铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺，已有约年的历史。中国约在公元前～前年之间已进入青铜铸件的全盛期，工艺上已达到相当高的水平。

主要内容：

一、铸造的定义和分类

二、常见的铸造方法及其优缺点

三、铸造缺陷及其控制方法

四、汽车铸造新技术和新方向

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一、铸造的定义和分类

铸造的定义：是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中，待其冷却凝固后，获得具有一定形状、尺寸和性能金属零件毛坯的成型方法。

常见的铸造方法有砂型铸造和精密铸造，详细的分类方法如下表所示。

砂型铸造：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。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来，一直是铸造生产中的基本工艺。

精密铸造：精密铸造是用精密的造型方法获得精确铸件工艺的总称。它的产品精密、复杂、接近于零件最后形状，可不加工或很少加工就直接使用，是一种近净形成形的先进工艺。

铸造方法分类

二、常用的铸造方法及其优缺点

1.普通砂型铸造

制造砂型的基本原材料是铸造砂和型砂粘结剂。最常用的铸造砂是硅质砂，硅砂的高温性能不能满足使用要求时则使用锆英砂、铬铁矿砂、刚玉砂等特种砂。应用最广的型砂粘结剂是粘土，也可采用各种干性油或半干性油、水溶性硅酸盐或磷酸盐和各种合成树脂作型砂粘结剂。

砂型铸造中所用的外砂型按型砂所用的粘结剂及其建立强度的方式不同分为粘土湿砂型、粘土干砂型和化学硬化砂型3种。

砂型铸造用的是最流行和最简单类型的铸件已延用几个世纪.砂型铸造是用来制造大型部件，如灰铸铁，球墨铸铁,不锈钢和其它类型钢材等工序的砂型铸造。其中主要步骤包括绘画，模具，制芯，造型，熔化及浇注，清洁等。

工艺参数的选择

加工余量：所谓加工余量，就是铸件上需要切削加工的表面，应预先留出一定的加工余量，其大小取决于铸造合金的种类、造型方法、铸件大小及加工面在铸型中的位置等诸多因素。

起模斜度：为了使模样便于从铸型中取出，垂直于分型面的立壁上所加的斜度称为起模斜度。

铸造圆角：为了防止铸件在壁的连接和拐角处产生应力和裂纹，防止铸型的尖角损坏和产生砂眼，在设计铸件时，铸件壁的连接和拐角部分应设计成圆角。

型芯头：为了保证型芯在铸型中的定位、固定和排气，模样和型芯都要设计出型芯头。

收缩余量：由于铸件在浇注后的冷却收缩，制作模样时要加上这部分收缩尺寸。

优点：

粘土的资源丰富、价格便宜。使用过的粘土湿砂经适当的砂处理后，绝大部分均可回收再用；

制造铸型的周期短、工效高；

混好的型砂可使用的时间长；

适应性很广。小件、大件，简单件、复杂件，单件、大批量都可采用；

缺点及局限性：

因为每个砂质铸型只能浇注一次，获得铸件后铸型即损坏，必须重新造型，所以砂型铸造的生产效率较低；

铸型的刚度不高，铸件的尺寸精度较差；

铸件易于产生冲砂、夹砂、气孔等缺陷。

2.熔模铸造

用蜡料做模样时，熔模铸造又称失蜡铸造。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。由于模样广泛采用蜡质材料来制造，故常将熔模铸造称为“失蜡铸造”。

可用熔模铸造法生产的合金种类有碳素钢、合金钢、耐热合金、不锈钢、精密合金、永磁合金、轴承合金、铜合金、铝合金、钛合金和球墨铸铁等。

熔模铸造工艺过程

优点：

尺寸精度较高。一般可达CT4-6（砂型铸造为CT10~13，压铸为CT5~7）；

可以提高金属材料的利用率。熔模铸造能显著减少产品的成形表面和配合表面的加工量，节省加工台时和刃具材料的消耗；

能最大限度地提高毛坯与零件之间的相似程度，为零件的结构设计带来很大方便。铸造形状复杂的铸件熔模铸造能铸出形状十分复杂的铸件，也能铸造壁厚为0.5mm、重量小至1g的铸件，还可以铸造组合的、整体的铸件；

不受合金材料的限制。熔模铸造法可以铸造碳钢、合金钢、球墨铸铁、铜合金和铝合金铸件，还可以铸造高温合金、镁合金、钛合金以及贵金属等材料的铸件。对于难以锻造、焊接和切削加工的合金材料，特别适宜于用精铸方法铸造；

生产灵活性高、适应性强熔模铸造既适用于大批量生产，也适用小批量生产甚至单件生产。

缺点及局限性：

铸件尺寸不能太大工艺过程复杂铸件冷却速度慢。熔模铸造在所有毛坯成形方法中，工艺最复杂，铸件成本也很高，但是如果产品选择得当，零件设计合理，高昂的铸造成本由于减少切削加工、装配和节约金属材料等方面而得到补偿，则熔模铸造具有良好的经济性。

3.压铸

4.金属型铸造

5.低压铸造

6.离心铸造

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三、铸造缺陷及其控制方法

铸件缺陷种类繁多，产生缺陷的原因也十分复杂。它不仅与铸型工艺有关，而且还与铸造合金的性制、合金的熔炼、造型材料的性能等一系列因素有关。因此，分析铸件缺陷产生的原因时，要从具体情况出发，根据缺陷的特征、位置、采用的工艺和所用型砂等因素，进行综合分析，然后采取相应的技术措施，防止和消除缺陷。

1.浇不到

铸件局部有残缺、常出现在薄壁部位、离浇道最远部位或铸件上部。残缺的边角圆滑光亮不粘砂。

产生原因：

浇注温度低、浇注速度太慢或断续浇注；

横浇道、内浇道截面积小；

铁水成分中碳、硅含量过低；

上砂型高度不够，铁水压力不足。

防止方法：

提高浇注温度、加快浇注速度，防止断续浇注；

加大横浇道和内浇道的截面积；

调整炉后配料，适当提高碳、硅含量；铸型中加强排气，减少型砂中的煤粉，有机物加入量；

增加上砂箱高度。

2.未浇满

铸件上部残缺，直浇道中铁水的水平面与铸件的铁水水平面相平，边部略呈圆形。

产生原因：

浇包中铁水量不够；

浇道狭小，浇注速度又过快，当铁水从浇口杯外溢时，操作者误认为铸型已经充满，停浇过早。

防止方法：

正确估计浇包中的铁水量；

对浇道狭小的铸型，适当放慢浇注速度，保证铸型充满。

3.损伤

产生原因：

铸件落砂过于剧烈，或在搬运过程中铸件受到冲撞而损坏；

滚筒清理时，铸件装料不当，铸件的薄弱部分在翻滚时被碰断；

冒口、冒口颈截面尺寸过大；冒口颈没有做出敲断面（凹槽）。或敲除浇冒口的方法不正确，使铸件本体损伤缺肉。3、

防止方法：

铸件在落砂清理和搬运时，注意避免各种形式的过度冲撞、振击，避免不合理的丢放；

滚筒清理时严格按工艺规程和要求进行操作；

修改冒口和冒口颈尺寸，做出冒口颈敲断面，正确掌握打浇冒口的方向。

4.粘砂和表面粗糙

5.砂眼

6.披缝和胀砂

7.抬箱

8.掉砂

9.错型（错箱）

10.灰口和麻点

11.裂纹（热裂、冷裂）

12.气孔

13.缩松、疏松

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四、汽车铸造新技术和新方向

1.砂成形技术的发展趋势

潮模造型经过手工紧实→震击+压实紧实→高压+微震紧实→气冲紧实→静压紧实几个发展阶段。静压造型技术实质是“气冲预紧实+压实”。有以下优点：铸型轮廓清晰，表面硬度高且均匀，起模斜度小，型板利用率高，工艺装备磨损小，铸型表面光洁度高，铸型型废率低。因此，是目前最新、最先进的造型工艺，并已成为当今的主流紧实工艺。

当前，国外比较有名的制造静压造型设备的厂家有德国的KW公司、HWS公司和意大利萨威力公司。国内汽车铸造厂家大都选用HWS公司或KW公司制造的设备，如一汽铸造公司、东风汽车铸造厂、上海圣德曼铸造公司、华东泰克西、山西三联、广西玉柴、无锡柴油机厂等。

2.近净形技术发展趋势

铸造成形工艺

消失模铸造也称气化模铸造、实型铸造、无型腔铸造，被铸造界誉之为“21世纪的铸造新技术”、“铸造的绿色工程”。该工艺的方法是采用无粘结剂干砂加抽真空技术。我国有一百多家企业用该工艺生产箱体类、管件阀体类、耐热耐磨合金钢类等三大类铸件，总产量超过10万t。今后，该工艺将大量采用快速制造技术和模拟仿真技术，以缩短生产准备周期，实现铸件的快捷生产。

熔模精密铸造成形型工艺

熔模精密铸造工艺有水玻璃制壳工艺、复合制壳工艺、硅溶胶制壳工艺。汽车产品材料有碳素钢、合金钢、有色合金与球墨铸铁。国外有高合金钢、超合金材料。熔炼设备国内采用普通、快速中频炉；国外采用真空炉、翻转炉、高频炉技术。熔模精密铸造技术成型工艺将来的发展趋势是产品离商品越来越近，传统的精铸件只作为毛坯，已经不适应市场的快速应变；产品的复杂程度和质量档次越来越高；研发手段越来越强，专业化协作开始显现，CAD、CAM、CAE的应用成为产品开发主要技术。

3.制芯技术的发展趋势

4.铸铁熔炼技术的发展趋势

5.合金气缸体、气缸盖压铸成形技术

6.半固态压铸成型技术

7.铸铁材质的发展趋势

8.铸造过程计算机应用技术发展趋势

9.铸造检测技术

10.绿色铸造技术发展趋势

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