各种铸造方法的工艺特点和适用范围

来自: 铸造设备与工艺收藏邀请

一、砂型铸造
铸件材质：各种材质
铸件质量：几十克—几十吨至几百吨
铸件表面质量：差
铸件结构：简单
生产成本：低
适用范围：最常用的铸造方法。手工造型适用于单件、小批量和难以使用造型机的形状复杂的大型铸件。机器造型适用于批量生产的中、小铸件。
工艺特点：手工造型：灵活、易行，但生产效率低，劳动强度高，尺寸精度和表面质量低。机器造型：尺寸精度和表面质量高，但投资大。
简述：砂型铸造是当今铸造业中使用最普遍的铸造工艺，适用于各种材质，铁合金，非铁合金铸造都能用砂型铸造。可以生产从几十克到几十吨，及更大的铸造件。砂型铸造的不足之处是：只能生产结构相对简单的铸件。砂型铸造最大的优势是：生产成本低。但在表面光洁度、铸件金相，内部密度相对较低。在造型方面，可手工造型，亦可机器造型。手工造型适用于单件、小批量和难以使用造型机的形状复杂的大型铸件。机器造型可大幅度提高表面精度和尺寸精度，但，投资较大。

二、金属型铸造
铸件材质：非铁合金
铸件质量：几十克到20千克
铸件表面质量：好
铸件结构：复杂
生产成本：金属型的费用较高
适用范围：小批量或大批量生产的非铁合金铸件，也适用于生产钢铁铸件。
工艺特点：铸件尺寸精度、表面质量高，组织致密，力学性能好，生产效率高。
简述：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。鉴于此，使用金属型铸造工艺，铸造技术员需要明辨金属型与砂型的区别。然后，加强学习，精艺求精。

三、熔模铸造
铸件材质：铸钢及非铁合金
铸件质量：几克—几千克
铸件表面质量：很好
铸件结构：任何复杂
生产成本：批量生产时，比完全用机械加工生产便宜
适用范围：各种批量的铸钢及高熔点的合金的小型复杂精密铸件，特别适合铸造艺术品、精密机械零件。
工艺特点：尺寸精度、表面光洁，但生产效率低。
简述：熔模铸造工艺起源较早，在我国，春秋时期迷模铸造工艺就已经应用在贵族的饰品制作方面了。熔模铸造件一般比较复杂，不适用大型铸件。工艺过程较复杂，且不易控制，使用和消耗的材料较贵，故它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。

四、陶瓷型铸造
铸件材质：铸钢及铸铁
铸件质量：几千克到几百千克
铸件表面质量：很好
铸件结构：较复杂
生产成本：昂贵
适用范围：模具和精密铸件
工艺特点：尺寸精度高，表面光洁，缺点是生产效率低。
简述：目前生产上应用最广泛的是CO2水玻璃砂底套陶瓷型。CO2水玻璃套有强度高，透气性好制作简便道优点。其次作过程如图所示。其特殊之处，在于事先要准备两个模型，一个用于灌陶瓷浆料的铸件模（A模），另一个用于制造底套（B模）其尺寸较（A 模）大．
1．铸件的表面光洁度高；
2．铸件的尺寸精度高；
3．可以铸出大型精密铸件
熔模铸造虽能铸出尺寸精确、光洁度高的铸件，但由于本身工艺的限制，浇注的铸件重量一般都较小，最大件只有几十公斤；而陶瓷型铸件最大可达十几吨。
4．投资少，投产快，生产准备周期短。
缺点是原材料价格昂贵，由于有灌浆工序，不适于浇注批量大，重量轻，形状较复杂的铸件，且生产工艺过程难于实现机械化和自动化。

五、石膏型铸造
铸件材质：铭合金、镁合金、锌合金
铸件质量：几十克到几十千克
铸件表面质量：很好
铸件结构：较复杂
生产成本：高
适用范围：单件到小批量
工艺特点：铸型耐火度低，适用于中低合金铸件。透气性差，执导率低，凝固时间过长，充型性能优，铸件表面光洁。生产效率较低。
简述：石膏型铸造分为：拔模型石膏铸造、失蜡铸造
其特点为：
1.能够很好地复制出复杂的铸件。由于石膏浆料的流动性能好，使得其充型性能优良，复膜性优异，型腔表面光洁。制作出来的产品粗糙度等级能够达到Ra 1.6um。
2.热导率低。这一性能会使得金属液很好地填充模具，但亦会因凝结时间过长，而出现疏松、缩孔等缺陷。
3.透气性差。因而要合理设置浇注系统以防止出现浇不足、气孔等缺陷。
4.耐火度不高，故只适用于中低温合金的铸造。
其浇注方式一般为：低压浇注、重力浇注、真空辅助浇注等

六、低压铸造
铸件材质：非铁合金
铸件质量：几十克到几十千克
铸件表面质量：好
铸件结构：复杂（可用砂芯）
生产成本：金属型的制作费用高
适用范围：小批量，最好是大批量的大、中型非铁合金铸件，可生产薄壁铸件
工艺特点：铸件组织致密，工艺出品率高，设备较简单，可采用各种铸型，不过生产率比较低。
简述：低压铸造，在低压气体作用下使液态金属充填铸型并凝固成铸件的铸造方法。低压铸造最初主要用于铝合金铸件的生产，以后进一步扩展用途，生产熔点高的铜铸件、铁铸件和钢铸件。

七、差压铸造
铸件材质：铝合金、镁合金
铸件质量：几克到几十千克
铸件表面质量：好
铸件结构：复杂（可用砂芯）
生产成本：高，需要增加气动差压装置
适用范围：高性能和形状复杂的非铁合金铸件
工艺特点：压力可控，铸件成型好，组织致密，力学性能好，但生产效率低。
简述：差压铸造又称反压铸造、压差铸造。它是在低压铸造的基础上派生出来的一种铸造方法。与低压铸造的不同点是在铸型外罩个密封罩，内充压缩气体，使铸型处于气体的一定压力之下。金属液充型时，使保温炉中气体的压力大于铸型中气体的压力，如低压铸造时那样实现金属液的充型、保压和增压。但此时铸件是在更高的压力作用下结晶凝固的，所以可保证获得致密度更高的铸件。

八、压力铸造
铸件材质：铝合金、镁合金
铸件质量：几克至几十千克
铸件表面质量：好
铸件结构：复杂（可用砂芯）
生产成本：压铸机和铸型的制作费用很高
适用范围：大量生产的各种非铁合金中小型铸件、薄壁铸件、耐压铸件。
工艺特点：铸件尺寸精度高，表面光洁，组织致密，生产效率高，成本低，但压铸机和铸型成本高。
简述：压力铸造，有高压和高速充填压铸型的两大特点。它常用的压射比压是从几千至几万kPa，甚至高达2×105kPa。充填速度约在10~50m/s，有些时候甚至可达100m/s以上。充填时间很短，一般在0.01~0.2s范围内。与其它铸造方法相比，压铸有以下三方面优点：产品质量好，铸件尺寸精度高，一般相当于6~7级，甚至可达4级；表面光洁度好，一般相当于5~8级；强度和硬度较高，强度一般比砂型铸造提高25~30%，但延伸率降低约70%；尺寸稳定，互换性好；可压铸薄壁复杂的铸件。例如，当前锌合金压铸件最小壁厚可达0.3mm；铝合金铸件可达0.5mm；最小铸出孔径为 0.7mm；最小螺距为0.75mm。

九、离心铸造
铸件材质：灰铸铁、球墨铸铁
铸件质量：几十千克至几吨
铸件表面质量：较好
铸件结构：一般为圆筒形铸件
生产成本：较低
适用范围：小批量到大批量的旋转体形铸件、各种直径的管件。
工艺特点：铸件尺寸精度高，表面光洁，组织致密，生产效率高。
简述：离心铸造（centrifugalcasting）是指将液态金属浇入旋转的铸型里，在离心力作用下充型并凝固成铸件的铸造方法。离心铸造用的机器称为离心铸造机。
【简介】离心铸造的第一个专利是在1809年由英国人爱尔恰尔特（Erchardt）提出的，直到二十世纪初期这一方法在生产方面才逐步地被采用。我国在三十年代也开始利用离心管、筒类铸件如铁管、铜套、缸套、双金属钢背铜套等方面，离心铸造几乎是一种主要的方法；此外在耐热钢辊道、一些特殊钢无缝纲管的毛坯，造纸机干燥滚筒等生产方面，离心铸造法也用得很有成效。目前已制出高度机械化、自动化的离心铸造机，已建起大量生产的机械化离心铸管车间。

十、连续铸造
铸件材质：钢、非铁合金
铸件质量：大型铸件
铸件表面质量：较差
铸件结构：长形连续铸造
生产成本：低
适用范围：固定截面的长形铸件，如钢锭、钢管等。
工艺特点：组织致密，力学性能好，生产效率高。
简述：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。
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。

十一、消失模铸造
铸件材质：各种材质
铸件质量：几克到几吨
铸件表面质量：较好
铸件结构：较复杂
生产成本：较低
适用范围：不同批量的较复杂和各种合金铸件
工艺特点：铸件尺寸精度较高，铸件设计自由度大，工艺简单，但模样燃烧有一定的环境影响。
简述：消失模铸造是把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。消失模铸造是一种近无余量、精确成型的新工艺，该工艺无需取模、无分型面、无砂芯，因而铸件没有飞边、毛刺和拔模斜度，并减少了由于型芯组合而造成的尺寸误差。

以上这十一种铸造方法，工艺特点不同，在铸造生产中，不同的铸件，选择相应的铸造方法。其实，很难说难种铸造工艺有绝对的优势，在生产中，大家也是选择适用的工艺，选择性价比更低的工艺方法。