铸造工艺的多样性与应用详解 - 广州国际铸造、压铸及锻压工业展览会

铸造，作为成型工艺中不可或缺的一环，涵盖了多种技术。其中，通用的铸造技术便多达十种，每种都有其独特的应用领域和优势。

砂型铸造

砂型铸造，作为最传统且应用广泛的铸造技术之一，其基本原理是以砂作为主要造型材料，通过型砂的紧实和造型，形成所需的铸件形状。这种技术适用于各种金属的铸造，尤其是大批量生产中，其成本低廉、操作简便的特点使得它备受青睐。然而，砂型铸造也存在一些局限性，例如铸件表面的粗糙度较高，不适合需要高精度表面的应用场合。

砂型铸造

一种在砂型中生产铸件的铸造方法，广泛应用于钢、铁及大多数有色合金铸件的制造。其工艺流程包括型砂紧实、造型以及后续的铸件脱模和清理等步骤。

砂型铸造的工艺流程不仅适合制造形状复杂的铸件，特别是具有复杂内腔的毛坯，而且具有广泛的适应性，成本也相对较低。此外，对于某些塑性较差的材料，如铸铁等，砂型铸造是制造其零件或毛坯的唯一有效工艺。其应用广泛，例如汽车的发动机气缸体、气缸盖、曲轴等重要铸件都是通过这种工艺制造的。接下来，我们将介绍另一种铸造工艺——熔模铸造。

熔模铸造，也常被称为“失蜡铸造”，是一种特殊的铸造工艺。它涉及使用易熔材料制作模具，随后在模具表面逐层覆盖耐火材料以形成型壳。接着，通过熔化并排出模具，获得无分型面的铸型。经过高温焙烧后，该铸型即可用于填砂和浇注。这种工艺在制造具有复杂形状或内腔的铸件时尤为适用。

熔模铸造的工艺流程与特点

熔模铸造，又称失蜡铸造，是一种复杂的铸造工艺。其流程包括使用易熔材料制作模具，随后在模具上逐层覆盖耐火材料以构建型壳。通过熔化并排出模具，最终得到无分型面的铸型。经过高温焙烧后，该铸型即可用于填砂和浇注。这种工艺在制造具有复杂形状或内腔的铸件时展现出显著优势。

其工艺特点如下：

优点：

尺寸精度和几何精度高，能够满足高精度的制造需求。
表面粗糙度也相对较高，提高了铸件的质量。
特别适用于铸造外型复杂的铸件，且不受合金类型的限制。

缺点：

工序相对繁杂，需要较高的生产成本。

应用：

熔模铸造主要适用于生产形状复杂、精度要求高或难以通过其他工艺加工的小型零件，例如涡轮发动机的叶片等。

压铸工艺详解

压铸，这一工艺利用了高压环境，将金属液以高速度注入精密的金属模具型腔之中。在压力的作用下，金属液逐渐冷却并凝固，最终形成所需的铸件。这一工艺流程高效且精准，在制造业中占据了不可或缺的地位。

压力铸造工艺流程详解

工艺特点

优点：

金属液体在压铸过程中承受着高压，从而确保了其快速流动。
由此产生的铸件质量上乘，尺寸稳定，互换性极佳。
高效的生产效率得益于压铸模的多次使用。
该工艺特别适合大规模、大批量生产，带来显著的经济效益。

缺点：

铸件可能存在微小的气孔和缩松现象。
压铸件的塑性较低，不适宜在冲击载荷或震动环境下工作。
当压铸高熔点合金时，铸型的寿命会受到影响，从而限制了压铸生产的扩展。

应用领域

压铸技术最初主要应用于汽车和仪表工业，但随着时间的推移，其应用范围已广泛涵盖农业机械、机床、电子、国防、计算机、医疗器械、钟表、照相机以及日用五金等多个行业。

低压铸造工艺流程详解

工艺特点

低压铸造，一种使液体金属在较低压力（02～06MPa）环境下充填铸型，并在该压力下结晶以形成铸件的方法。其特点在于其充填铸型时的压力较低，这一特性使得该工艺在铸件质量、尺寸稳定性以及生产效率方面均表现出色。此外，低压铸造也适用于多种金属的铸造，具有广泛的应用范围。

应用领域

低压铸造技术在多个行业中发挥着重要作用，包括汽车、机械、电子等领域。其独特的工艺特点使得它能够满足各种复杂铸件的生产需求，为这些行业的发展做出了重要贡献。

技术特点：
浇注时的压力和速度具备可调节性，使得该工艺能够适应不同的铸型，如金属型、砂型等，并能铸造出各种合金及尺寸的铸件。
充型方式采用底注式，金属液流动平稳，无飞溅，从而有效减少了气体卷入和型壁、型芯的冲刷，进而提升了铸件的合格率。
在压力作用下结晶的铸件，其组织致密、轮廓清晰、表面光洁，力学性能优异，尤其适合于大薄壁件的铸造。
该工艺省去了补缩冒口，显著提高了金属的利用率，利用率可达90～98%。
操作简便，劳动强度低，劳动条件改善，同时设备简易，易于实现机械化和自动化。

应用领域：
主要应用于传统产品的铸造，如气缸头、轮毂、气缸架等。

离心铸造，一种独特的铸造方法

涉及将金属液浇入高速旋转的铸型内。在离心力的作用下，金属液得以充分填充铸型，并最终凝固成所需形状的铸件。


工艺特点

优点：

金属消耗少，尤其是浇注系统和冒口系统，显著提高工艺出品率。
生产中空铸件时无需使用型芯，从而在制造长管形铸件时显著提升金属充型能力。
铸件具有高致密度，气孔和夹渣等缺陷较少，力学性能优异。
适用于制造筒、套类复合金属铸件。

缺点：

异形铸件的生产受到一定限制。
铸件内孔直径可能不准确，内孔表面粗糙度较高，质量不够理想，加工余量较大。
铸件可能存在比重偏析的问题。

应用：

离心铸造最初主要用于生产铸管，如今，在冶金、矿山、交通、排灌机械、航空、国防、汽车等多个行业中，都广泛采用离心铸造技术来制造钢、铁及非铁碳合金铸件。其中，离心铸铁管、内燃机缸套和轴套等铸件的生产尤为常见。
金属型铸造，一种通过液态金属在重力作用下充填金属铸型，并在其中冷却凝固来获得铸件的方法，具有其独特的工艺流程。

金属型铸造

这一通过液态金属在金属铸型中冷却凝固来获得铸件的方法，展现出了其独特的工艺特点。它充分利用了金属型的高热导率和热容量，使得铸件能够在短时间内冷却凝固，从而确保了铸件组织的致密性和优越的力学性能，相较于砂型铸件，其性能提升了约15%。此外，该方法还能提供较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，同时保证了铸件质量的高度稳定性。更重要的是，金属型铸造减少了砂芯的使用，这不仅改善了工作环境，降低了粉尘和有害气体的产生，还减轻了劳动强度。

然而，金属型铸造也存在一些挑战。由于金属型本身缺乏透气性，因此需要采取特殊措施来导出型腔中的空气和砂芯产生的气体。同时，金属型的退让性不足也可能导致铸件在凝固时产生裂纹。另外，金属型的制造周期相对较长，成本也相对较高，这在一定程度上限制了其应用范围。尽管如此，当大规模成批生产铝合金、镁合金等非铁合金铸件时，金属型铸造的经济效益将得到充分体现。同时，它也适用于钢铁金属的铸件和铸锭的生产。

真空铸造，一种先进的压铸工艺

通过在压铸过程中抽除压铸模具型腔内的气体，有效消除或显著减少压铸件内的气孔和溶解气体。这一技术显著提升了压铸件的力学性能和表面质量，同时优化了镀覆性能。此外，它还降低了型腔的反压力，使得使用较低的比压及铸造性能较差的合金也成为可能，进而有可能用小机器压铸较大的铸件。另一方面，充填条件的改善也使得较薄的铸件能够被顺利压铸。

然而，真空铸造也存在一定的挑战。首先，模具的密封结构相对复杂，制造和安装过程较为困难，这在一定程度上增加了成本。其次，如果真空压铸法的控制不当，其效果可能并不显著。

挤压铸造，一种将液态或半固态金属在高压环境下进行凝固与成形的方法，可直接产出制件或毛坯。
此技术不仅提高了液态金属的使用效率，还简化了生产工序，确保了质量的稳定性。作为一种节能环保的金属成形技术，挤压铸造在工业领域展现出广阔的应用前景。
直接挤压铸造与间接挤压铸造

直接挤压铸造的流程包括：喷涂料、浇合金、合模、加压、保压、泄压，随后进行分模、毛坯脱模和复位。而间接挤压铸造的步骤则略有不同，它首先喷涂料、合模，然后给料、充型，再进行加压、保压、泄压，最后同样进行分模、毛坯脱模和复位。

这两种方法的技术特点如下：

能够有效消除内部的气孔、缩孔和缩松等常见铸造缺陷。
产品的表面粗糙度较低，同时尺寸精度高，满足严格的制造要求。
通过挤压铸造，可以有效地预防铸造裂纹的出现，提高产品的质量。
该技术非常适合实现机械化、自动化的生产模式，提高生产效率。

此外，挤压铸造还可广泛应用于各种合金的制造，包括铝合金、锌合金、铜合金以及球墨铸铁等，为工业领域提供了多样化的制造选择。

消失模铸造，亦被称为实型铸造，是一种创新型的铸造技术。
其核心工艺在于，将与目标铸件尺寸和形状高度相似的石蜡或泡沫模型进行粘结组合，构建成模型簇。随后，这些模型簇会经过刷涂耐火涂料并烘干的处理。接下来，这些处理后的模型簇会被埋入干石英砂中，经过振动造型后，在负压环境下进行浇注。在此过程中，模型会逐渐气化，而液体金属则会逐渐占据这些模型的位置。当金属凝固并冷却后，便形成了所需的铸件。

消失模铸造的工艺流程包括预发泡、发泡成型、浸涂料、烘干、造型、浇注、落砂以及清理等环节。

技术特点：

铸件具备高精度，无需砂芯，从而缩短了加工时间。
无分型面限制，设计更具灵活性，自由度大大提高。
清洁生产，无环境污染，符合绿色制造理念。
降低了投资和生产成本，提高了经济效益。

应用范围：

适用于生产结构复杂的各种大小精密铸件，不受合金种类和生产批量的限制。例如，可以生产灰铸铁发动机箱体、高锰钢弯管等铸件。

连续铸造，作为一种创新的铸造方式

其核心在于将液态金属持续引入一个特制的结晶器内。在这里，金属经过凝固（结壳）后，可以连续不断地从结晶器的另一侧被拉出，从而得到所需长度的铸件。这一技术不仅灵活，还能满足各种长度需求。

技术特点：

金属在连续铸造过程中，由于受到迅速的冷却作用，其结晶变得致密且组织均匀，从而赋予了铸件良好的机械性能。
这一技术能够有效地节约金属材料，同时提高金属的收得率。
连续铸造简化了整个生产流程，无需进行造型等繁琐工序，从而降低了劳动强度，并显著减少了所需的生产面积。
连续铸造生产方式容易实现机械化和自动化，进而大幅提高生产效率。

应用范围：
连续铸造法适用于浇注各种金属，如钢、铁、铜合金、铝合金以及镁合金等，用于生产断面形状保持不变的长铸件，例如铸锭、板坯、棒坯和管子等。