砂中未脱水失效的膨润土与水混合后即能恢复强度，旧砂回用性好，回用设备投资少。 ④经过长期应用，已经发展了一系列造型设备。 ⑤一般造型所生产铸件的尺寸精度不亚于化学自硬砂，射压造型、气冲造型和静压造型等高压造型方法所生产的铸件尺寸精度可与熔模铸造相媲美。 粘土湿型砂不同机器造型方法所生产的铸件尺寸精度和表面粗糙度见表4。 表4 粘土湿型砂不同造型方法的铸件尺寸精度和表面粗糙度 由于上述优点，粘土湿型砂工艺在小型铸件特别是汽车、发动机、纺织机等各种大规模生产的铸铁件上得到了广泛的应用，其所占比例居各种铸型之首。但是，粘土湿砂型在浇注时，砂型表面产生水分的汽化和迁移，使铸件容易产生气孔、夹砂、砂眼、胀砂、粘砂等缺陷。 （2）CO2吹气硬化水玻璃砂工艺 普通CO2吹气硬化水玻璃砂工艺是水玻璃粘结剂领域里应用最早的一种快速成型工艺。 其优点主要有： ①设备简单，操作方便，使用灵活。 ②粘结剂无毒无味，成本低廉。 ③砂型高温退让性好，铸件的收缩应力小。 ④粘结剂系统不含S、P、N，铸件表面无增硫现象。 CO2吹气硬化水玻璃砂工艺在国内外大多数的铸钢件生产中得到了广泛的应用，主要用于中、小型铸钢件生产。但是，CO2吹气硬化水玻璃砂工艺的缺点也非常明显： ①砂型（芯）强度低，水玻璃加入量高。 ②含水量大，易吸潮，冬季硬透性差。 ③砂型（芯）溃散性差，旧砂再生困难，大量旧砂被废弃。 过去由于溃散性和旧砂回用问题未很好解决，在一定程度上影响了水玻璃砂的扩大应用。近年来，人们对于水玻璃的基本组成和“老化”现象实质的认识深化和新型硬化工艺（如真空置换CO2气体硬化水玻璃砂工艺）等两方面均取得了突破性进展，在型芯砂保持足够的工艺强度的条件下，采用低含量泥量的优质天然硅砂，水玻璃加入量可降至4.0%，从而使水玻璃砂长期存在的溃散性差、旧砂不能回用问题地，得到了较好的解决。水玻璃旧砂再生成套设备也趋于成熟，水玻璃砂出现了良好的发展势头。 （3）有机酯自硬水玻璃砂工艺 有机酯自硬水玻璃砂在铸钢方面应用十分广泛，在铸铁方面也有一定的应用。这种硬化工艺的主要优点是： ①型砂具有很高的强度，水玻璃加入量可低至2.5-3.5%。 ②砂型（芯）溃散性较好，旧砂干法再生回用率≥80%。 ③砂型热塑性好，发气量低，可克服呋喃树脂砂生产铸钢件时易出现的裂纹、气孔等缺陷，铸件质量和尺寸精度可与树脂砂相媲美。 ④在所有自硬砂工艺中生产成本最低，劳动条件好。 该硬化工艺尚存在以下不足：型芯砂硬化速度慢，脆性大，流动性较差。 (4) 酸自硬呋喃树脂砂工艺 酸自硬呋喃树脂砂、有机酯自硬水玻璃砂分别是有机粘结剂化学自硬砂和无机粘结剂化学自硬砂的典型代表，化学自硬砂工艺的共同特点是： ①砂型硬化后起模，因此型砂不需要高的湿强度，型砂流动性好，砂型强度高，变形小，工装简化，造型简单，砂型不必烘干，铸件尺寸精度显著提高，可以达到CT8~10级，铸件缺陷也较少。 ②化学硬化砂一般都采用液态的能够自硬的粘结剂。因此，它对原砂的质量要求较高，以尽量减少粘结剂的加入量。 ③由于粘结剂的硬化属不可逆的化学反应，不能像粘土砂那样简单地加水重新回用，大批量使用时必须要有比较完善的旧砂再生系统。 ④模型结构和表面质量等方面的要求较高，以便脱模。 自硬砂工艺主要适用于大型铸件小批或批量生产，与粘土湿型砂工艺不存在竞争或替代关系。 酸自硬呋喃树脂砂工艺是在铸铁方面应用比较广泛的一种自硬砂工艺，其突出优点是砂型（芯）溃散性好，旧砂再生回用率高。 铸造生产中所使用的呋喃树脂都需要经过脲醛改性，并根据改性后树脂的含氮量分别应用于有色合金、灰铸铁、球墨铸铁和铸钢等方面。 酸自硬呋喃树脂工艺的缺点是： ①树脂粘结剂和固化剂高温分解后所产生的N、S、P等气体会使球铁铸件和铸钢件表面严重渗硫，产生气孔和裂纹等缺陷。 ②砂型高温热膨胀率大，产生的热应力大，高温退让性差，铸件的收缩应力大，铸件容易出现裂纹和毛刺。 ③树脂粘结剂价格较贵，而且分解后所产生的呋喃环对人体健康十分有害。 （5）酯硬化酚醛树脂自硬砂 酯硬化酚醛树脂自硬砂工艺是英国波顿公司开发的，称为a-set工艺，于1981年获得专利，1984年已广泛地应用于欧洲，最先用于铸钢生产，现已扩大到铸铁和非铁合金铸件。 此种酚醛树脂的碱性较强，PH值为11-13.5。树脂中含有机溶剂，闪点低，易燃，而且能溶于水，保存期短，在20℃下可存放6个月，30℃下为2-3个月，40℃下仅为1-2个月。 此种自硬砂的硬化剂是有机酯，可根据硬化速度的要求选用。硬化剂用量大约是树脂的20~30%（质量分数），而酚醛树脂加入量为原砂的1.5~2.5%。其混砂工艺与酸自硬呋喃树脂相同。砂温通常控制在20~30%，型（芯）砂可使用时间为5~30min，脱模时间为15~60min。 酯硬化酚醛树脂自硬砂的主要特点有： ①在硬化剂作用下只发生部分反应，铸型或型芯硬化后有一定的热塑性，浇注金属后还有一短暂的、因受热而完全硬化的过程。这也是与酸自硬呋喃树脂砂的不同之处。因此，用此工艺制成的铸型（芯），硬化后强度并不很高，抗压强度只有2~4MPa，但是，由于浇注初期还将进一步硬化，铸型的尺寸稳定性和热稳定性都好，制得的铸件尺寸精度高，表面质量好。 ②由于不含N、P、S，所以特别适合于铸钢件、球墨铸铁件生产。 ③不会产生脉纹毛刺缺陷。其它自硬树脂铸型，在浇注和凝固过程中，在铸型/金属界面会出现裂纹。而酯硬化酚醛树脂自硬砂在浇注和凝固过程中，表层出现可避免开裂的短暂的热塑性阶段，因而可得到无脉毛刺纹缺陷的光洁铸件。 ④碱性酚醛树脂对原砂的适应性广，不仅适用于硅砂，也适用于需酸值高的镁砂、镁橄榄石砂、铬铁矿砂等特种砂。 2．应与生产批量相适应 大批量生产时，应优先考虑机械化、自动化的粘土湿型砂造型生产线和树脂砂制芯生产线。对于粘土湿型砂铸造小型铸件，可以采用水平分型或垂直分型的无箱高压造型生产线，造型生产效率高，占地面积也小；对于中件（大于10kg），可选用各种有箱高压造型生产线，气冲造型线，以适应快速、高精度造型生产线的要求。老式的震击式或震压式造型机生产线生产率低，工人劳动强度大，噪声大，不适应大量生产的要求，应逐步淘汰。 中等批量生产时，可以考虑应用树脂自硬砂、CO2吹气硬化水玻璃砂、真空置换吹气硬化水玻璃砂造型和造芯。 单件小批量生产时，手工造型仍是重要的方法。手工造型能适应各种复杂的要求，比较灵活，不要求很多工艺装备，可以应用树脂自硬砂型、CO2吹气硬化水玻璃砂型、真空置换吹气硬化水玻璃砂型、有机酯水玻璃自硬砂型、粘土干型及水泥砂型等。对于单件生产的重型铸件，采用地坑造型法成本低，投产快。 批量生产或长期生产的定型产品采用多箱造型、劈箱造型法比较适宜，虽然模具、砂箱等初期投资高，但可从节约造型工时，提高产品质量方面得到补偿。 3．应适应企业自身条件 不同企业的生产条件（包括设备、场地、员工素质等）、生产习惯、所积累的经验各不一样，应该根据这些条件考虑适合采用什么造型方法。适用的就是最好的。当前各种工艺技术竞相发展，每项技术都有其优点，也都有一定的局限性和适用范围。先进的、技术含量高的工艺并不一定是适用的。根据企业自身条件选用技术上适用、经济上合理的工艺，注重技术与经济的结合，才能作出切合实际的选择。 例如：生产大型机床床身等铸件时，可采用组芯造型法，不制作模样和砂箱，在地坑中组芯；而另外的工厂则采用砂箱造型法，制作模样。 4．要兼顾铸件的质量和成本 各种铸造工艺所获得的铸件质量不同，初期投资和生产效率也不一致，最终的经济效益也有差异。因此，要做到多、快、好、省，就应当兼顾到各个方面。应对所选用的铸造方法进行成本估算，以保证经济效率和铸件质量的双重要求。 几种常用的化学硬化砂的成分分析列于表5，它们的工艺性能对比情况列于表6，从质量和成本的角度综合考虑，应该更加注意水玻璃自硬砂的发展。 表5几种自硬砂在旧砂再生回用时的型（芯）砂成本分析（配制1t型砂所需费用） 注：①再生砂的成本为新砂的20%；每吨砂耗用CO2气体12Kg。 表6几种化学硬化砂的工艺性能对比 5．要重视造型工艺的环境保护特性 铸造生产历来以环境污染严重而著称，其污染形式主要是由钢铁熔化和造型材料带来的空气污染和废渣污染，其中由造型材料带来的空气污染和废渣污染最为严重。 根据统计生产1t铸件需耗约1t新砂，同时废弃约1t旧砂。目前我国年生产铸件约2800万吨，年排放的旧砂量也约2800万吨，这不仅占去了大量的自然资源，而且造成了严重的环境污染。要消减旧砂排放量，必须尽量采用旧砂回用率高的铸造工艺，粘土湿型砂、树脂砂工艺等。 但是，粘土湿型砂存在较大的粉尘污染和煤粉黑色污染，煤粉在浇注过程中的燃烧和分解产生的有害气体还导致严重的空气污染；而树脂砂生产现场的空气中游离着许多有机废气（SO2、甲醛、苯、甲基等）,浇注后会产生大量有害气体，对人类的健康非常有害。水玻璃砂由硅砂、无机水玻璃粘结剂等组成，采用CO2气体或有机酯（如乙二醇二乙酸脂等）作固化剂，生产环境友好，不产生有害气体。与粘土砂和树脂砂相比，水玻璃砂工艺是最可能实现绿色清洁铸造生产的造型制芯工艺。 6． 结 论 铸造的产品多种多样，造型的工艺也是千变万化。我们在选择自己产品的生产工艺时必须要有科学的态度，要从实际出发，要根据铸件的材质、结构特点和质量要求进行综合考虑。 覆膜砂铸造砂眼_气孔_粘砂_的等缺陷原因及解决方法 传统的铸造涂料只是在铸件和铸型中间起到阻挡隔离作用，达到防粘砂目的，但普通铸造涂料高温下由于附着力差、强度低、耐火差、发气量大，容易造成铸件产生粘砂、砂眼、气孔、碳渣等缺陷。铸件粘砂是因为涂料没有有效起到阻挡隔离作用，或涂料与高温金属液体发生化学反映。 1.涂料附着力差：填砂震动时造成涂料剥落，引起铸件粘砂， 2.涂料膨胀系数大：与高温金属液体接触时涂料受热体积膨胀脱离铸型导致铸件粘砂。 3.高温液体金属被氧化与涂料和铸型发生化学反应生成金属氧化物，对涂料和型砂都有极强的粘结性，能够将型砂牢固粘附在铸件表面上形成一系列的低熔点化合物〔在铸件厚壁及转角处等，低熔点物更多，粘砂层更后），造成铸件粘砂，有时虽未产生粘砂，但在铸件表面粘附上一层难以清除的涂料，及产生粘灰。 铸件砂眼： 1．铸型内有掉入的砂子。 2，涂料强度低，耐火差，经不住高温金属液体的冲刷，型砂被卷入铸件。铸件气孔产生的原因很多，最常见的就是因为铸型中存在较多发气量大的物质，发气速度快，涂料或被砂透气性差，气体未及时排除所致。研制的新型铸造涂料是在传统铸造涂料基础上加以改进，调整，高温下不开裂，不脱落，强度高，并且能有效防止高温液体金属氧化，与铸型和高温液体金属接触过程中不起化学反应。同时能预防氮、硫、碳等气体的产生。从而彻底解决:铸件粘砂，铸件砂眼，铸件粗糙，铸件气孔，铸件夹杂〔渣〕，球磨铁变异，铸钢渗硫裂纹，增碳缺陷等。 壳型铸造方法生产的铸件尺寸精度高,表面粗糙度低,可节省大量的金属切削消耗和机加工工时,并且由于型砂用量和造型方法的改变,为铸造生产的机械化和自动化创造了条件,因而特别适用于生产批量较大、精度要求较高的铸件。 用热芯盒覆膜砂工艺做壳形铸造不锈钢铸件跟铸铁的工艺区别在于覆膜砂工艺做壳形铸造不锈钢铸件跟铸铁的工艺区别是原砂SiO2含量不同，铸铁为SiO2含量90%，铸钢为大于95%。壳形铸造铸件精度低于腊模精铸。

  2025-07-01

• 熔模精密铸造工艺

  熔模精密铸造工艺是指用蜡做成模型，在其外表包裹多层粘土、粘结剂等耐火材料，加热使蜡熔化流出，从而得到由耐火材料形成的空壳，再将金属熔化后灌入空壳，待金属冷却后将耐火材料敲碎得到金属零件，这种加工金属的工艺就叫熔模精密铸造，也称为熔模铸造或失蜡铸造。 起源 这种方法古代已经有了，在遥远的公元前数百年，我国古代劳动人民就创造了这种失蜡精密铸造技术，用来精密铸造带有各种精细花纹和文字的钟鼎及器皿等制品。根据专家鉴定，我国出土的殷商时期的青铜器和春秋时的曾侯乙墓尊盘等的制造就使用了这种很巧妙的技术。曾侯乙墓尊盘底座为多条相互缠绕的龙，首尾相连，上下交错，形成中间镂空的多层云纹状图案。这些图案用普通精密铸造工艺很难制造出来，而用失蜡法精密铸造工艺，可以利用石蜡没有强度、易于雕刻的特点，用普通工具就可以雕刻出与所要得到的曾侯乙墓尊盘一样的石蜡材质的工艺品，然后再附加浇注系统，涂料、脱蜡、浇注，就可以得到精美的曾侯乙墓尊盘。 在金属首饰以及很多非金属工艺品的制造上，使用这种方法也是源远流长，至今仍然是很多首饰和工艺品生产的主要方法。 发展 现代熔模精密铸造是在古代蜡模精密铸造的基础上发展起来的。二战时期，驻云南保山的盟军技术专家见到当地人用这种方法制造工艺品深受启发，将其改进并用到机械构件的生产上，从此该种技术在世界各地迅速得到发展。现代熔模精密铸造方法在工业生产中得到实际应用是在20世纪40年代。当时航空喷气发动机的发展，要求制造像叶片、叶轮、喷嘴等形状复杂，尺寸精确以及表面光洁的耐热合金零件。由于耐热合金材料难于机械加工，零件形状复杂，以致不能或难于用其它方法制造，因此需要寻找一种新的精密的成型工艺，于是借鉴古代流传下来的失蜡精密铸造，经过对材料和工艺的改进，现代熔模精密铸造方法在古代工艺的基础上获得重要的发展。航空工业的发展推动了熔模精密铸造的应用，而熔模精密铸造的不断改进和完善也为航空工业进一步提高性能创造了有利的条件。 其后这种先进的精密铸造工艺得到巨大的发展，相继在航空、汽车、机床、船舶、内燃机、气轮机、电讯仪器、武器、医疗器械以及刀具等制造工业中被广泛采用，同时也用于工艺美术品的制造。 近十年来，熔模精密铸造一直以较高的速度向前发展着。世界各主要工业国平均以7%～12%的速度递增，特殊用途的铸件将以30%的惊人速度递增，从而推动了熔模精密铸造蜡开发技术的发展。 熔模铸造用蜡开发进展 精密铸造蜡是在熔模精密铸造中制造零件铸模的专用材料，是决定铸件质量的重要因素之一。熔模铸造用蜡品种主要有低温模料、中温模料和高温模料，主要使用的模料是低温模料和中温模料。我国进口的模料也主要是中温模料。 美国熔模铸造技术水平较高，得益于三大支柱，即先进的技术、优质的原材料和严格认真的操作。如美国熔模铸造厂每次使用的模料均是模料厂生产的新模料。熔模铸造厂不对使用过的模料回收处理，回收的模料送到模料专业生产厂统一处理。由于模料厂出厂的模料质量较高且均一，保障了熔模铸造厂蜡模的尺寸精度和表面质量，蜡的灰分和杂质也得到了控制。国外通常有专业公司，汇集相关技术专业生产熔模铸造模料。所生产的模料具有稳定性好、收缩率低、表面光洁、强度高、成型性好并针对不同的零件生产不同性能的模料。国外所生产的模料种类有加填料模料和非加填料模料，并细分为模型用蜡、修补蜡、可乳化蜡、浇口用蜡、嵌封用蜡的粘结蜡等。 近几年来，我国许多单位研制成功了许多系列模料且产品质量较高。我国北京正大德技术开发中心研制生产了WMⅡ系列模料。该系列模料品种多，可提供用于不同制壳材料、不同脱蜡温度、不同尺寸形状的模料，可用于替代进口产品。上海市金山模料厂生产WM系列模料，十余个品种，年产量约200吨。沈阳铸造研究所研制生产F-01等中温模料和填料模料。另外，沈阳风动工具厂、北京油泵油嘴厂、太原晋西机械厂和成都化工所也生产质量较高的蜡基中温模料。 国外熔模铸造用蜡的生产品种主要有美国生产的CL-162系列和Master系列模料、英国Dussek Campbell公司生产的Castylene系列模料、日本生产的K系列模料(如K512)和前苏联生产的P-3模料等。 模料性能的优劣是由其配方决定的，因此各生产厂非常重视模料配方的研究。 消费现状 我国于20世纪五六十年代开始将熔模精密铸造应用于工业生产。与国外相比，国内熔模精密铸造工业生产较早，但模料精密铸造蜡的开发相对滞后。90年代以前，我国熔模制造厂大都采用石蜡硬脂酸模料、水玻璃型壳工艺，生产质量要求不高的熔模铸件。2006年前，全国该类精铸厂约有1350家，年产15万吨铸件，消耗以石蜡硬脂酸为主要组分的精密铸造蜡约3750吨。 2007年国内部分地区精密铸造蜡用量如下： 西北地区 宁夏、西安地区低温精密铸造蜡用量约500～800吨/年，中温精密铸造蜡100～200吨/年。其中，宁夏吴忠仪表厂和西安航空发动机有限公司低温精密铸造蜡自己调制，中温精密铸造蜡主要靠进口。 华东地区 低温精密铸造蜡市场用量较大，在1000～2000吨/年左右，中温精密铸造蜡用量约100～300吨/年，主要为国外加工铸件，铸造蜡以台湾地区较多。 中原地区 熔模精密铸造企业较少，以低温精密铸造蜡为主，大多为自调产品，洛阳第一拖拉机厂用量100多吨/年。 加上其它地区，精密铸造蜡国内市场容量达到5000吨/年。 市场预测 我国大部分熔模铸造厂使用的模料是熔模铸造厂自制的石蜡——硬脂酸低温模料。其质量低、成本高，且严重影响铸件质量的提高，所生产的铸件在国际市场上竞争力小。然而，我国许多熔模铸造生产厂希望生产的铸件用于出口。铸件要出口，就要提高铸件产品质量。因此，一方面需要先进的熔模铸造设备，另一方面需要高质量的模料。显然，熔模铸造生产厂自给自足式的模料生产办法是很难生产出高质量的模料，因而此状况与现代化的大生产相矛盾。近年来，我国引进了许多现代化的熔模精铸设备和高质量的模料，而且随着与海外的往来与日俱增，进口模料品种、规格日益增多。由此可见，我国模料的生产面临着改进模料产品质量和扩大模料品种等艰巨任务与挑战。 结束语 随着熔模精密铸造工艺的进展，不仅从最初使用的石蜡松香基低温模料发展到石蜡树脂基多元模料上来，而且呈现出多品种、系列化的趋势。特别是合成高分子工业的发展，为复合出性能优良的模型蜡提供了许多可供选择的添加剂。不过，由于传统使用习惯和对产品公差的考虑以及成本因素的影响，许多使用铸造蜡的厂家都尽可能维持原来的供货者（进口商），不敢轻易更换蜡材料。 所以，在市场上既可以看到性能很先进的模型蜡材料，也可以看到仍然使用天然动植物蜡做铸造蜡的情况。蜡材料的品种五花八门。一些厂家粗制乱造，根本不考虑产品的应用和使用效果，还有部分的铸造厂家由于对模型蜡的要求不高，干脆自己配制蜡材料，以致终端产品的坏品率居高不下。相信随着时间的推移，性能相对低劣的模型蜡材料会被逐渐淘汰，市场混乱的情况将得到好转。

  2025-07-01

• 压力铸造：将熔融或半熔融的金属以高速压射入金属铸型内，并在压力下结晶的铸造方法

  压力铸造：将熔融或半熔融的金属以高速压射入金属铸型内，并在压力下结晶的铸造方法 压力铸造是指将熔融或半熔融的金属以高速压射入金属铸型内，并在压力下结晶的铸造方法，简称压铸。常用压射压力为30～70MPa，充填速度约为0.5～50 m/s，充填时间为0.01～0.2 s。 简述 压力铸造是一种将液态或半固态金属或合金，或含有增强物相的液态金属或合金，在高压下以较高的速度填充入压铸型的型腔内，并使金属或合金在压力下凝固形成铸件的铸造方法。压铸时常用的压力为4～500MPa，金属充填速度为0.5—120m/s。因此，高压、高速是压铸法与其他铸造方法的根本区别，也是重要特点。1838年美国人首次用压力铸造法生产印报的铅字，次年出现压力铸造专利。19世纪60年代以后，压力铸造法得到很大的发展，不仅能生产锡铅合金压铸件、锌合金压铸件，也能生产铝合金、铜合金和镁合金压铸件。20世纪30年代后又进行了钢铁压力铸造法的试验。 压力铸造的原理主要是金属液的压射成形原理。通常设定铸造条件是通过压铸机上速度、压力，以及速度的切换位置来调整的，其他的在压铸型行进行选择。 特点 1、压力铸造的优点 1)生产率高，易于实现机械化和自动化，可以生产形状复杂的薄壁铸件。压铸锌合金最小壁厚仅为0.3mm，压铸铝合金最小壁厚约为0.5mm，最小铸出孔径为0.7mm。 2)铸件尺寸精度高，表面粗糙度值小。压铸件尺寸公差等级可达CT3～CT6，表面粗糙度一般为Ra0.8～3.2μm。 3)压铸件中可嵌铸零件，既节省贵重材料和机加工工时，也替代了部件的装配过程，可以省去装配工序，简化制造工艺。 2、压力铸造的缺点 1)压铸时液体金属充填速度高，型腔内气体难以完全排除，铸件易出现气孔和裂纹及氧化灾杂物等缺陷，压铸件通常不能进行热处理。 2)压铸模的结构复杂、制造周期长，成本较高，不适合小批量铸件生产。 3)压铸机造价高、投资大，受到压铸机锁模力及装模尺寸的限制，不适宜生产大型压铸件。 4)合金种类受限制，锌、镁、铜等有色合金。 工艺流程 在压铸生产中，压铸机、压铸合金和压铸型是三大要素。压铸工艺则是将三大要素作有权的组合并加以运用的过程。使各种工艺参数满足压铸生产的需要。压射比压的选择，应根据不同合金和铸件结构特性确定。对充填速度的选择，一般对于厚壁或内部质量要求较高的铸件，应选择较低的充填速度和高的增压压力；对于薄壁或表面质量要求高的铸件以及复杂的铸件，应选择较高的比历和高的充填速度。 浇注温度 浇注温度是指从压定进入型腔时液态金属的平均温度，由于对压室内的液态金属温度测量不方便，一般用保温炉内的温度表示。 浇注温度过高，收缩大，使铸件容易产生裂纹、晶粒粒大、还能造成粘型；浇注温度过低，易产生冷隔、表面花纹和浇不足等缺陷。因此浇注温度应与压力、压铸型温度及充填速度同时考虑。 压铸型的温度 铸压型在使用前要预热到一定温度，一般多用煤气、喷灯、电器或感应加热。 在连续生产中，压铸型温度往往升高，尤其是压铸高熔点合金，升高很快。温度过高除使液态金属产生粘型外，铸件冷却缓慢，使晶粒粗大。因此在压铸型温度过高时，应采用冷却措施。通常用压缩空气、水或化学介质进行冷却。 充填持压 充填、持压和开型时间 1）充填时间 自液态金属开始进入型腔起到充满型腔止，所需的时间称为充填时间。充填时间长短取决于铸件的体积的大小和复杂程度。对大而简单的铸件，充填时间要相对长 些，对复杂和薄壁铸件充填时间要短些。充填时间与内浇口的截面积大小或内浇口的宽度和厚度有密切关系，必须正确确定。 2）持压和开型时间 从液态金属充填型腔到内浇口完全凝固时，继续在压射冲头作用下的持续时间，称为持压时间。持压时间的长短取决于铸件的材质和壁厚。 持压后应开型取出铸件。从压射终了到压铸打开的时间，称为开型时间，开型时间应控制准确。开型时间过短，由于合金强度尚低，可能在铸件顶出和自压铸型落下 时引起变形；但开型时间太长，则铸件温度过低，收缩大，对抽芯和顶出铸件的阻力亦大。一般开型时间按铸件壁厚1毫米需3秒钟计算，然后经试任调整。 压铸涂料 压铸过程中，为了避免铸件与压铸型焊合，减少铸件顶出的摩擦阻力和避免压铸型过分受热而采用涂料。对涂料的要求： 1） 在高温时，具有良好的润滑性； 2） 挥发点低，在100～150℃时，稀释剂能很快挥发； 3） 对压铸型及压铸件没有腐蚀作用； 4） 性能稳定在空气中稀释剂不应挥发过度而变稠； 5） 在高温时不会析出有害气体； 6） 不会在压铸型腔表面产生积垢。 铸件清理 铸件的清理是很繁重的工作，其工作量往往是压铸工作量的10～15倍。因此随压铸机生产率的提高，产量的增加，铸件清理工作实现机械化和自动化是非常重要的。 1）切除浇口及飞边 切除浇口和飞边所用的设备主要是冲床，液压机和摩擦压力机，在大量生产件下，可根据铸件结构和形状设计专用模具，在冲床上一次完成清理任务。 2）表面清理及抛光 表面清理多采用普通多角滚筒和震动埋入式清理装置。对批量不大的简单小件，可用多角清理滚筒，对表面要求高的装饰品，可用布制或皮革的抛光轮抛光。对大量生产的铸件可采用螺壳式震动清理机。 清理后的铸件按照使用要求，还可进行表面处理和浸渍，以增加光泽，防止腐蚀，提高气密性。 应用 由于压铸的优点，使它获得广泛的应用，主要应用于大批量生产的非铁合金铸件。在压铸件产量中，占最大比重的是铝合金压铸件，为30%～50%；其次为锌合金压铸件；铜合金压铸件占1%～2%。应用压铸件最多的是汽车、拖拉机制造业，其次为仪表制造和电子仪器工业，再次为农业机械、国防工业、计算机、医疗器械等制造业。用压铸法生产的零件有发动机汽缸体、汽缸盖、变速箱箱体、发动机罩、仪表和照相机的壳体与支架、管接头、齿轮等。 近些年来，高科技已应用于压铸领域．如采用三级压射机构控制压力、压射速度和型内气体。发展特殊压铸工艺(如真空压铸、定向引气压铸、充氧压铸等)和应用计算机控制技术，有效地清除气孔，提高铸件致密度，同时研制新型模具材料和热处理新工艺来延长压型寿命，使黑色金属压铸有了一定进展。

  2025-07-01

• 低压铸造原理及优缺点

  低压铸造原理: 低压铸造是使液体金属在压力作用下完成充填型腔及凝固过程二获得铸件的一种铸造方法。由于所用的压力较低（20~60kPa），所以叫做低压铸造。其工艺过程是：在密封的坩埚（或密封罐）中，通入干燥的压缩空气，金属液在气体压力的作用下，沿升液管进入直浇道上升，通过内浇道平稳地进入型腔，并保持坩埚内液面上的气体压力，一直到铸件完全凝固为止。然后解除液面上的气体压力，使升液管中未凝固的金属液流回坩埚，再开型并取出铸件。 低压铸造优点 1、气体,杂物卷入少，可以改变加压速度，熔汤靠层流进行充填. 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、可以改变加压速度，熔汤靠层流进行充填。 5、材料的使用范围广。  低压铸造缺点 1、生产效率低下,于重力压铸相比较。压铸>重力>低压 2、铸造周期长，生产性差。为了维持方向性凝固和熔汤流动性，模温较高，凝固速度慢。 3、 靠近浇口的组织较粗，下型面的机械性能不高，需要全面的严密的管理(温度、压力等) 。

  2025-07-01

• 低压铸造的工艺特点

  低压铸造法从使用至今已经有几十年的历史，尤其在铝合金铸件方面占据重要的地位。低压铸造法是一种主流方法，其功能强大，能够提高材料的强度，提升材料的性能。低压铸造是一种十分实用的铸造方法，其所铸造的铸件质量良好，而且该方法自动化程度比较高。 1、低压铸造的历史 低压铸造法有一百多年的历史，20世纪20年代，将低压铸造法应用于铝合金铸造的两个国家分别是法国和德国，不过还处于试应用阶段。到了1945年，低压制造开始大规模应用，主要是在英国生产雨水管道、啤酒容器。1958年，美国人将低压铸造法应用于汽车发动机的零件铸造上，这就是低压铸造开始大范围应用的契机。世界汽车工业开始注意到这个神奇的铸造方法，并且，该方法于20世纪50年代末引进中国。 在我国，低压铸造的使用始于1961年。当空冷气缸头的制造能够神奇被低压铸造法实现的时候，这种方法开始被人高度重视。自此，低压铸造技术开始不断在汽车行业中应用，其材料使用率非常高，尤其在铝合金铸件中，通过低压铸造技术实现的高达二分之一。通过该技术生产法的铝合金铸件质量优良，所生产的产品种类也在不断扩展。20世纪70年代，低压铸造技术开始应用于汽车轮毂生产中，到了现代，人们开始注重汽车的轻量化发展，低压铸造技术开始制造性能更好、内部品质更高、机械性质要求更加严格的零件。 2、基本原理 低压铸造的基本原理主要是通过施加压力促进熔汤进入到模具内，熔汤通过慢慢充填的方式逐渐凝固，浇口部分的凝固作为施加压力结束的时刻。这样所凝固出的铸件将十分完美。以内其凝固的方向是从浇口方向开始的，与压力不冲突，不会受到压力的干扰，自然流畅完成凝固的过程和冷却。 3、低压铸造工艺特点 低压铸造的压力和速度在浇注时可以灵活调整，这样就可以根据不同的铸件形态进行铸造。低压铸造主要采用底注式充型，这样就可以确保金属液稳定充型，还可以有效避免空间对金属液的干扰，避免铸件成型后形成质量缺陷。在压力的作用下，成型后的铸件质量高，表面光洁，具有很高的性能。同时，低压铸造大大减轻了劳动强度，环境较好，设备方便实用。与其他铸造方法相比，低压铸造存在一定的特殊性，也具备了十分鲜明的工艺特点。 3.1与普通铸造相比所具备的特点低压铸造可以采用金属型、砂型、石磨型等等，其应用范围十分广泛，所以低压铸造方法具备了许多普通铸造方法所具备的优势。低压铸造适合有色金属，也适合黑色金属，这也是许多普通铸造方法所达不到的。低压铸造的充型十分平稳，这是因为其主要采用了底筑式，所以压力和速度都可以灵活调整。在压力的作用下，金属液的凝固十分充分，利用率很高，还有较好的流动性，提高铸件的质量，越复杂的铸件越能够展现出其优势。 3.2与压力铸造相比所具备的特点 低压铸造可以进行多种类型的铸件制造，并根据实际情况灵活进行热处理，既能够进行薄壁铸件的制造，也能够进行厚壁铸件的制造，而且在铸造的过程中能够充分避开空气的干扰，得到高质量铸件，表面光滑，组织细密，气泡少。而且铸件的机械性能十分出众，种类较多，比较精细，并具备较低的成本。 3.3缺点受到浇口位置、数量的限制，以及内壁厚度的影响，产品会因此而受到一定的限制。为了充分体现金属液良好的流动性，保证在浇口处开始凝固，那么就会加大铸造周期，凝固速度也会变慢。金属液充腔时，金属液下型面的机械性能将会受到限制。 4、低压铸造所需的条件 4.1温度 熔汤的温度会受到种类和外形的影响，不过总体差异不会太大。其温度是否适合，将直接关系到产品的质量和美观程度，因此要将温度控制在合理范围内。需要注意的是，模具温度同样不能忽视。 从金属液凝固的角度来看，模具温度的分布主要是从浇口往上型方向逐渐变低，但是由于这样会延长铸造周期，影响凝固的速度，因此就要进行上型和横型的冷却。生产周期、金属液温度等方面需要仔细斟酌和调整，其会深刻影响到铸件的内部与外部质量，所以可根据实际情况加大浇口的温差，这样就能够改变现状。 4.2加压时间 加压时间主要是指金属液从充填到浇口处凝固的过程所花费的时间。加压时间可能会受到各种因素的影响，这就需要考虑到气缸头的时间，该延长的就要尽量延长，延长的依据主要就是根据重量。加压时间很容易受到温度条件的影响，如果温度稳定，加压时间也会十分稳定。 金属液的凝固时间可能会因热量的变化和温度的降低而出现不稳定的情况。因为铸件数量会不断增加，温度十分不稳定，同 时，浇口截面积减小，这样就会造成凝固时间改变，导致铸件产生质量的内部缺陷。因此一定要高度重视温度、浇口和给料管等给汤系统等因素的影响。 4.3凝固时间 凝固时间指的是从加压完毕到产品脱模的时间，铸件脱模后并不算是真正完成，而是要确保铸件不变形，保证铸件的质量。这一部分所需的时间都要加入到凝固所需的时间中。凝固时间不会花费很久，与温度有关，而且与加压时间相比，凝固的速度会更快。为了缩短凝固时间，可通过加快冷却速度的方式。 4.4加压条件 为了保证充填效果，要注意调节加压的速度，过快或者过慢都会影响填充效果和铸件质量。具体来讲，速度慢，就会引发熔汤流动性较差的问题；速度过快，产品会受到气体的干扰，形成质量缺陷。因此，调节加压的速度势在必行。由于流速会受到流路形状差异的影响，所以需要根据实际情况进行速度的控制。 5、结束语 综上所述，低压铸造技术具有很大的优势，是铝合金铸件的主流铸造技术。与其他铸造方法相比，该技术的使用范围广泛，铸件质量高，精度高，性能好，自动化程度高。低压铸造技术自问世至今已经有百年历史，其正在以更好的发展态势影响着合金铸造行业。

  2025-07-01

有想补充的信息？点我投稿